Arduino + mòdul relé i rock & roll: barrejant AC / DC

després del nostre tutorial de programació i primers pas en Arduino, aquest cop us portem una guia pràctica per treballar amb Arduino i un mòdul relé, És a dir, per poder controlar, mitjançant la circuiteria de corrent contínua de baix voltatge d'Arduino, un sistema de corrent altern de més alt voltatge. És a dir, el que semblava impossible amb una simple placa Arduino, com és controlar càrregues de 220v, ara es fa possible amb el mòdul relé.

D'aquesta manera, et permetrà controlar aparells connectats a la xarxa elèctrica. I per no ser massa restrictiu pel que fa a les pràctiques, intentaré explicar-ho d'una manera que pugui ser aplicat a qualsevol tipus de projecte que se't passi o modificat d'una forma fàcil per fer el que realment vulguis, ja que hi ha molts projectes a Internet molt concrets que fan servir una placa Arduino i un mòdul relé ...

El relè:

Anem a explicar tot el que necessites saber sobre els relés.

Què és un relé?

En francès relais significa relleu, i això dóna una dada del que realment fa un relé. Bàsicament és un dispositiu electromagnètic que funciona com un interruptor controlat per un corrent. Mitjançant un mecanisme amb una bobina i un electroimant es pot accionar un o diversos contactes per obrir o tancar uin circuit elèctric independent, ja que aquest circuit treballa amb un voltatge i un tipus de corrent diferent a què ho controla (a la seva sortida fa servir un circuit de major potència que el d'entrada).

VA SER inventat per Joseph Henry el 1835 (Encara que també se li atribueix a Edward Davy en aquest mateix any) i des de llavors ha anat evolucionant i canviant en grandària fins als moderns relés que tenim ara. En un inici es va usar per a màquines de telegrafia, controlant així un senyal de corrent major a partir d'un senyal més feble rebuda a l'entrada. A poc a poc les aplicacions van anar augmentant i actualment s'empren parell amultitud de casos.

Quins tipus hi ha?

Si ens fixem en l'interior d'un relé, i analitzem el seu funcionament, Veiem que la petita corrent de control d'entrada és la que acciona l'electroimant amb aquest bobinatge de coure i mou l'interruptor o commutador que obre o tanca el circuit de major potència que controlarà a la seva sortida. Tot això està aïllat mitjançant un protector aïllant per evitar accidents, però independentment d'això, m'interessa una altra cosa i és els tipus que existeixen en funció del seu funcionament.

Els tipus de relés que tenim es poden veure des de diferents punts. D'una banda, ens hem de centrar al seu mecanisme d'obertura o tancament de l'interruptor i en funció d'això tenim:

• NA o normalment obert: Com el seu propi nom indica, són aquells que sense accionar l'electroimant, els contactes de l'interruptor o commutador de sortida estan oberts, no hi ha connexió elèctrica entre ells i per tant el circuit estarà desactivat o obert en el seu estat normal. Quan s'actuï sobre l'entrada perquè això canviï, en aquest moment es tocaran els borns de l'interruptor i el circuit es tancarà, és a dir, deixarà passar corrent.
• NC o normalment tancat: És tot el contrari a l'anterior, el circuit de sortida en el seu estat normal o de repòs deixarà que flueixi el corrent. En canvi, pel que fa s'actuï sobre l'entrada, s'obre el circuit i s'interromp el corrent.

això és molt important conèixer-lo a l'hora de comprar un relé en funció de el projecte que vulguem crear. Has de pensar què és el més normal per al teu projecte, que l'aparell o dispositius connectats a l'relé estiguin sempre actius o que només els vols activar en moments puntuals. En funció d'això seria millor escollir un o altre.

Per EXEMPLE, Un sistema de reg en el qual connectis una bomba d'aigua a el relé perquè s'activi quan vols serà millor triar un NA, ja que només quan ordres des de la plataforma Arduino s'ha de connectar la bomba. En canvi, en un sistema de seguretat on es necessiti que estigui connectat de forma permanent i només desconnectar en uns moments concrets, XNUMX NC serà més apropiat. D'aquesta manera evitaràs haver d'estar alimentant constantment el relé des de la placa Arduino per forçar un estat que no és el normal ...

Però independentment d'això, hi ha altres tipus de relés segons altres punts de vista, com els mecanismes que els accionen. Els clàssics són els electromagnètics que hem descrit, i són els més populars. Però també hi ha altres que poden estar accionats per dispositius optoacoplados, és a dir, basats en estat sòlid. Un altre tipus interessant són els de sortida retardada, és a dir, relés que diposen d'un circuit addicional perquè l'efecte en la seva sortida per obrir o tancar el circuit sigui després de cert temps i no immediat.

Relés solts i mòduls:

Podeu fer servir multitud de tipus de relés per als teus Pojectes, com els que venen solts si s'adapten a les capacitats elèctriques de la placa Arduino a la seva entrada. No obstant, el més senzill per evitar sorpreses d'incompatibilitats si no saps bé el que estàs comprant és usar mòduls específicament dissenyats per a Arduino. Hi ha mòduls amb un sol relé la connexió a la nostra placa Arduino és molt senzilla, però també n'hi ha dobles com el que pots veure a la imatge superior.

Aquest tipus de mòduls dobles sol incloure un relé NA i un relé NC perquè tinguis tot el que necessites per al teu projecte i puguis provar les dues opcions amb un sol mòdul muntat en una muntura com les plaques Keyes que trobaràs al mercat.

Com es connecta i programa amb Arduino?

Aquí es mostra un diagrama simple de connexió d'Arduino amb el mòdul relé. La connexió és molt senzilla, com es pot comprovar. Evidentment, si has triat un mòdul amb un sol relé o un relé solt que hagis comprat, hauràs de modificar-lo lleument per connectar adequadament. Per cert, si has triat un mòdul de doble relé, pots utilitzar un o altre relé segons et vingui millor per al teu projecte com ja he comentat anteriorment.

Com pots comprovar simplement seria posar un cable des GND o terra que hauràs connectar als pins de GND de la teva relé o mòdul. Després la línia de Vcc haurà d'anar a un dels pins de 5v d'Arduino. Això serà tot el necessari per a l'alimentació de l'relé, però cal una tercera línia de control per «dir-li» a l'relé que s'accioni quan vulguem o quan hàgim programat en el codi del nostre sketch.

Respecta els marges de seguretat de l'relé, per exemple, no superis aquests 250VAC i 10A màxims que s'especifiquen alguns relés. I vés amb compte a l'hora de manipular aquest circuit, ja que ja no només estàs «jugant» amb tensions baixes de corrent contínua que no t'afecten, sinó que pots patir danys si no ets previngut a l'manipular aquests 220v ...

Aquesta línia de control o de senyal la pots posar en qualsevol dels pins programables de sortida digital de la teva Arduino i d'aquí a l'entrada marcada com IN en el mòdul de relé. Tot i que en el nostre esquema s'hagi usat el 2, pots fer servir el que vulguis, però recorda quin has fet servir per modificar el codi adequadament o no funcionarà si especifiques un altre diferent (error molt comú).

Em falta comentar altres dos detalls de l'esquema, un seria que on he posat «aquí el teu dispositiu / s» podries connectar una bombeta, un ventilador, motor de corrent altern o qualsevol dispositiu que funcioni amb una línia de 220v. Per descomptat, hauràs de donar-li alimentació endollant dit dispositiu o disposivos a una xarxa elèctrica. Per a això pots modificar el cable d'alimentació de el dispositiu interrompent un dels seus dos cables d'alimentació (no el de terra, si en té), interposant el relé que sigui el que obri o tanqui el ciercuito.

Programar Arduino:

Pots fer-ho amb IDE Arduino, Amb Ardublock o Bitbloq, és a dir, com et sigui més adequat. El codi simple per a la programació seria el següent, encara que pots modificar el codi o ampliar segons les necessitats del teu projecte:

const int rele = 2;
/***Setup***/
void setup() {
pinMode(rele,OUTPUT);}
/***Loop***/
void loop() {
digitalWrite(rele, XXX);
}

Pots canviar XXX per HIGH o LOW en funció del que vulguis fer, és a dir, engegar o apagar respectivament. Però recorda que has de tenir en ment si es tracta d'un NC o NA ... Per descomptat, pots afegir més codi per programar una temporització, o que s'activi o desactivi en funció d'un esdeveniment, potser de l'entrada o l'estat de una altra entrada d'Arduino, com ara afegir un sensor i en funció de si s'activa o no fer que el relé canviï, etc.

Ja saps que les possibilitats són moltíssimes i el límte és la teva imaginació. Pots veure més possibilitats i exemples de codi en nostre tutorial. Per exemple, per afegir temps perquè s'activi i desactivi en intervals d'1 minut podríem fer servir:

const int pin = 2;

void setup() {

Serial.begin(9600); //iniciar puerto serie  pin

Mode(pin, OUTPUT); //definir pin como salida

}

void loop(){

digitalWrite(pin, HIGH); // poner el Pin en HIGH (activar relé)

delay(60000); // esperar un min  digital

Write(pin, LOW); // poner el Pin en LOW (desactivar relé)

delay(60000); // esperar un min

}

Espero que t'hagi servit aquest tutorial i aconsegueixis posar en marxa els teus projectes d'alt voltatge...