Sterowanie przekaźnikiem za pomocą Arduino: 9 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Witam wszystkich, witam ponownie na moim kanale. To jest mój czwarty samouczek dotyczący sterowania przekaźnikiem (nie modułem przekaźnikowym) za pomocą Arduino.

Dostępne są setki samouczków na temat korzystania z „modułu przekaźnikowego”, ale nie mogłem znaleźć dobrego, pokazującego, jak korzystać z modułu przekaźnikowego, a nie modułu przekaźnikowego. Więc tutaj omówimy, jak działa przekaźnik i jak możemy go podłączyć do Arduino.

Uwaga: Jeśli wykonujesz jakąkolwiek pracę z „zasilaniem sieciowym”, takim jak okablowanie zasilania 120 V lub 240 V AC, powinieneś zawsze używać odpowiedniego sprzętu i sprzętu ochronnego oraz ustalić, czy masz odpowiednie umiejętności i doświadczenie, lub skonsultować się z Licencjonowanym Elektrykiem. Ten projekt nie jest przeznaczony do użytku przez dzieci.

Krok 1: Podstawy

Przekaźnik jest dużym mechanicznym przełącznikiem, który włącza się lub wyłącza poprzez zasilenie cewki.

W zależności od zasady działania i cech konstrukcyjnych przekaźniki są różnego typu, takie jak:

1. Przekaźniki elektromagnetyczne

2. Przekaźniki półprzewodnikowe

3. Przekaźniki termiczne

4. Przekaźniki o zmiennej mocy

5. Kontaktrony

6. Przekaźniki hybrydowe

7. Przekaźniki wielowymiarowe i tak dalej, o różnych wartościach znamionowych, rozmiarach i zastosowaniach.

Jednak w tym samouczku będziemy omawiać tylko przekaźniki elektromagnetyczne.

Przewodnik po różnych typach przekaźników:

1.

2.

Krok 2: Mój przekaźnik (SRD-05VDC-SL-C)

Przekaźnik na który patrzę to SRD-05VDC-SL-C. Jest to bardzo popularny przekaźnik wśród hobbystów Arduino i DIY.

Ten przekaźnik ma 5 pinów. 2 dla cewki. Środkowy to COM (wspólny), a pozostałe dwa to NO (Normalnie Otwarty) i NC (Normalnie Zamknięty). Gdy prąd przepływa przez cewkę przekaźnika, powstaje pole magnetyczne, które powoduje ruch żelaznej zwory, tworząc lub przerywając połączenie elektryczne. Kiedy elektromagnes jest zasilany, NO jest tym, który jest włączony, a NC jest tym, który jest wyłączony. Gdy cewka nie jest pod napięciem, siła elektromagnetyczna zanika, a zwora powraca do pierwotnego położenia, włączając styk NC. Zwarcie i zwolnienie styków powoduje włączanie i wyłączanie obwodów.

Teraz, jeśli spojrzymy na górę przekaźnika, pierwszą rzeczą, którą widzimy to SONGLE, jest to nazwa producenta. Następnie widzimy „Ocena prądu i napięcia”: jest to maksymalny prąd i/lub napięcie, które można przepuścić przez przełącznik. Zaczyna się od 10A@250VAC i spada do 10A@28VDC. Wreszcie dolny bit mówi: SRD-05VDC-SL-C SRD: to model przekaźnika. 05VDC: Znane również jako „nominalne napięcie cewki” lub „napięcie aktywacji przekaźnika”, jest to napięcie niezbędne do aktywacji przekaźnika przez cewkę.

S: oznacza strukturę typu „uszczelnionego”

L: to „czułość cewki”, która wynosi 0,36 W

C: informuje nas o formularzu kontaktowym

Załączam arkusz danych przekaźnika, aby uzyskać więcej informacji.

Krok 3: Zdobycie przekaźnika

Zacznijmy od określenia pinów cewki przekaźnika.

Można to zrobić albo podłączając multimetr do trybu pomiaru rezystancji ze skalą 1000 omów (ponieważ rezystancja cewki zwykle waha się od 50 omów do 1000 omów) lub używając baterii. Przekaźnik ten ma zaznaczoną biegunowość „brak”, ponieważ nie ma w nim wewnętrznej diody tłumiącej. W związku z tym dodatnie wyjście zasilacza prądu stałego można podłączyć do dowolnego ze styków cewki, podczas gdy ujemne wyjście zasilacza prądu stałego zostanie podłączone do drugiego styku cewki lub odwrotnie. Jeśli podłączymy baterię do właściwych pinów, po włączeniu przełącznika usłyszysz dźwięk *kliknięcia*.

Jeśli kiedykolwiek zorientujesz się, który z nich jest NIE, a który jest pinem NC, wykonaj poniższe czynności, aby łatwo to ustalić:

- Ustaw multimetr w trybie pomiaru rezystancji.

- Odwróć przekaźnik do góry nogami, aby zobaczyć piny znajdujące się w jego dolnej części.

- Teraz podłącz jeden na sondzie multimetru do pinu pomiędzy cewkami (Common Pin)

- Następnie podłącz drugą sondę jeden po drugim do pozostałych 2 pinów.

Tylko jeden z pinów zakończy obwód i pokaże aktywność na multimetrze.

Krok 4: Arduino i przekaźnik

* Pytanie brzmi "Dlaczego używać przekaźnika z Arduino?"

Piny GPIO (wejście/wyjście ogólnego przeznaczenia) mikrokontrolera nie mogą obsługiwać urządzeń o większej mocy. Dioda LED jest dość prosta, ale duże elementy zasilania, takie jak żarówki, silniki, pompy lub wentylatory, wymagały bardziej sprytnych obwodów. Możesz użyć przekaźnika 5 V do przełączania prądu 120-240 V i użyć Arduino do sterowania przekaźnikiem.

* Przekaźnik zasadniczo umożliwia stosunkowo niskie napięcie w celu łatwego sterowania obwodami o większej mocy. Przekaźnik osiąga to, wykorzystując napięcie 5 V wyprowadzane z pinu Arduino do zasilania elektromagnesu, który z kolei zamyka wewnętrzny, fizyczny przełącznik, aby włączyć lub wyłączyć obwód o wyższej mocy. Styki przełączające przekaźnika są całkowicie odizolowane od cewki, a co za tym idzie od Arduino. Jedynym ogniwem jest pole magnetyczne. Proces ten nazywa się „izolacją elektryczną”.

* Teraz pojawia się pytanie, po co nam dodatkowy kawałek obwodu do sterowania przekaźnikiem? Cewka przekaźnika potrzebuje dużego prądu (około 150mA) do zasilania przekaźnika, którego Arduino nie może zapewnić. Dlatego potrzebujemy urządzenia do wzmocnienia prądu. W tym projekcie tranzystor NPN 2N2222 steruje przekaźnikiem, gdy złącze NPN zostanie nasycone.

Krok 5: Wymagania sprzętowe

Do tego samouczka potrzebujemy:

1 x deska do krojenia chleba

1 x Arduino Nano/UNO (cokolwiek jest przydatne)

1 x przekaźnik

1 x rezystor 1K

1 x 1N4007 wysokonapięciowa, wysokoprądowa dioda znamionowa chroniąca mikrokontroler przed skokami napięcia

1 x 2N2222 Tranzystor NPN ogólnego przeznaczenia

1 x dioda LED i rezystor ograniczający prąd 220 omów do testowania łączności;

Kilka kabli połączeniowych

Kabel USB do wgrania kodu do Arduino

i ogólnego sprzętu lutowniczego

Krok 6: Montaż

* Zacznijmy od podłączenia pinów VIN i GND Arduino do szyn +ve i -ve płytki stykowej.

* Następnie podłącz jeden z pinów cewki do szyny +ve 5v płytki stykowej.

* Następnie musimy podłączyć diodę w poprzek cewki elektromagnetycznej. Dioda na elektromagnesie przewodzi w odwrotnym kierunku, gdy tranzystor jest wyłączony, aby chronić przed skokiem napięcia lub wstecznym przepływem prądu.

* Następnie podłącz kolektor tranzystora npn do drugiego pinu cewki.

* Emiter łączy się z szyną -ve płytki stykowej.

* Finalnie za pomocą rezystora 1k podłącz bazę tranzystora do pinu D2 Arduino.

* To znaczy, że nasz obwód jest gotowy, teraz możemy wgrać kod do Arduino, aby włączyć lub wyłączyć przekaźnik. Zasadniczo, gdy +5V przepływa przez rezystor 1K do bazy tranzystora, przepływa prąd o wartości około 0,0005 amperów (500 mikroamperów) i włącza tranzystor. Przez złącze zaczyna płynąć prąd o natężeniu około 0,07 ampera, włączając elektromagnes. Elektromagnes pociąga następnie styk przełączający i przesuwa go, aby połączyć zacisk COM z zaciskiem NO.

* Po podłączeniu zacisku NO można włączyć lampę lub inne obciążenie. W tym przykładzie po prostu włączam i wyłączam diodę LED.

Krok 7: Kodeks

Kod jest bardzo prosty. Po prostu zacznij od zdefiniowania cyfrowego pinu nr 2 Arduino jako pinu przekaźnika.

Następnie zdefiniuj pinMode jako OUTPUT w sekcji konfiguracji kodu. Na koniec w sekcji pętli będziemy włączać i wyłączać przekaźnik po każdych 500 cyklach procesora, ustawiając pin przekaźnika odpowiednio na WYSOKI i NISKI.

Krok 8: Wniosek

* Pamiętaj: Bardzo ważne jest umieszczenie diody w poprzek cewki przekaźnika, ponieważ skok napięcia (odbicie indukcyjne z cewki) jest generowany (zakłócenia elektromagnetyczne), gdy prąd jest usuwany z cewki z powodu załamania się pole. Ten skok napięcia może uszkodzić wrażliwe elementy elektroniczne sterujące obwodem.

* Najważniejsze: tak samo jak kondensatory, zawsze zaniżamy ocenę przekaźnika, aby zmniejszyć ryzyko awarii przekaźnika. Powiedzmy, że musisz pracować przy 10A@120VAC, nie używaj przekaźnika o mocy znamionowej 10A@120VAC, zamiast tego użyj większego, takiego jak 30A@120VAC. Pamiętaj, moc = prąd * napięcie, więc przekaźnik 30A@220V może obsłużyć urządzenie o mocy do 6000W.

* Jeśli po prostu zastąpisz diodę LED innym urządzeniem elektrycznym, takim jak wentylator, żarówka, lodówka itp., Powinieneś być w stanie zmienić to urządzenie w inteligentne urządzenie z kontrolowanym gniazdkiem Arduino.

* Przekaźnik może również służyć do włączania lub wyłączania dwóch obwodów. Jeden, gdy elektromagnes jest włączony, a drugi, gdy elektromagnes jest wyłączony.

* Przekaźnik pomaga w izolacji elektrycznej. Styki przełączające przekaźnika są całkowicie odizolowane od cewki, a co za tym idzie od Arduino. Jedynym ogniwem jest pole magnetyczne.

Uwaga: Zwarcie na pinach Arduino lub próba uruchomienia z niego urządzeń wysokoprądowych może uszkodzić lub zniszczyć tranzystory wyjściowe w pinie lub uszkodzić cały układ AtMega. Często spowoduje to „martwy” pin mikrokontrolera, ale pozostały układ nadal będzie działał prawidłowo. Z tego powodu dobrym pomysłem jest podłączenie pinów OUTPUT do innych urządzeń z rezystorami 470Ω lub 1k, chyba że dla danej aplikacji wymagany jest maksymalny pobór prądu z pinów

Krok 9: Dzięki

Jeszcze raz dziękujemy za obejrzenie tego filmu! Mam nadzieję, że Ci to pomoże. Jeśli chcesz mnie wesprzeć, możesz subskrybować mój kanał i oglądać inne moje filmy. Dzięki, ca ponownie w moim następnym filmie.