Μονάδα ρελέ Arduino + και ροκ & ρολ: μίξη AC / DC

Μετά από μας φροντιστήριο προγραμματισμού και τα πρώτα βήματα στο Arduino, αυτή τη φορά σας παρουσιάζουμε έναν πρακτικό οδηγό για να εργαστείτε Arduino και ένα μονάδα ρελέΔηλαδή, για να μπορείτε να ελέγχετε, μέσω του κυκλώματος συνεχούς ρεύματος χαμηλής τάσης Arduino, ένα σύστημα εναλλασσόμενου ρεύματος υψηλότερης τάσης. Δηλαδή, αυτό που φαινόταν αδύνατο με μια απλή πλακέτα Arduino, όπως ο έλεγχος φορτίων 220v, είναι τώρα δυνατό με τη μονάδα ρελέ.

Με αυτόν τον τρόπο, θα σας επιτρέψει συσκευές ελέγχου συνδεδεμένες στο δίκτυο. Και για να μην είμαι πολύ περιοριστικός όσον αφορά τις πρακτικές, θα προσπαθήσω να το εξηγήσω με τρόπο που μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιοδήποτε είδος έργου που μπορείτε να σκεφτείτε ή να τροποποιήσετε με εύκολο τρόπο να κάνετε αυτό που πραγματικά θέλετε, αφού Υπάρχουν πολλά έργα στο Διαδίκτυο πολύ συγκεκριμένα που χρησιμοποιούν μια πλακέτα Arduino και μια ενότητα ρελέ ...

Το ρελέ:

Ας εξηγήσουμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τα ρελέ.

Τι είναι ένα ρελέ;

Στα γαλλικά ρελέ σημαίνει ρελέ, και αυτό δίνει μια ένδειξη για το τι πραγματικά κάνει ένα ρελέ. Είναι βασικά μια ηλεκτρομαγνητική συσκευή που λειτουργεί ως ελεγχόμενος διακόπτης από μια ροή. Μέσω ενός μηχανισμού με πηνίο και ηλεκτρομαγνήτη, μπορούν να λειτουργήσουν μία ή περισσότερες επαφές για το άνοιγμα ή το κλείσιμο ενός ανεξάρτητου ηλεκτρικού κυκλώματος, δεδομένου ότι το εν λόγω κύκλωμα λειτουργεί με τάση και έναν τύπο ρεύματος διαφορετικό από αυτόν που τον ελέγχει (στο Η έξοδος χειρίζεται ένα κύκλωμα υψηλότερης ισχύος από την είσοδο).

Ήταν εφευρέθηκε από τον Joseph Henry το 1835 (αν και αποδίδεται επίσης στον Edward Davy την ίδια χρονιά) και έκτοτε έχει εξελιχθεί και έχει αλλάξει μέγεθος στα σύγχρονα ρελέ που έχουμε τώρα. Αρχικά χρησιμοποιήθηκε για μηχανήματα τηλεγραφίας, ελέγχοντας έτσι ένα σήμα υψηλότερου ρεύματος από ένα ασθενέστερο σήμα που λαμβάνεται στην είσοδο. Σιγά-σιγά οι εφαρμογές αυξάνονταν και προς το παρόν χρησιμοποιούνται για πολλές περιπτώσεις.

Τι είδους υπάρχουν;

Αν κοιτάξουμε μέσα σε ένα ρελέ, και αναλύσουμε τη λειτουργία του, βλέπουμε ότι το μικρό ρεύμα ελέγχου εισόδου είναι αυτό που λειτουργεί τον ηλεκτρομαγνήτη με αυτήν την περιέλιξη χαλκού και μετακινεί το διακόπτη ή διακόπτη που ανοίγει ή κλείνει το κύκλωμα υψηλότερης ισχύος που θα ελέγχει την έξοδο του. Όλα αυτά απομονώνονται με ένα μονωτικό προστατευτικό για την αποφυγή ατυχημάτων, αλλά ανεξάρτητα από αυτό, ενδιαφέρομαι για κάτι άλλο και είναι οι τύποι που υπάρχουν ανάλογα με τη λειτουργία τους.

Ο τύποι ρελέ που έχουμε δει από διαφορετικά σημεία. Από τη μία πλευρά, πρέπει να επικεντρωθούμε στον μηχανισμό του για το άνοιγμα ή το κλείσιμο του διακόπτη και ανάλογα με το ότι έχουμε:

• ΟΧΙ ή κανονικά ανοιχτό: όπως υποδηλώνει το όνομά του, είναι αυτές που χωρίς να ενεργοποιηθεί ο ηλεκτρομαγνήτης, οι επαφές του διακόπτη ή του διακόπτη εξόδου είναι ανοιχτές, δεν υπάρχει ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ τους και επομένως το κύκλωμα θα απενεργοποιηθεί ή θα ανοίξει στην κανονική του κατάσταση. Όταν η είσοδος ενεργοποιείται έτσι ώστε να αλλάζει, εκείνη τη στιγμή οι ακροδέκτες του διακόπτη θα αγγίξουν και το κύκλωμα θα κλείσει, δηλαδή θα αφήσει το ρεύμα να περάσει.
• NC ή κανονικά κλειστό: είναι το αντίθετο από το προηγούμενο, το κύκλωμα εξόδου στην κανονική του κατάσταση ηρεμίας θα αφήσει το ρεύμα να ρέει. Από την άλλη πλευρά, μόλις ενεργοποιηθεί η είσοδος, το κύκλωμα ανοίγει και διακόπτεται το ρεύμα.

Αυτό είναι είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζετε όταν αγοράζετε ένα ρελέ ανάλογα με το έργο που θέλουμε να δημιουργήσουμε. Θα πρέπει να σκεφτείτε ποιο είναι το πιο φυσιολογικό για το έργο σας, ότι η συσκευή ή οι συσκευές που είναι συνδεδεμένες στο ρελέ είναι πάντα ενεργές ή ότι θέλετε να τις ενεργοποιήσετε μόνο σε συγκεκριμένες ώρες. Ανάλογα με αυτό, θα ήταν καλύτερα να επιλέξετε το ένα ή το άλλο.

Με παράδειγμα, ένα σύστημα άρδευσης στο οποίο συνδέετε μια αντλία νερού στο ρελέ έτσι ώστε να ενεργοποιείται όταν θέλετε θα είναι καλύτερο να επιλέξετε ένα NA, αφού μόνο όταν παραγγείλετε από την πλατφόρμα Arduino θα πρέπει να είναι συνδεδεμένη η αντλία. Από την άλλη πλευρά, σε ένα σύστημα ασφαλείας όπου απαιτείται μόνιμη σύνδεση και αποσύνδεσή του μόνο σε συγκεκριμένες ώρες, ένα NC θα είναι πιο κατάλληλο. Με αυτόν τον τρόπο θα αποφύγετε να τροφοδοτείτε συνεχώς το ρελέ από τον πίνακα Arduino για να αναγκάσετε μια κατάσταση που δεν είναι φυσιολογική ...

Αλλά ανεξάρτητα από αυτό, υπάρχει άλλοι τύποι ρελέ σύμφωνα με άλλες απόψεις, όπως οι μηχανισμοί που τους ενεργοποιούν. Τα κλασικά είναι τα ηλεκτρομαγνητικά που έχουμε περιγράψει και είναι τα πιο δημοφιλή. Αλλά υπάρχουν και άλλοι που μπορούν να οδηγούνται από συσκευές που συνδέονται με οπτικό ζεύγος, δηλαδή βασίζονται σε σταθερή κατάσταση. Ένας άλλος ενδιαφέρων τύπος είναι εκείνοι με καθυστερημένη έξοδο, δηλαδή, ρελέ που έχουν ένα επιπλέον κύκλωμα έτσι ώστε η επίδραση στην έξοδο τους να ανοίξει ή να κλείσει το κύκλωμα είναι μετά από ένα ορισμένο χρόνο και όχι άμεση.

Μονά ρελέ και μονάδες:

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα πλήθος τύπων ρελέ για τα έργα σας, όπως αυτά που πωλούνται ξεχωριστά εάν προσαρμόζονται στις ηλεκτρικές ικανότητες του πίνακα Arduino στην είσοδό του. Ωστόσο, ο απλούστερος τρόπος για να αποφύγετε εκπλήξεις ασυμβατότητας αν δεν είστε σίγουροι τι αγοράζετε είναι να χρησιμοποιήσετε ενότητες ειδικά σχεδιασμένες για το Arduino. Υπάρχουν μονάδες με ένα μόνο ρελέ των οποίων η σύνδεση με την πλακέτα Arduino είναι πολύ απλή, αλλά υπάρχουν και διπλά, όπως αυτά που μπορείτε να δείτε στην παραπάνω εικόνα.

Αυτός ο τύπος διπλής μονάδας περιλαμβάνει συνήθως ένα ρελέ NO και ένα ρελέ NC, έτσι ώστε να έχετε όλα όσα χρειάζεστε για το έργο σας και να δοκιμάσετε και τις δύο επιλογές με μία μόνο μονάδα τοποθετημένη σε μια βάση όπως αυτές Πλάκες Keyes που θα βρείτε στην αγορά.

Πώς συνδέεστε και προγραμματίζετε με το Arduino;

Εδώ είναι ένα απλό διάγραμμα του Σύνδεση Arduino με μονάδα ρελέ. Η σύνδεση είναι πολύ απλή, όπως μπορείτε να δείτε. Προφανώς, εάν έχετε επιλέξει μια μονάδα με ένα μόνο ρελέ ή ένα μόνο ρελέ που έχετε αγοράσει, θα πρέπει να το τροποποιήσετε ελαφρώς για να το συνδέσετε σωστά. Παρεμπιπτόντως, εάν έχετε επιλέξει μια μονάδα διπλού ρελέ, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το ένα ή το άλλο ρελέ σύμφωνα με αυτό που σας ταιριάζει καλύτερα για το έργο σας, όπως έχω ήδη σχολιάσει προηγουμένως.

Όπως μπορείτε να δείτε, θα ήταν απλώς να τοποθετήσετε ένα καλώδιο από το GND ή τη γείωση που πρέπει να συνδέσετε στους ακροδέκτες GND του ρελέ ή της μονάδας σας. Στη συνέχεια, η γραμμή Vcc πρέπει να πάει σε έναν από τους ακροδέκτες 5v του Arduino. Αυτό θα είναι το μόνο που απαιτείται για την τροφοδοσία του ρελέ, αλλά απαιτείται το ένα τρίτο. γραμμή ελέγχου να "πείτε" στο ρελέ για ενεργοποίηση όταν θέλουμε ή όταν έχουμε προγραμματίσει στον κώδικα του σκίτσου μας.

Σεβαστείτε τα περιθώρια ασφαλείας του ρελέ, για παράδειγμα, μην υπερβαίνετε τα μέγιστα 250VAC και 10A που καθορίζονται από ορισμένα ρελέ. Και να είστε προσεκτικοί όταν χειρίζεστε αυτό το κύκλωμα, καθώς δεν "παίζετε" μόνο με χαμηλές τάσεις συνεχούς ρεύματος που δεν σας επηρεάζουν, αλλά μπορεί να υποστείτε ζημιά εάν δεν είστε προσεκτικοί όταν χειρίζεστε αυτά τα 220v ...

Μπορείτε να βάλετε αυτόν τον έλεγχο ή τη γραμμή σήματος σε οποιοδήποτε από τα προγραμματιζόμενες ψηφιακές καρφίτσες εξόδου από το Arduino και από εκεί μέχρι την είσοδο με την ένδειξη IN στη μονάδα ρελέ. Αν και το 2 έχει χρησιμοποιηθεί στο πρόγραμμά μας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ό, τι θέλετε, αλλά θυμηθείτε ποιο έχετε χρησιμοποιήσει για να τροποποιήσετε σωστά τον κώδικα ή δεν θα λειτουργήσει εάν καθορίσετε διαφορετικό (πολύ κοινό σφάλμα).

Πρέπει να σχολιάσω δύο άλλες λεπτομέρειες του σχήματος, ένα θα ήταν εκεί όπου έχω βάλει «εδώ τη συσκευή σας» θα μπορούσατε να συνδέσετε έναν λαμπτήρα, έναν ανεμιστήρα, έναν κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος ή οποιαδήποτε συσκευή που λειτουργεί με μια γραμμή 220v. Φυσικά, θα πρέπει να της δώσετε δύναμη συνδέοντας την εν λόγω συσκευή ή συσκευές σε ένα ηλεκτρικό δίκτυο. Για να το κάνετε αυτό, μπορείτε να τροποποιήσετε το καλώδιο τροφοδοσίας της συσκευής διακόπτοντας ένα από τα δύο καλώδια τροφοδοσίας (όχι το καλώδιο γείωσης, εάν έχει), διακόπτοντας το ρελέ που ανοίγει ή κλείνει το κύκλωμα.

Πρόγραμμα Arduino:

Μπορείτε να το κάνετε με Arduino IDE, με το Ardublock ή το Bitbloq, δηλαδή, όποιο είναι πιο κατάλληλο για εσάς. Ο απλός κώδικας για τον προγραμματισμό θα ήταν ο ακόλουθος, αν και μπορείτε να τροποποιήσετε τον κώδικα ή να τον επεκτείνετε σύμφωνα με τις ανάγκες του έργου σας:

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

Μπορείτε να αλλάξετε XXX για ΥΨΗΛΗ ή ΧΑΜΗΛΗ ανάλογα με το τι θέλετε να κάνετε, δηλαδή, ενεργοποιήστε ή απενεργοποιήστε αντίστοιχα. Αλλά θυμηθείτε ότι πρέπει να έχετε υπόψη σας εάν είναι NC ή NO ... Φυσικά, μπορείτε να προσθέσετε περισσότερο κώδικα για να προγραμματίσετε μια χρονική καθυστέρηση ή ότι ενεργοποιείται ή απενεργοποιείται σύμφωνα με ένα συμβάν, ίσως η είσοδος ή την κατάσταση μιας άλλης εισόδου Arduino, όπως η προσθήκη ενός αισθητήρα και ανάλογα με το αν είναι ενεργοποιημένο ή όχι, το ρελέ αλλάζει κ.λπ.

Γνωρίζετε ήδη ότι οι δυνατότητες είναι πολλές και το όριο είναι η φαντασία σας. Μπορείτε να δείτε περισσότερες δυνατότητες και παραδείγματα κώδικα στο το σεμινάριό μας. Για παράδειγμα, για να προσθέσετε χρόνους ενεργοποίησης και απενεργοποίησης σε διαστήματα 1 λεπτού θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε:

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

}

Ελπίζω αυτό το σεμινάριο να σας εξυπηρετήσει και να πάρετε ξεκινήστε τα έργα υψηλής τάσης...