Guidare un relè con un Arduino: 9 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Ciao a tutti, bentornati sul mio canale. Questo è il mio quarto tutorial su come pilotare un RELAY (non un modulo relè) con un Arduino.

Sono disponibili centinaia di tutorial su come utilizzare un "modulo relè" ma non sono riuscito a trovarne uno valido che mostri come utilizzare un modulo relè e non un modulo relè. Quindi, eccoci qui a discutere di come funziona un relè e come possiamo collegarlo a un Arduino.

Nota: se si esegue qualsiasi lavoro con "alimentazione di rete" come un cablaggio di alimentazione CA da 120 V o 240 V, è necessario utilizzare sempre attrezzature e dispositivi di sicurezza adeguati e determinare se si dispone di competenze ed esperienza adeguate o consultare un elettricista autorizzato. Questo progetto non è destinato all'uso da parte dei bambini.

Passaggio 1: basi

Un relè è un grande interruttore meccanico, che viene attivato o disattivato energizzando una bobina.

A seconda del principio di funzionamento e delle caratteristiche strutturali i relè sono di diverse tipologie, quali:

1. Relè elettromagnetici

2. Relè a stato solido

3. Relè termici

4. Relè a potenza variabile

5. Relè Reed

6. Relè ibridi

7. Relè multidimensionali e così via, con varie classificazioni, dimensioni e applicazioni.

Tuttavia, in questo tutorial parleremo solo di un relè elettromagnetico.

Guida ai diversi tipi di relè:

1.

2.

Passaggio 2: il mio relè (SRD-05VDC-SL-C)

Il relè che sto guardando è un SRD-05VDC-SL-C. È un relè molto popolare tra gli appassionati di Arduino e di elettronica fai-da-te.

Questo relè ha 5 pin. 2 per la bobina. Quello centrale è COM (comune) e il resto dei due sono chiamati NO (normalmente aperto) e NC (normalmente chiuso). Quando la corrente scorre attraverso la bobina del relè, si crea un campo magnetico che fa muovere un'armatura ferrosa, creando o interrompendo una connessione elettrica. Quando l'elettromagnete è eccitato, NO è quello acceso e NC quello spento. Quando la bobina viene diseccitata la forza elettromagnetica scompare e l'armatura torna nella posizione originale attivando il contatto NC. La chiusura e il rilascio dei contatti provoca l'accensione e lo spegnimento dei circuiti.

Ora, se osserviamo la parte superiore del relè, la prima cosa che vediamo è SONGLE, è il nome del produttore. Poi vediamo il "Valore di corrente e tensione": è la corrente e/o tensione massima che può essere fatta passare attraverso l'interruttore. Inizia da 10A@250VAC e scende fino a 10A@28VDC Infine il bit in basso dice: SRD-05VDC-SL-C SRD: è il modello del relè. 05VDC: Conosciuto anche come "Tensione Nominale Bobina" o "Tensione Attivazione Relè", è la tensione necessaria alla bobina per attivare il relè.

S: sta per struttura "Tipo sigillato"

L: è la "Sensibilità bobina" che è 0,36 W

C: ci parla del modulo di contatto

Ho allegato la scheda tecnica del relè per maggiori informazioni.

Passaggio 3: mettere le mani su un relè

Iniziamo determinando i pin della bobina del relè.

Puoi farlo collegando un multimetro alla modalità di misurazione della resistenza con una scala di 1000 ohm (poiché la resistenza della bobina varia normalmente tra 50 ohm e 1000 ohm) o utilizzando una batteria. Questo relè ha la polarità "no" contrassegnata su di esso poiché il diodo di soppressione interno non è presente in esso. Quindi, l'uscita positiva dell'alimentatore CC può essere collegata a uno qualsiasi dei pin della bobina mentre l'uscita negativa dell'alimentatore CC sarà collegata all'altro pin della bobina o viceversa. Se colleghiamo la nostra batteria ai pin giusti, puoi effettivamente sentire il *clic* quando l'interruttore si accende.

Se ti confondi mai nel capire quale è NO e quale è il pin NC, segui i passaggi seguenti per determinare facilmente che:

- Impostare il multimetro sulla modalità di misurazione della resistenza.

- Capovolgere il relè per vedere i pin situati nella sua parte inferiore.

- Ora collegane uno sulla sonda del multimetro al pin tra le bobine (Common Pin)

- Quindi collegare l'altra sonda una alla volta ai restanti 2 pin.

Solo uno dei pin completerà il circuito e mostrerà l'attività sul multimetro.

Passaggio 4: Arduino e un relè

* La domanda è "Perché usare un relè con un Arduino?"

I pin GPIO (general purpose input/output) di un micro controller non possono gestire dispositivi di potenza superiore. Un LED è abbastanza facile, ma oggetti di grande potenza come lampadine, motori, pompe o ventole richiedono circuiti più subdoli. È possibile utilizzare un relè da 5 V per commutare la corrente 120-240 V e utilizzare Arduino per controllare il relè.

* Un relè consente fondamentalmente a una tensione relativamente bassa di controllare facilmente circuiti di potenza più elevata. Un relè esegue ciò utilizzando i 5 V emessi da un pin Arduino per eccitare l'elettromagnete che a sua volta chiude un interruttore fisico interno per accendere o spegnere un circuito di potenza superiore. I contatti di commutazione di un relè sono completamente isolati dalla bobina, e quindi dall'Arduino. L'unico collegamento è il campo magnetico. Questo processo è chiamato "isolamento elettrico".

* Ora sorge una domanda, perché abbiamo bisogno del circuito aggiuntivo per pilotare il relè? La bobina del relè ha bisogno di una grande corrente (circa 150 mA) per pilotare il relè, che un Arduino non può fornire. Quindi abbiamo bisogno di un dispositivo per amplificare la corrente. In questo progetto il transistor NPN 2N2222 pilota il relè quando la giunzione NPN si satura.

Passaggio 5: requisiti hardware

Per questo tutorial abbiamo bisogno di:

1 x tagliere

1 x Arduino Nano/UNO (qualunque cosa sia utile)

1 x relè

1 x 1K resistore

1 x 1N4007 Diodo ad alta tensione, alta corrente nominale per proteggere il microcontrollore da picchi di tensione

1 x 2N2222 Transistor NPN per uso generale

1 x LED e un resistore limitatore di corrente da 220 ohm per testare la connettività

Pochi cavi di collegamento

Un cavo USB per caricare il codice su Arduino

e apparecchiature di saldatura generali

Passaggio 6: assemblaggio

* Iniziamo collegando i pin VIN e GND di Arduino ai binari +ve e -ve della breadboard.

* Quindi collegare uno dei pin delle bobine alla guida +ve 5v della breadboard.

* Successivamente dobbiamo collegare un diodo attraverso la bobina elettromagnetica. Il diodo attraverso l'elettromagnete conduce nella direzione inversa quando il transistor è spento per proteggersi da un picco di tensione o dal flusso di corrente all'indietro.

* Quindi collegare il Collector del transistor NPN al 2° pin della bobina.

* L'emettitore si collega al binario -ve della breadboard.

* Finale, utilizzando un resistore da 1k collegare la Base del transistor al pin D2 dell'Arduino.

* Questo è il nostro circuito è completo, ora possiamo caricare il codice su Arduino per accendere o spegnere il relè. Fondamentalmente, quando +5v scorre attraverso il resistore da 1K alla base del transistor, una corrente di circa 0,0005 ampere (500 microampere) scorre e accende il transistor. Una corrente di circa 0,07 ampere inizia a fluire attraverso la giunzione accendendo l'elettromagnete. L'elettromagnete quindi tira il contatto di commutazione e lo sposta per collegare il terminale COM al terminale NO.

* Una volta collegato il terminale NO, è possibile accendere una lampada o qualsiasi altro carico. In questo esempio sto solo accendendo e spegnendo un LED.

Passaggio 7: il codice

Il codice è molto semplice. Inizia semplicemente definendo il pin digitale numero 2 di Arduino come pin Relay.

Quindi definire il pinMode come OUTPUT nella sezione di configurazione del codice. Infine, nella sezione loop attiveremo e disattiveremo il relè dopo ogni 500 cicli della CPU impostando il pin Relay su HIGH e LOW rispettivamente.

Passaggio 8: conclusione

* Ricorda: è molto importante posizionare un diodo attraverso la bobina del relè perché viene generato un picco di tensione (contraccolpo induttivo dalla bobina) (Interferenza elettromagnetica) quando la corrente viene rimossa dalla bobina a causa del collasso del magnete campo. Questo picco di tensione può danneggiare i componenti elettronici sensibili che controllano il circuito.

* La cosa più importante: come per i condensatori, sottovalutiamo sempre il relè per ridurre il rischio di guasti del relè. Diciamo che devi lavorare a 10A@120VAC, non usare un relè valutato per 10A@120VAC, usa invece uno più grande come 30A@120VAC. Ricorda, potenza = corrente * tensione, quindi un relè da 30 A a 220 V può gestire fino a un dispositivo da 6.000 W.

* Se sostituisci semplicemente il LED con qualsiasi altro dispositivo elettrico come ventola, lampadina, frigorifero, ecc., dovresti essere in grado di trasformare quell'apparecchio in un dispositivo intelligente con una presa di corrente controllata da Arduino.

* Il relè può essere utilizzato anche per accendere o spegnere due circuiti. Uno quando l'elettromagnete è acceso e il secondo quando l'elettromagnete è spento.

* Un relè aiuta nell'isolamento elettrico. I contatti di commutazione di un relè sono completamente isolati dalla bobina, e quindi dall'Arduino. L'unico collegamento è il campo magnetico.

Nota: i cortocircuiti sui pin Arduino o il tentativo di eseguire dispositivi ad alta corrente da esso possono danneggiare o distruggere i transistor di uscita nel pin o danneggiare l'intero chip AtMega. Spesso questo si tradurrà in un pin "morto" del microcontrollore, ma il chip rimanente continuerà a funzionare adeguatamente. Per questo motivo è una buona idea collegare i pin di OUTPUT ad altri dispositivi con resistori da 470Ω o 1k, a meno che non sia richiesto il massimo assorbimento di corrente dai pin per una particolare applicazione

Passaggio 9: grazie

Grazie ancora per aver guardato questo video! Spero che ti aiuti. Se vuoi supportarmi, puoi iscriverti al mio canale e guardare gli altri miei video. Grazie, di nuovo nel mio prossimo video.