Arduino + relejni modul in rock & roll: mešanje AC / DC

Po našem vodiču za programiranje Arduina in vodniku za prve korake vam tokrat predstavljamo praktični vodnik za delo z Arduinom in relejnim modulom . To pomeni, da lahko z uporabo Arduinovega nizkonapetostnega enosmernega vezja upravljate visokonapetostni izmenični sistem. Z drugimi besedami, kar se je s preprosto Arduino ploščo zdelo nemogoče, na primer krmiljenje 220V bremen, je zdaj mogoče z relejnim modulom.

To vam bo omogočilo upravljanje naprav, priključenih na električno omrežje . Da bi se izognili prevelikemu omejevanju praktičnih aplikacij, bom poskušal to razložiti na način, ki ga je mogoče uporabiti za katero koli vrsto projekta, ki si ga lahko zamislite, ali pa ga preprosto spremeniti, da bo deloval točno tako, kot želite, saj je na spletu veliko specifičnih projektov, ki uporabljajo ploščo Arduino in relejni modul ...

Rele:

Pojasnili vam bomo vse, kar morate vedeti o relejih.

Kaj je rele?

V francoščini "relais" pomeni rele, kar vam da predstavo o tem, kaj rele dejansko počne. V osnovi gre za elektromagnetno napravo, ki deluje kot stikalo, ki ga krmili tok. Z mehanizmom s tuljavo in elektromagnetom se lahko aktivira eden ali več kontaktov, ki odprejo ali zaprejo neodvisen električni tokokrog, saj ta tokokrog deluje z drugačno napetostjo in vrsto toka kot tisti, ki ga krmili (njegov izhod obravnava tokokrog z večjo močjo kot vhod).

Izumil ga je Joseph Henry leta 1835 (čeprav se za njegov izum istega leta pripisujejo tudi Edwardu Davyju) in se je od takrat razvijal in spreminjal po velikosti, da bi postal sodobni releji, ki jih imamo danes. Sprva se je uporabljal za telegrafske stroje, kjer je iz šibkejšega vhodnega signala krmilil večji tokovni signal. Postopoma se je njegova uporaba razširila in zdaj se uporablja v številnih aplikacijah.

Katere vrste obstajajo?

Če pogledamo v rele in analiziramo njegovo delovanje , vidimo, da majhen vhodni krmilni tok aktivira elektromagnet z njegovo bakreno tuljavo, ki nato premakne stikalo, ki na svojem izhodu odpira ali zapira vezje z večjo močjo, ki ga krmili. Vse to je izolirano z izolacijsko zaščito, da se preprečijo nesreče, vendar me ne glede na to zanima nekaj drugega: različne vrste, ki obstajajo glede na njihova načela delovanja.

Vrste relejev, ki jih imamo, si lahko ogledamo z različnih zornih kotov. Po eni strani se moramo osredotočiti na njihov mehanizem odpiranja ali zapiranja stikala, na podlagi tega pa imamo:

• NE ali običajno odprt: kot že ime pove, gre za tiste, ki so brez vklopa elektromagneta kontakti stikala ali izhodnega stikala odprti, med njimi ni električne povezave, zato bo vezje v normalnem stanju deaktivirano ali odprto. Ko se vhod aktivira tako, da se to spremeni, se bodo v tistem trenutku dotaknili terminali stikal in vezje se bo zaprlo, to pomeni, da bo omogočil prehod toka.
• NC ali običajno zaprt: je nasprotje prejšnjemu, izhodno vezje v normalnem ali mirujočem stanju bo pustilo tok. Po drugi strani pa se takoj, ko se na vhod deluje, vezje odpre in tok prekine.

To je zelo pomembno vedeti pri nakupu releja, odvisno od projekta, ki ga želite ustvariti. Upoštevati morate, kaj je za vaš projekt najpogostejše: da bodo naprave, povezane z relejem, vedno aktivne ali da jih želite aktivirati le ob določenih urah. Glede na to bo bolje izbrati en ali drug rele.

Na primer , v namakalnem sistemu, kjer priključite vodno črpalko na rele, da se samodejno aktivira, bi bil normalno odprt (NO) rele boljši, saj se črpalka mora vklopiti le, ko pošljete ukaz s platforme Arduino. Po drugi strani pa bi bil v varnostnem sistemu, kjer mora biti rele trajno priključen in se odklopi le ob določenih časih, primernejši normalno zaprt (NC) rele. Na ta način se izognete nenehnemu napajanju releja iz plošče Arduino, da bi vsilili nenormalno stanje.

Ne glede na to pa obstajajo tudi druge vrste relejev, odvisno od različnih perspektiv, kot so mehanizmi, ki jih aktivirajo. Klasični so elektromagnetni releji, ki smo jih opisali, in so najbolj priljubljeni. Obstajajo pa tudi drugi, ki jih je mogoče aktivirati z optosklopnimi napravami, torej polprevodniški releji. Druga zanimiva vrsta je časovno zakasnitveni rele, ki ima dodatno vezje, tako da se učinek njegovega izhoda za odpiranje ali zapiranje vezja pojavi po določenem času in ne takoj.

Posamezni releji in moduli:

Za svoje projekte lahko uporabite veliko vrst relejev, na primer tiste, ki se prodajajo posamezno, če so združljivi z električnim vhodom plošče Arduino. Vendar pa je najpreprostejši način, da se izognete težavam z združljivostjo, če niste prepričani, kaj kupujete, uporaba modulov, posebej zasnovanih za Arduino . Obstajajo moduli z enim relejem, ki jih je zelo enostavno priključiti na vašo ploščo Arduino, pa tudi moduli z dvema relejema, kot je prikazan na zgornji sliki.

Te vrste dvojnih modulov običajno vključujejo rele NO in rele NC, tako da imate vse, kar potrebujete za svoj projekt, in lahko preizkusite obe možnosti z enim samim modulom, nameščenim na nosilcu, kot so plošče Keyes, ki jih boste našli na trgu.

Kako se povežete in programirate z Arduinom?

Tukaj je preprost diagram, ki prikazuje, kako priključiti Arduino na relejni modul . Povezava je zelo preprosta, kot lahko vidite. Seveda, če ste izbrali modul z enim relejem ali ločenim relejem, ki ste ga kupili, boste morali narediti manjše spremembe, da ga pravilno priključite. Mimogrede, če ste izbrali modul z dvema relejema, lahko uporabite kateri koli rele, odvisno od tega, kaj najbolj ustreza vašemu projektu, kot sem že omenil.

Kot lahko vidite, gre preprosto za povezavo žice iz GND (ozemljitve) na pine GND vašega releja ali modula. Nato naj bi linija Vcc šla na enega od 5V pinov na Arduinu. To je vse, kar je potrebno za napajanje releja, vendar je potrebna še tretja krmilna linija, ki releju "poveduje", naj se aktivira, ko to želimo ali ko smo to programirali v naši skici.

Upoštevajte varnostne meje releja, na primer ne presegajte največ 250VAC in 10A, ki jih določajo nekateri releji. In bodite previdni pri ravnanju s tem vezjem, saj se ne "igrate" le z nizkimi napetostmi enosmernega toka, ki ne vplivajo na vas, ampak lahko pri ravnanju s temi 220v utrpite škodo ...

To krmilno ali signalno linijo lahko priključite na kateri koli od programabilnih digitalnih izhodnih pinov na vašem Arduinu in od tam na vhod, označen z IN na relejnem modulu. Čeprav naš diagram uporablja pin 2, lahko uporabite kateri koli pin, vendar si zapomnite, katerega ste uporabili za pravilno spreminjanje kode, sicer ne bo delovalo, če določite drugega (zelo pogosta napaka).

Omeniti moram še dve podrobnosti o diagramu. Prva je, da tja, kjer sem napisal "vaše naprave", lahko priključite žarnico, ventilator, AC motor ali katero koli napravo, ki deluje na 220 V. Seveda jo boste morali napajati tako, da napravo priključite v električno vtičnico. To lahko storite tako, da spremenite napajalni kabel naprave tako, da prekinete eno od njenih dveh napajalnih žic (ne ozemljitvene žice, če jo ima) in vstavite rele, ki bo odpiral ali zapiral tokokrog.

Program Arduino:

To lahko storite z Arduino IDE , Ardublock ali Bitbloq – kar vam najbolj ustreza. Osnovna programska koda je naslednja, čeprav jo lahko spremenite ali razširite, da ustreza potrebam vašega projekta:

const int rele = 2;
/*Setup*/
void setup() {
pinMode(rele,OUTPUT);}
/*Loop*/
void loop() {
digitalWrite(rele, XXX);
}

XXX lahko spremenite v HIGH ali LOW, odvisno od tega, kaj želite storiti, tj. vklopiti ali izklopiti. Vendar ne pozabite, ali gre za normalno zaprt (NC) ali normalno odprt (NO) rele. Seveda lahko dodate več kode za programiranje časovnega zaporedja ali za njegovo aktiviranje ali deaktiviranje glede na dogodek, morda stanje vhoda Arduino ali drugega vhoda, na primer z dodajanjem senzorja in spreminjanjem releja glede na to, ali je aktiviran ali ne, itd.

Kot veste, so možnosti neskončne, omejene le z vašo domišljijo . Več možnosti in primerov kode najdete v naši vadnici . Na primer, za dodajanje časov aktivacije in deaktivacije v intervalih 1 minute lahko uporabimo:

const int pin = 2;

void setup() {

Serial.begin(9600); //iniciar puerto serie  pin

Mode(pin, OUTPUT); //definir pin como salida

}

void loop(){

digitalWrite(pin, HIGH); // poner el Pin en HIGH (activar relé)

delay(60000); // esperar un min  digital

Write(pin, LOW); // poner el Pin en LOW (desactivar relé)

delay(60000); // esperar un min

}

Upam, da vam je bil ta vodič v pomoč in da vam bo uspelo zagnati vaše visokonapetostne projekte ...