Köra ett stafett med en Arduino: 9 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Hej alla, välkommen tillbaka till min kanal. Detta är min fjärde handledning om hur man kör en RELÄ (inte en relämodul) med en Arduino.

Det finns hundratals självstudier om hur man använder en "relämodul" men jag kunde inte hitta en bra som visar hur man använder en relä och inte en relämodul. Så här ska vi diskutera hur ett relä fungerar och hur vi kan ansluta det till en Arduino.

Obs! Om du utför något arbete med "nätström", t.ex. 120v eller 240v växelström, bör du alltid använda rätt utrustning och säkerhetsutrustning och avgöra om du har tillräcklig skicklighet eller erfarenhet eller kontakta en auktoriserad elektriker. Detta projekt är inte avsett för barn.

Steg 1: Grunderna

Ett relä är en stor mekanisk omkopplare, som slås på eller av genom att aktivera en spole.

Beroende på driftsprincipen och strukturella egenskaper är reläer av olika typer, till exempel:

1. Elektromagnetiska reläer

2. Solid State -reläer

3. Termiska reläer

4. Effektvarierade reläer

5. Vassreläer

6. Hybridreläer

7. Flerdimensionella reläer och så vidare, med olika betyg, storlekar och applikationer.

Men i denna handledning kommer vi bara att diskutera om en elektromagnetisk relä.

Guide till olika typer av reläer:

1.

2. https://www.elprocus.com/different-types-of-relays …

Steg 2: Mitt relä (SRD-05VDC-SL-C)

Reläet jag tittar på är en SRD-05VDC-SL-C. Det är en mycket populär stafett bland Arduino- och DIY -elektronikhobbyister.

Detta relä har 5 stift. 2 för spolen. Mitt en är COM (gemensam) och resten av de två kallas NO (Normally Open) och NC (Normally Close). När strömmen strömmar genom reläets spole skapas ett magnetfält som får en järnarmatur att röra sig, antingen genom att bryta eller bryta en elektrisk anslutning. När elektromagneten får ström är NO den som är på och NC är den som är avstängd. När spolen är avstängd försvinner den elektromagnetiska kraften och ankaret går tillbaka till det ursprungliga läget och slår på NC-kontakten. Stängning och frigöring av kontakterna resulterar i att strömmen slås på och av.

Nu, om vi tittar på toppen av reläet är det första vi ser SONGLE, det är tillverkarens namn. Sedan ser vi "Ström och spänningsgradering": det är den maximala strömmen och/eller spänningen som kan passeras genom strömställaren. Den börjar från 10A@250VAC och går ner till 10A@28VDC Slutligen säger den nedre biten: SRD-05VDC-SL-C SRD: är modellen för relä. 05VDC: Även känd som "nominell spolspänning" eller "reläaktiveringsspänning", det är den spänning som är nödvändig för spolen för att aktivera reläet.

S: Står för "Sealed Type" -struktur

L: är "Coil Sensitivity" som är 0,36W

C: berättar om kontaktformuläret

Jag har bifogat reläets datablad för mer information.

Steg 3: Få händerna på ett stafett

Låt oss börja med att bestämma reläspolens stift.

Du kan göra det antingen genom att ansluta en multimeter till resistansmätningsläge med en skala på 1000 ohm (eftersom spolmotståndet normalt varierar mellan 50 ohm och 1000 ohm) eller genom att använda ett batteri. Detta relä har "ingen" polaritet markerad på den eftersom den interna undertryckande dioden inte finns i den. Därför kan den positiva utsignalen från DC -strömförsörjningen anslutas till vilken som helst av spolstiften medan den negativa utgången från DC -strömförsörjningen kommer att anslutas till spolens andra stift eller vice versa. Om vi ansluter vårt batteri till de rätta stiften kan du faktiskt höra * klickljudet * när strömbrytaren slås på.

Om du någonsin blir förvirrad när du räknar ut vilken som är NO och vilken som är NC -stift, följ stegen nedan för att enkelt avgöra att:

- Ställ multimetern i motståndsmätningsläge.

- Vänd reläet upp och ner för att se stiften i dess nedre del.

- Anslut nu en på multimeterns sond till stiftet mellan spolarna (Common Pin)

- Anslut sedan den andra sonden en efter en till de återstående 2 stiften.

Endast en av stiften kommer att slutföra kretsen och kommer att visa aktivitet på multimetern.

Steg 4: Arduino och ett relä

* Frågan är "Varför använda ett relä med en Arduino?"

En mikrokontrollers GPIO -stift (general input/output) kan inte hantera enheter med högre effekt. En lysdiod är tillräckligt lätt, men stora kraftobjekt som glödlampor, motorer, pumpar eller fläktar krävde mer smygande kretsar. Du kan använda ett 5V-relä för att växla 120-240V-strömmen och använda Arduino för att styra reläet.

* Ett relä tillåter i princip en relativt låg spänning för att enkelt styra högre effektkretsar. Ett relä åstadkommer detta genom att använda 5V som matas ut från en Arduino -stift för att aktivera elektromagneten som i sin tur stänger en intern, fysisk omkopplare för att slå på eller av en högre effektkrets. Kopplingskontakterna för ett relä är helt isolerade från spolen och därmed från Arduino. Den enda länken är av magnetfältet. Denna process kallas "elektrisk isolering".

* Nu uppstår en fråga: Varför behöver vi den extra kretsen för att driva reläet? Reläets spole behöver en stor ström (cirka 150mA) för att driva reläet, vilket en Arduino inte kan tillhandahålla. Därför behöver vi en enhet för att förstärka strömmen. I detta projekt driver NPN -transistorn 2N2222 reläet när NPN -övergången blir mättad.

Steg 5: Hårdvarukrav

För denna handledning behöver vi:

1 x brödbräda

1 x Arduino Nano/UNO (Oavsett vad som är praktiskt)

1 x relä

1 x 1K motstånd

1 x 1N4007 högspänning, högströmsklassad diod för att skydda mikrokontrollen från spänningstoppar

1 x 2N2222 NPN -transistor för allmänna ändamål

1 x LED och ett 220 ohm strömbegränsande motstånd för att testa anslutningen

Några anslutningskablar

En USB -kabel för att ladda upp koden till Arduino

och allmän lödutrustning

Steg 6: Montering

* Låt oss börja med att ansluta VIN- och GND -stiften på Arduino till +ve och -ve -skenorna på brödbrädet.

* Anslut sedan en av spolarna till +ve 5v -skenan på brödbrädan.

* Därefter måste vi ansluta en diod över den elektromagnetiska spolen. Dioden tvärs över elektromagneten leder i omvänd riktning när transistorn stängs av för att skydda mot en spänningspik eller bakåtflöde av ström.

* Anslut sedan NPN -transistorns kollektor till spolens andra stift.

* Sändaren ansluts till panelen -ve på skivbrädan.

* Slutligen, med ett 1k -motstånd ansluter du transistorns bas till D2 -stiftet på Arduino.

* Det är att vår krets är klar, nu kan vi ladda upp koden till Arduino för att slå på eller av reläet. I grund och botten, när +5v flödar genom 1K -motståndet till basen på transistorn, flyter en ström på cirka.0005 ampere (500 mikroampere) och slår på transistorn. En ström på cirka.07 ampere börjar strömma genom korsningen och slå på elektromagneten. Elektromagneten drar sedan omkopplingskontakten och flyttar den för att ansluta COM -terminalen till NO -terminalen.

* När NO -terminalen är ansluten kan en lampa eller annan last tändas. I det här exemplet slår jag bara på och av en LED.

Steg 7: Koden

Koden är väldigt enkel. Börja bara med att definiera Arduino digitala pin nummer 2 som relästift.

Definiera sedan pinMode som OUTPUT i installationsdelen av koden. Slutligen kommer vi i slingavsnittet att slå på och av reläet efter varje 500 CPU -cykler genom att ställa in reläpinnen på HIGH respektive LOW.

Steg 8: Slutsats

* Kom ihåg: Det är mycket viktigt att placera en diod tvärs över reläets spole eftersom en spänningstopp (induktiv kickback från spolen) genereras (elektromagnetisk interferens) när strömmen avlägsnas från spolen på grund av kollaps av magneten fält. Denna spänningspik kan skada de känsliga elektroniska komponenterna som styr kretsen.

* Viktigast: Samma som kondensatorer, vi undervärderar alltid reläet för att minska risken för reläfel. Låt oss säga att du måste arbeta vid 10A@120VAC, använd inte ett relä som är klassat för 10A@120VAC, använd istället ett större som 30A@120VAC. Kom ihåg att ström = ström * spänning så att ett 30A@220V relä kan hantera upp till en 6 000 W enhet.

* Om du bara byter ut lysdioden mot någon annan elektrisk enhet som fläkt, lampa, kylskåp etc., bör du kunna göra den här apparaten till en smart enhet med ett Arduino -kontrollerat eluttag.

* Relä kan också användas för att slå på eller av två kretsar. En när elektromagneten är på och den andra när elektromagneten är avstängd.

* Ett relä hjälper till med elektrisk isolering. Kopplingskontakterna för ett relä är helt isolerade från spolen och därmed från Arduino. Den enda länken är av magnetfältet.

Obs! Kortslutning på Arduino -stift eller försök att köra högströmsenheter från den kan skada eller förstöra utgångstransistorerna i stiftet eller skada hela AtMega -chipet. Ofta kommer detta att resultera i en "död" stift på mikrokontrollen men det återstående chipet fungerar fortfarande tillräckligt. Av denna anledning är det en bra idé att ansluta OUTPUT -stiften till andra enheter med 470Ω eller 1k motstånd, såvida inte maximal strömdragning från stiften krävs för en viss applikation

Steg 9: Tack

Tack igen för att du tittade på den här videon! Jag hoppas att det hjälper dig. Om du vill stödja mig kan du prenumerera på min kanal och titta på mina andra videor. Tack, ca igen i min nästa video.