Kjøre et stafett med en Arduino: 9 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Hei alle sammen, velkommen tilbake til kanalen min. Dette er min fjerde opplæring om hvordan du kjører en RELAY (ikke en relémodul) med en Arduino.

Det er hundrevis av opplæringer tilgjengelig om hvordan du bruker en "relemodul", men jeg fant ikke en god som viser hvordan du bruker et relé og ikke en relémodul. Så her skal vi diskutere hvordan et stafett fungerer og hvordan vi kan koble det til en Arduino.

Merk: Hvis du utfører arbeid med "nettstrøm", for eksempel 120- eller 240v vekselstrømledninger, bør du alltid bruke riktig utstyr og sikkerhetsutstyr og avgjøre om du har tilstrekkelig dyktighet og erfaring, eller kontakt en autorisert elektriker. Disse prosjektene er ikke beregnet på bruk av barn.

Trinn 1: Grunnleggende

Et relé er en stor mekanisk bryter, som slås på eller av ved å aktivere en spole.

Avhengig av driftsprinsippet og strukturelle egenskaper er releer av forskjellige typer, for eksempel:

1. Elektromagnetiske reléer

2. Solid State -reléer

3. Termiske reléer

4. Effektvarierte reléer

5. Reed reléer

6. Hybride reléer

7. Flerdimensjonale reléer og så videre, med varierte karakterer, størrelser og applikasjoner.

Imidlertid vil vi i denne opplæringen bare diskutere om elektromagnetiske reléer.

Guide til forskjellige typer reléer:

1.

2.

Trinn 2: Mitt relé (SRD-05VDC-SL-C)

Reléet jeg ser på er en SRD-05VDC-SL-C. Det er et veldig populært stafett blant Arduino og DIY elektronikkhobbyister.

Dette reléet har 5 pinner. 2 for spolen. Den midterste er COM (vanlig) og resten av de to kalles NO (Normally Open) og NC (Normally Close). Når strøm strømmer gjennom spolen på reléet, opprettes et magnetfelt som får en jernholdig anker til å bevege seg, enten ved å opprette eller bryte en elektrisk forbindelse. Når elektromagneten får strøm er NO den som er på og NC er den som er slått av. Når spolen slås av, forsvinner den elektromagnetiske kraften og ankeret beveger seg tilbake til den opprinnelige posisjonen og slår på NC-kontakten. Stenging og frigjøring av kontaktene resulterer i at kretsene slås på og av.

Nå, hvis vi ser på toppen av stafetten, er det første vi ser SONGLE, det er navnet på produsenten. Så ser vi "Strøm og spenningsvurdering": det er maksimal strøm og/eller spenning som kan passeres gjennom bryteren. Den starter fra 10A@250VAC og går ned til 10A@28VDC Til slutt sier bunnbiten: SRD-05VDC-SL-C SRD: er modellen for relé. 05VDC: Også kjent som "Nominal Coil Voltage" eller "Relay Activation Voltage", det er spenningen som er nødvendig for spolen for å aktivere reléet.

S: Står for "forseglet type" struktur

L: er "Coil Sensitivity" som er 0,36W

C: forteller oss om kontaktskjemaet

Jeg har vedlagt databladet til reléet for mer informasjon.

Trinn 3: Få hendene på et stafett

La oss starte med å bestemme reléspolepinnene.

Du kan gjøre det enten ved å koble et multimeter til motstandsmåling med en skala på 1000 ohm (siden spolemotstanden normalt varierer mellom 50 ohm og 1000 ohm) eller ved å bruke et batteri. Dette reléet har ingen polaritet merket siden den interne undertrykkende dioden ikke er tilstede i den. Derfor kan den positive utgangen fra likestrømforsyningen kobles til hvilken som helst av spolepinnene, mens den negative utgangen fra likestrømforsyningen vil bli koblet til den andre spolen på spolen eller omvendt. Hvis vi kobler batteriet til de riktige pinnene, kan du faktisk høre * klikk * -lyden når bryteren slås på.

Hvis du noen gang blir forvirret når du skal finne ut hvilken som er NEI og hvilken som er NC -pinne, følger du trinnene nedenfor for å enkelt finne ut at:

- Sett multimeteret til modus for motstandsmåling.

- Snu reléet opp ned for å se pinner som er plassert nederst.

- Koble nå en på multimeterets sonde til pinnen mellom spolene (Common Pin)

- Koble deretter den andre sonden en etter en til de resterende 2 pinnene.

Bare en av pinnene vil fullføre kretsen og vil vise aktivitet på multimeteret.

Trinn 4: Arduino og et stafett

* Spørsmålet er "Hvorfor bruke et relé med en Arduino?"

En mikrokontrollers GPIO -pinner (general input/output) kan ikke håndtere enheter med høyere effekt. En LED er lett nok, men store kraftelementer som lyspærer, motorer, pumper eller vifter krevde mer lune kretser. Du kan bruke et 5V-relé til å bytte 120-240V-strømmen og bruke Arduino til å kontrollere reléet.

* Et relé tillater i utgangspunktet en relativt lav spenning å enkelt kontrollere høyere effektkretser. Et relé oppnår dette ved å bruke 5V som sendes ut fra en Arduino -pinne for å aktivere elektromagneten som igjen lukker en intern, fysisk bryter for å slå på eller av en krets med høyere effekt. Bryterkontaktene til et relé er fullstendig isolert fra spolen, og dermed fra Arduino. Den eneste lenken er ved magnetfeltet. Denne prosessen kalles "elektrisk isolasjon".

* Nå dukker det opp et spørsmål: Hvorfor trenger vi den ekstra kretsen for å drive reléet? Spolen på reléet trenger en stor strøm (rundt 150mA) for å drive reléet, som en Arduino ikke kan gi. Derfor trenger vi en enhet for å forsterke strømmen. I dette prosjektet driver NPN -transistoren 2N2222 reléet når NPN -krysset blir mettet.

Trinn 5: Krav til maskinvare

For denne opplæringen trenger vi:

1 x brødbrett

1 x Arduino Nano/UNO (Uansett hva som er praktisk)

1 x relé

1 x 1K motstand

1 x 1N4007 høyspenning, høystrømsklassifisert diode for å beskytte mikrokontrolleren mot spenningstopper

1 x 2N2222 NPN -transistor for generelle formål

1 x LED og en 220 ohm strømbegrensende motstand for å teste tilkoblingen

Få tilkoblingskabler

En USB -kabel for å laste opp koden til Arduino

og generelt loddeutstyr

Trinn 6: Montering

* La oss starte med å koble VIN- og GND -pinnene på Arduino til +ve og -ve -skinnene på brødbrettet.

* Koble deretter en av spolene til +ve 5v -skinnen på brødbrettet.

* Deretter må vi koble en diode over den elektromagnetiske spolen. Dioden over elektromagneten leder i motsatt retning når transistoren er slått av for å beskytte mot en spenningstopp eller strømmen bakover.

* Koble deretter kollektoren til NPN -transistoren til den andre pinnen på spolen.

* Senderen kobles til -ve -skinnen på brødbrettet.

* Til slutt bruker du en 1k motstand til å koble transistorens base til D2 -pinnen på Arduino.

* Det er at kretsen vår er fullført, nå kan vi laste opp koden til Arduino for å slå reléet på eller av. I utgangspunktet, når +5v strømmer gjennom 1K -motstanden til basen på transistoren, flyter en strøm på omtrent.0005 ampere (500 mikroampere) og slår på transistoren. En strøm på omtrent.07 ampere begynner å strømme gjennom krysset og slå på elektromagneten. Elektromagneten trekker deretter bryterkontakten og flytter den for å koble COM -terminalen til NO -terminalen.

* Når NO -terminalen er tilkoblet, kan en lampe eller annen belastning slås på. I dette eksemplet slår jeg bare på og av en LED.

Trinn 7: Koden

Koden er veldig enkel. Bare begynn med å definere den digitale pinnen nummer 2 på Arduino som relépinnen.

Definer deretter pinMode som OUTPUT i oppsettdelen av koden. Til slutt, i sløyfedelen, skal vi slå reléet av og på etter hver 500 CPU -sykluser ved å sette relépinnen til henholdsvis HIGH og LOW.

Trinn 8: Konklusjon

* Husk: Det er veldig viktig å plassere en diode over spolen på reléet fordi en spenningstopp (induktiv tilbakeslag fra spolen) genereres (elektromagnetisk interferens) når strømmen fjernes fra spolen på grunn av kollaps av magneten felt. Denne spenningstoppen kan skade de følsomme elektroniske komponentene som styrer kretsen.

* Viktigst: Samme som kondensatorer, vi undervurderer alltid reléet for å redusere risikoen for reléfeil. La oss si at du må jobbe ved 10A@120VAC, ikke bruk et relé som er vurdert til 10A@120VAC, i stedet bruk et større som 30A@120VAC. Husk at strøm = strøm * spenning, slik at et 30A@220V relé kan håndtere opptil en 6000W enhet.

* Hvis du bare bytter LED -en med andre elektriske enheter som vifte, pære, kjøleskap osv., Bør du kunne gjøre dette apparatet til en smart enhet med en Arduino -kontrollert stikkontakt.

* Relé kan også brukes til å slå på eller av to kretser. En når elektromagneten er på og den andre når elektromagneten er av.

* Et relé hjelper til med elektrisk isolasjon. Bryterkontaktene til et relé er fullstendig isolert fra spolen, og dermed fra Arduino. Den eneste lenken er ved magnetfeltet.

Merk: Kortslutning på Arduino -pinner, eller forsøk på å kjøre enheter med høy strøm fra den, kan skade eller ødelegge utgangstransistorene i pinnen, eller skade hele AtMega -brikken. Ofte vil dette resultere i en "død" pin på mikrokontrolleren, men den gjenværende brikken vil fortsatt fungere tilstrekkelig. Av denne grunn er det en god idé å koble OUTPUT -pinner til andre enheter med 470Ω eller 1k motstander, med mindre maksimal strømtrekk fra pinnene er nødvendig for en bestemt applikasjon

Trinn 9: Takk

Takk igjen for at du så denne videoen! Jeg håper det hjelper deg. Hvis du vil støtte meg, kan du abonnere på kanalen min og se de andre videoene mine. Takk, ca igjen i min neste video.