Stafetes vadīšana ar Arduino: 9 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Sveiki visiem, laipni lūdzam atgriezties manā kanālā. Šī ir mana ceturtā apmācība par to, kā vadīt RELAY (nevis releja moduli) ar Arduino.

Ir pieejami simtiem pamācību par “releja moduļa” izmantošanu, bet es nevarēju atrast labu, kas parādītu, kā lietot releju, nevis releja moduli. Tātad, šeit mums ir jāapspriež, kā darbojas relejs un kā mēs to varam savienot ar Arduino.

Piezīme. Ja veicat jebkādus darbus ar "tīkla barošanu", piemēram, 120 V vai 240 V maiņstrāvas vadu, vienmēr izmantojiet atbilstošu aprīkojumu un drošības aprīkojumu un nosakiet, vai jums ir atbilstošas prasmes un pieredze, vai konsultējieties ar licencētu elektriķi. Šis projekts nav paredzēts lietošanai bērniem.

1. darbība: pamati

Relejs ir liels mehānisks slēdzis, kas tiek ieslēgts vai izslēgts, aktivizējot spoli.

Atkarībā no darbības principa un konstrukcijas iezīmēm releji ir dažāda veida, piemēram:

1. Elektromagnētiskie releji

2. Cietvielu releji

3. Termiskie releji

4. Dažādi jaudas releji

5. Niedru releji

6. Hibrīdie releji

7. Daudzdimensiju releji un tā tālāk, ar dažādiem vērtējumiem, izmēriem un lietojumiem.

Tomēr šajā apmācībā mēs apspriedīsim tikai elektromagnētiskos relejus.

Ceļvedis dažādiem releju veidiem:

1.

2.

2. darbība: mans relejs (SRD-05VDC-SL-C)

Relejs, uz kuru es skatos, ir SRD-05VDC-SL-C. Tas ir ļoti populārs stafete starp Arduino un DIY elektronikas hobijiem.

Šim relejam ir 5 tapas. 2 spolei. Vidējais ir COM (parasts), bet pārējos divus sauc par NO (parasti atvērts) un NC (parasti aizvērts). Kad caur releja spoli plūst strāva, tiek izveidots magnētiskais lauks, kas izraisa melnā armatūras kustību, izveidojot vai pārtraucot elektrisko savienojumu. Kad elektromagnētam ir spriegums, NO ir ieslēgts un NC ir izslēgts. Kad spole tiek izslēgta, elektromagnētiskais spēks pazūd un armatūra atgriežas sākotnējā stāvoklī, ieslēdzot NC kontaktu. Kontaktu aizvēršana un atlaišana izraisa ķēžu ieslēgšanu un izslēgšanu.

Tagad, ja paskatāmies uz releja augšdaļu, pirmā lieta, ko mēs redzam, ir SONGLE, tas ir ražotāja vārds. Tad mēs redzam "Strāvas un sprieguma vērtējumu": tā ir maksimālā strāva un/vai spriegums, ko var izlaist caur slēdzi. Tas sākas no 10A@250VAC un samazinās līdz 10A@28VDC Visbeidzot, apakšējais bits saka: SRD-05VDC-SL-C SRD: ir releja modelis. 05VDC: pazīstams arī kā "nominālais spoles spriegums" vai "releja aktivizācijas spriegums", tas ir spriegums, kas nepieciešams, lai spole aktivizētu releju.

S: apzīmē "aizzīmogotā tipa" struktūru

L: ir "spoles jutība", kas ir 0,36 W

C: stāsta mums par saziņas formu

Lai iegūtu vairāk informācijas, esmu pievienojis releja datu lapu.

3. darbība. Roku novietošana uz stafetes

Sāksim, nosakot releja spoles tapas.

To var izdarīt, pievienojot multimetru pretestības mērīšanas režīmam ar skalu 1000 omi (jo spoles pretestība parasti svārstās no 50 omiem līdz 1000 omiem) vai izmantojot akumulatoru. Šim relejam ir atzīmēta polaritāte “nē”, jo tajā nav iekšējās slāpēšanas diodes. Tādējādi līdzstrāvas barošanas avota pozitīvo izeju var savienot ar jebkuru no spoles tapām, bet līdzstrāvas barošanas avota negatīvo izeju - ar otru spoles tapu vai otrādi. Ja mēs pievienojam akumulatoru pareizajām tapām, slēdzim ieslēdzoties, jūs faktiski varat dzirdēt * klikšķu * skaņu.

Ja jūs kādreiz apjukāt, noskaidrojot, kurš no tiem ir NĒ un kurš ir NC tapa, veiciet tālāk norādītās darbības, lai to viegli noteiktu:

- Iestatiet multimetru pretestības mērīšanas režīmā.

- Pagrieziet releju otrādi, lai redzētu tapas, kas atrodas tā apakšējā daļā.

- Tagad savienojiet vienu multimetra zondē ar tapu starp spolēm (kopējā tapa)

- Pēc tam pievienojiet otru zondi pa vienam ar atlikušajām 2 tapām.

Tikai viena no tapām pabeigs ķēdi un parādīs aktivitāti multimetrā.

4. solis: Arduino un stafete

* Jautājums ir "Kāpēc izmantot releju ar Arduino?"

Mikrokontrollera GPIO (vispārējas nozīmes ievades/izvades) tapas nevar apstrādāt ierīces ar lielāku jaudu. Gaismas diode ir pietiekami vienkārša, taču lieliem jaudas elementiem, piemēram, spuldzēm, motoriem, sūkņiem vai ventilatoriem, vajadzēja viltīgākas shēmas. Jūs varat izmantot 5 V releju, lai pārslēgtu 120-240 V strāvu, un izmantot Arduino, lai kontrolētu releju.

* Relejs būtībā ļauj salīdzinoši zemam spriegumam viegli kontrolēt lielākas jaudas ķēdes. Relejs to panāk, izmantojot 5 V izeju no Arduino tapas, lai aktivizētu elektromagnētu, kas savukārt aizver iekšējo, fizisko slēdzi, lai ieslēgtu vai izslēgtu lielākas jaudas ķēdi. Releja komutācijas kontakti ir pilnībā izolēti no spoles un līdz ar to arī no Arduino. Vienīgā saikne ir magnētiskais lauks. Šo procesu sauc par "elektrisko izolāciju".

* Tagad rodas jautājums: Kāpēc mums ir nepieciešams papildu ķēdes bits, lai vadītu releju? Releja spolei ir nepieciešama liela strāva (aptuveni 150 mA), lai vadītu releju, ko Arduino nevar nodrošināt. Tāpēc mums ir nepieciešama ierīce strāvas pastiprināšanai. Šajā projektā NPN tranzistors 2N2222 vada releju, kad NPN krustojums kļūst piesātināts.

5. darbība. Aparatūras prasības

Šai apmācībai mums ir nepieciešams:

1 x maizes dēlis

1 x Arduino Nano/UNO (neatkarīgi no tā, kas ir ērts)

1 x relejs

1 x 1K rezistors

1 x 1N4007 augstsprieguma, augstas strāvas nominālā diode, lai aizsargātu mikrokontrolleri no sprieguma tapām

1 x 2N2222 Vispārējs NPN tranzistors

1 x LED un 220 omu strāvas ierobežošanas rezistors savienojuma pārbaudei

Daži savienojuma kabeļi

USB kabelis, lai augšupielādētu kodu Arduino

un vispārējās lodēšanas iekārtas

6. darbība: montāža

* Sāksim, savienojot Arduino VIN un GND tapas ar maizes dēļa +ve un -ve sliedēm.

* Pēc tam pievienojiet vienu no spoles tapām maizes dēļa +ve 5v sliedei.

* Tālāk mums ir jāpievieno diode pāri elektromagnētiskajai spolei. Diods pāri elektromagnētam darbojas pretējā virzienā, kad tranzistors ir izslēgts, lai aizsargātu pret sprieguma pieaugumu vai atpakaļgaitas plūsmu.

* Pēc tam pievienojiet NPN tranzistora kolektoru spoles 2. tapai.

* Emitētājs savienojas ar maizes dēļa sliedi.

* Visbeidzot, izmantojot 1k rezistoru, savienojiet tranzistora pamatni ar Arduino D2 tapu.

* Tieši tā mūsu ķēde ir pabeigta, tagad mēs varam augšupielādēt kodu Arduino, lai ieslēgtu vai izslēgtu releju. Būtībā, kad +5V plūst caur 1K rezistoru līdz tranzistora pamatnei, strāva ir aptuveni 0,0005 ampēri (500 mikroampēri) un ieslēdz tranzistoru. Caur krustojumu ieslēdz aptuveni 0,0 ampēru strāvu, ieslēdzot elektromagnētu. Pēc tam elektromagnēts pavelk pārslēgšanas kontaktu un pārvieto to, lai savienotu COM termināli ar termināli NO.

* Kad NO terminālis ir pievienots, var ieslēgt lampu vai jebkuru citu slodzi. Šajā piemērā es vienkārši ieslēdzu un izslēdzu LED.

7. solis: kods

Kods ir ļoti vienkāršs. Vienkārši sāciet, definējot Arduino ciparu tapas numuru 2 kā releja tapu.

Pēc tam koda iestatīšanas sadaļā definējiet pinMode kā OUTPUT. Visbeidzot, cilpas sadaļā mēs ieslēgsim un izslēgsim releju pēc katriem 500 CPU cikliem, iestatot releja tapu attiecīgi uz HIGH un LOW.

8. solis. Secinājums

* Atcerieties: ir ļoti svarīgi novietot diodi pāri releja spolei, jo, kad strāva tiek noņemta no spoles magnētiskā sabrukuma dēļ, rodas sprieguma smaile (indukcijas atsitiens no spoles) (elektromagnētiskie traucējumi). lauks. Šis sprieguma pieaugums var sabojāt jutīgās elektroniskās sastāvdaļas, kas kontrolē ķēdi.

* Vissvarīgākais: tāpat kā kondensatori, mēs vienmēr novērtējam releju par zemu, lai mazinātu releja kļūmju risku. Pieņemsim, ka jums ir jāstrādā pie 10A@120VAC, neizmantojiet releju, kas paredzēts 10A@120VAC, tā vietā izmantojiet lielāku, piemēram, 30A@120VAC. Atcerieties, ka jauda = strāva * spriegums, lai 30A@220V relejs varētu darboties līdz 6 000 W ierīcei.

* Ja jūs vienkārši nomaināt gaismas diodi ar jebkuru citu elektrisko ierīci, piemēram, ventilatoru, spuldzi, ledusskapi utt., Jums vajadzētu būt iespējai pārvērst šo ierīci par viedierīci ar Arduino kontrolētu kontaktligzdu.

* Releju var izmantot arī divu ķēžu ieslēgšanai vai izslēgšanai. Viens, kad elektromagnēts ir ieslēgts, un otrs, kad elektromagnēts ir izslēgts.

* Relejs palīdz izolēt elektrību. Releja komutācijas kontakti ir pilnībā izolēti no spoles un līdz ar to arī no Arduino. Vienīgā saikne ir magnētiskais lauks.

Piezīme. Īssavienojumi uz Arduino tapām vai mēģinājumi no tiem darbināt lielas strāvas ierīces var sabojāt vai iznīcināt tapas izejas tranzistorus vai visu AtMega mikroshēmu. Bieži vien tas noved pie mikrokontrollera "mirušā" tapas, bet atlikušā mikroshēma joprojām darbosies pienācīgi. Šī iemesla dēļ ir ieteicams savienot OUTPUT tapas ar citām ierīcēm ar 470Ω vai 1k rezistoriem, ja vien konkrētam lietojumam nav nepieciešama maksimālā strāvas ņemšana no tapām

9. solis: Paldies

Paldies vēlreiz, ka noskatījāties šo video! Es ceru, ka tas jums palīdz. Ja vēlaties mani atbalstīt, varat abonēt manu kanālu un skatīties citus manus videoklipus. Paldies, vēlreiz manā nākamajā videoklipā.