Conduir un relé amb un Arduino: 9 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Hola a tothom, benvinguts al meu canal. Aquest és el meu quart tutorial sobre com conduir un RELAY (no un mòdul de relé) amb un Arduino.

Hi ha centenars de tutorials disponibles sobre com utilitzar un "mòdul de retransmissió", però no he trobat cap de bo que mostri com utilitzar un relé i no un mòdul de retransmissió. Per tant, aquí estem per discutir com funciona un relé i com podem connectar-lo a un Arduino.

Nota: Si feu alguna feina amb "alimentació de xarxa", com ara el cablejat de 120V o 240V CA, sempre heu d'utilitzar equips i equips de seguretat adequats i determinar si teniu l'habilitat i l'experiència adequades o consulteu un electricista autoritzat. Aquest projecte no està pensat per a ús infantil.

Pas 1: conceptes bàsics

Un relé és un gran interruptor mecànic que s’activa o apaga activant una bobina.

Segons el principi de funcionament i les característiques estructurals, els relés són de diferents tipus, com ara:

1. Relés electromagnètics

2. Relés d'estat sòlid

3. Relés tèrmics

4. Relés de potència variada

5. Relés Reed

6. Relés híbrids

7. Relés multidimensionals, etc., amb diverses qualificacions, mides i aplicacions.

No obstant això, en aquest tutorial només parlarem sobre relés electromagnètics.

Guia de diferents tipus de relés:

1.

2.

Pas 2: El meu relé (SRD-05VDC-SL-C)

El relé que estic veient és un SRD-05VDC-SL-C. És un relleu molt popular entre els aficionats a l'electrònica Arduino i el bricolatge.

Aquest relé té 5 pins. 2 per a la bobina. El mig és COM (comú) i la resta dels dos es diuen NO (normalment obert) i NC (normalment tancat). Quan el corrent flueix a través de la bobina del relé, es crea un camp magnètic que fa que es mogui una armadura ferrosa, ja sigui fent o trencant una connexió elèctrica. Quan l’electroimant s’energia, el NO és el que està encès i el NC és el que està apagat. Quan la bobina es desconnecta, la força electromagnètica desapareix i l'armadura es torna a la posició original activant el contacte NC. El tancament i l'alliberament dels contactes dóna lloc a l'encesa i apagada dels circuits.

Ara, si observem la part superior del relé, el primer que veiem és SONGLE, és el nom del fabricant. A continuació, veiem la "Valoració de corrent i tensió": és el corrent i / o el voltatge màxim que es pot passar a través de l'interruptor. Comença des de 10A @ 250VAC i baixa fins a 10A @ 28VDC Finalment, el bit inferior diu: SRD-05VDC-SL-C SRD: és el model del relé. 05VDC: també conegut com a "Voltatge nominal de la bobina" o "Voltatge d'activació del relé", és el voltatge necessari perquè la bobina activi el relé.

S: Stands per a l'estructura "Sealed Type"

L: és la "sensibilitat de la bobina" que és de 0,36 W

C: ens parla del formulari de contacte

He adjuntat el full de dades del relé per obtenir més informació.

Pas 3: Posar mans en relleu

Comencem per determinar els passadors de la bobina del relé.

Podeu fer-ho connectant un multímetre al mode de mesura de resistència amb una escala de 1000 ohm (ja que la resistència de la bobina normalment oscil·la entre 50 ohm i 1000 ohm) o bé utilitzant una bateria. Aquest relé no té cap polaritat marcada, ja que el díode supressor intern no hi és present. Per tant, la sortida positiva de la font d'alimentació de CC es pot connectar a qualsevol dels pins de la bobina, mentre que la sortida negativa de la font d'alimentació de CC es connectarà a l'altre pin de la bobina o viceversa. Si connectem la nostra bateria als pins correctes, podreu sentir el so del * clic * quan l’interruptor s’encén.

Si alguna vegada us confoneu a l'hora d'esbrinar quin és NO i quin és el pin NC, seguiu els passos següents per determinar fàcilment que:

- Configureu el multímetre en mode de mesura de resistència.

- Gireu el relé de cap per avall per veure els pins situats a la part inferior.

- Connecteu ara una de la sonda del multímetre al pin entre les bobines (Common Pin)

- A continuació, connecteu l’altra sonda una per una als 2 pins restants.

Només un dels pins completarà el circuit i mostrarà activitat al multímetre.

Pas 4: Arduino i un relé

* La pregunta és "Per què utilitzar un relé amb un Arduino?"

Els pins GPIO (entrada / sortida d’ús general) d’un microcontrolador no poden gestionar dispositius de major potència. Un LED és prou fàcil, però els articles de gran potència, com ara bombetes, motors, bombes o ventiladors, requereixen un circuit més astut. Podeu utilitzar un relé de 5V per canviar el corrent de 120-240V i utilitzar l’Arduino per controlar el relé.

* Un relé permet bàsicament un voltatge relativament baix per controlar fàcilment circuits de major potència. Un relé ho aconsegueix mitjançant l’ús del 5V que surt d’un pin Arduino per dinamitzar l’electroimant que al seu torn tanca un interruptor físic intern per activar o apagar un circuit de potència superior. Els contactes de commutació d'un relé estan completament aïllats de la bobina i, per tant, de l'Arduino. L’únic enllaç és pel camp magnètic. Aquest procés s’anomena “aïllament elèctric”.

* Ara sorgeix una pregunta: Per què necessitem una mica de circuit addicional per conduir el relé? La bobina del relé necessita un gran corrent (al voltant de 150 mA) per accionar el relé, que un Arduino no pot proporcionar. Per tant, necessitem un dispositiu per amplificar el corrent. En aquest projecte, el transistor NPN 2N2222 condueix el relé quan la unió NPN es satura.

Pas 5: requisit de maquinari

Per a aquest tutorial necessitem:

1 x Taula de pa

1 x Arduino Nano / UNO (el que sigui útil)

1 x relé

1 x 1K resistència

1 x 1N4007 alta tensió, díode de corrent elevat per protegir el microcontrolador de pics de tensió

1 x 2N2222 Transistor NPN d'ús general

1 x LED i una resistència de limitació de corrent de 220 ohms per provar la connectivitat

Pocs cables de connexió

Un cable USB per carregar el codi a l'Arduino

i equips de soldadura general

Pas 6: Muntatge

* Comencem connectant els passadors VIN i GND de l'Arduino als rails + ve i -ve de la taula de treball.

* A continuació, connecteu un dels passadors de bobines al carril + ve 5v del tauler de suport.

* A continuació, hem de connectar un díode a través de la bobina electromagnètica. El díode a través de l’electroimant es condueix en sentit invers quan el transistor s’apaga per protegir-se contra una pujada de tensió o el flux de corrent cap enrere.

* A continuació, connecteu el col·lector del transistor NPN al segon pin de la bobina.

* L'emissor es connecta al carril -ve de la placa.

* Finalment, mitjançant una resistència de 1 k, connecteu la base del transistor al pin D2 de l'Arduino.

* Això és el nostre circuit està complet, ara podem carregar el codi a l'Arduino per activar o desactivar el relé. Bàsicament, quan + 5v flueixen a través de la resistència 1K fins a la base del transistor, flueix i encén el transistor un corrent d'aproximadament 0 0005 amperis (500 microampers). Un corrent d’aproximadament 0,07 amperes comença a fluir per la unió girant l’electroimant. A continuació, l'electroimant estira el contacte de commutació i el mou per connectar el terminal COM al terminal NO.

* Un cop connectat el terminal NO, es pot encendre una làmpada o qualsevol altra càrrega. En aquest exemple, només estic encenent i apagant un LED.

Pas 7: el codi

El codi és molt senzill. Comenceu definint el pin digital número 2 de l’Arduino com a pin de relé.

A continuació, definiu el pinMode com a SORTIDA a la secció de configuració del codi. Finalment, a la secció de bucle, activarem i desactivarem el relé després de cada 500 cicles de CPU configurant el pin de relé a HIGH i LOW respectivament.

Pas 8: Conclusió

* Recordeu: és molt important col·locar un díode a través de la bobina del relé perquè es genera una pujada de tensió (retrocés inductiu de la bobina) (interferència electromagnètica) quan s’elimina el corrent de la bobina a causa del col·lapse del magnètic camp. Aquest pic de tensió pot danyar els components electrònics sensibles que controlen el circuit.

* El més important: igual que els condensadors, sempre subvalorem el relé per mitigar el risc de fallades del relé. Diguem que heu de treballar a 10A @ 120VAC; no utilitzeu un relé de 10A @ 120VAC; en lloc d’utilitzar-ne un de més gran, com 30A @ 120VAC. Recordeu, tensió = corrent *, de manera que un relé de 30A @ 220V pot gestionar fins a un dispositiu de 6 000W.

* Si només substituïu el LED per qualsevol altre dispositiu elèctric com ara ventilador, bombeta, nevera, etc., hauríeu de poder convertir aquest aparell en un dispositiu intel·ligent amb una presa de corrent controlada per Arduino.

* El relé també es pot utilitzar per activar o desactivar dos circuits. Un quan l’electroimant està engegat i el segon quan l’electroimant està apagat.

* Un relé ajuda a l'aïllament elèctric. Els contactes de commutació d'un relé estan completament aïllats de la bobina i, per tant, de l'Arduino. L’únic enllaç és pel camp magnètic.

Nota: Els curtcircuits als pins Arduino o intentar executar-hi dispositius de gran corrent poden danyar o destruir els transistors de sortida del pin o danyar tot el xip AtMega. Sovint, això resultarà en un pin "mort" del microcontrolador, però el xip restant encara funcionarà adequadament. Per aquest motiu, és una bona idea connectar els pins OUTPUT a altres dispositius amb resistències de 470 Ω o 1 k, tret que es requereixi el màxim consum de corrent dels pins per a una aplicació particular.

Pas 9: gràcies

Gràcies de nou per veure aquest vídeo. Espero que us ajudi. Si voleu donar-me suport, podeu subscriure-us al meu canal i veure els meus altres vídeos. Gràcies, ca de nou al meu proper vídeo.