Control de relé mediante Arduino. Controlando un relé usando Arduino
En este experimento controlaremos el relé, o mejor dicho, no nosotros, sino el Arduino, y para ello intentaremos utilizar los conocimientos adquiridos en las 12 lecciones anteriores. Un relé es un interruptor mecánico controlado eléctricamente. Dentro de esta caja de plástico aparentemente simple, se encuentra un poderoso electroimán, y cuando recibe una carga de energía, se activa, como resultado de lo cual el inducido es atraído por el electroimán, el grupo de contactos cierra o abre el circuito de alimentación de la carga. ¡Este circuito te enseñará cómo controlar un relé, dándole a tu Arduino aún más potencia!
En caso de que su kit contenga no solo un relé, sino un módulo, es decir, un circuito ya ensamblado en una placa de circuito impreso, no necesita ensamblar el circuito (ver más abajo), pero debe conectar correctamente el módulo al Placa Arduino.
Relé y módulo electrónico Relé para Arduino a 5V.
VCC— fuente de alimentación +5 voltios
Tierra- común (tierra) - menos.
EN1- gestión
NO- Normalmente abierto
CAROLINA DEL NORTE- Normalmente cerrado
COM- común (común)
Los LED están conectados a los pines NC y NO, el COM común está conectado a + alimentación (+5 V), GND a tierra (-), VCC a +5 voltios, IN1 (control, la designación puede ser diferente) al pin 2 de Arduino. puerto.
Cuando el relé esté apagado, el contacto común "COM" (común) se conectará al contacto normalmente cerrado "NC" (Normalmente cerrado). Cuando se activa el relé, el contacto “común” COM se conectará al contacto “normalmente abierto” “NO” (Normalmente Abierto).
Arriba, ves el diagrama del circuito en sí para la lección 13, creo que no debería haber dificultades, con la conexión correcta, es decir, siguiendo las instrucciones de marcado y la "polaridad", todo debería funcionar.
Para esta experiencia necesitarás:
1. Arduino UNO - 1 ud.
2. Relé o “Módulo de relé electrónico” - 1 ud.
3. Transistor 2N222A - 1 ud.
4. Diodo 1N4148 - 1 ud.
5. Resistencia 330 ohmios.
6. LED de varios colores - 2 uds.
7. Cables de conexión.
Diagrama de conexión eléctrica de la protoboard y Arduino. Lección 13. Arduino y Relés
Descargue el código para el experimento 13. Bosquejo y descripción detallada (¡asegúrese de leer el bosquejo completo!):
Kit de experimentos ArduinoKit
Código de programa para la experiencia No. 13:
Vista de la lección creada en el diagrama de diseño:
Arduino y Relé. Lección 13
Como resultado de esta experiencia, deberías ver...
Debería escuchar el clic del relé y también ver dos LED parpadeando alternativamente a intervalos de un segundo. Si este no es el caso, comprueba si has montado el circuito correctamente y si el código se ha cargado en el Arduino.
Posibles dificultades:
Los LED no se encienden
Verifique que los LED estén instalados correctamente: el pin largo es el pin positivo.
No se escuchan los clics del relé.
Compruebe que el relé y el transistor estén conectados correctamente.
Se activa cada dos veces
Verifique la confiabilidad de la conexión del relé; si el relé no es un módulo electrónico, tiene cables muy cortos, intente presionarlo ligeramente en la placa.
¡Buena suerte a todos! Estamos esperando tus comentarios sobre ARDUINO LECCIÓN 13 - RELÉS DE CONTROLES ARDUINO.
Escudo de bloque de relés de 4 canales para Arduino UNO R3 y MEGA 2560
Los relés son dispositivos electromecánicos que cierran y/o interrumpen contactos de un circuito eléctrico externo cuando se suministra una corriente eléctrica de control al devanado del relé. Esta corriente genera un campo magnético que provoca el movimiento de la armadura ferromagnética del relé, que está conectada mecánicamente a los contactos eléctricos del circuito eléctrico externo. El movimiento posterior de los contactos cambia este circuito.
Puede conectar una bombilla, un ventilador, una válvula solenoide para controlar el riego al relé y controlar programáticamente estos dispositivos cambiando el estado en los pines digitales del Arduino.
Relay Shield es una placa de expansión para Arduino, que contiene 4 relés TIANBO independientes conectados a los pines digitales de Arduino. Este relé está controlado por 5 voltios y es capaz de conmutar hasta 3 amperios de 24 VCC y 125 VCA.
Para controlar los 4 relés de la placa, se utilizan los siguientes pines Arduino: D4, D5, D6, D7. Al conectar cada pin Arduino al circuito de conmutación del relé, se utiliza aislamiento galvánico, lo que evita interferencias externas al encender/apagar el carga conectada al relé. El circuito de relé utiliza un transistor tipo p-n-p para abrirlo, es necesario aplicar un signo negativo a la base. Para hacer esto, usamos la función digitalWrite(pin, LOW). El transistor estará abierto y la corriente fluirá a través del circuito de control y el relé funcionará. Para apagar el relé, apague el transistor aplicando un plus a la base y llamando a la función digitalWrite(pin, ALTO).
El estado actual de cada uno de ellos se puede juzgar mediante los LED indicadores ubicados en la placa. Cada relé tiene un bloque de terminales de 3 cables, lo que permite utilizar el relé tanto en modo "normalmente abierto" como "normalmente cerrado".
A diferencia de la mayoría de los módulos de relé para Arduino, esta placa está fabricada en formato blindado, lo que ahorra significativamente espacio y aumenta la confiabilidad del contacto entre Arduino y el relé.
Características del relé
Corriente de bobinado: 80 mA;
Tensión máxima de conmutación: 24 VCC; 125 VCA;
Corriente de conmutación máxima: 3 A;
Frecuencia de conmutación recomendada: hasta 1 Hz;
Vida útil: al menos 50.000 conmutaciones.
Veamos un ejemplo del uso de Relay Shield. Conectemos una lámpara de iluminación al relé, que se encenderá/apagará dependiendo de la iluminación de la habitación. Usaremos un fotorresistor como sensor de luz ambiental. Diagrama de conexión.
// Pin usado para relé
#definir PIN_RELAY 7
// pin de conexión del fotorresistor
#definir PIN_FOTORESISTOR A0
// variable para almacenar lecturas del fotorresistor
int val_foto;
// valor límite de iluminación
#definir VAL_PHOTO_ON 220
#definir VAL_PHOTO_OFF 520
Configuración nula (nulo)
{
//conexión del puerto serie
Serie.begin(9600);
// establece la salida del relé como SALIDA
pinMode(PIN_RELAY,SALIDA);
//encender la luz
escritura digital(PIN_RELAY,BAJO);
}
bucle vacío (vacío)
{
// recibiendo datos del fotorresistor
val_photo=analogRead(PIN_PHOTORESISTOR);
// encender
si(val_foto< VAL_PHOTO_ON)
escritura digital(PIN_RELAY,BAJO);
// apagar
de lo contrario si (val_photo< VAL_PHOTO_OFF)
escritura digital (PIN_RELAY, ALTO);
// pausa antes de la siguiente medición
retraso(5000);
Usando Arduino. Pero ¿y si decidimos gestionar dispositivos conectados a una red doméstica? Permítanme recordarles que incluso una pequeña lámpara de mesa funciona con una fuente de corriente alterna con un voltaje de 220 voltios. El transistor de efecto de campo habitual que utilizamos en el circuito con el motor ya no funcionará.
Para controlar una carga potente, e incluso con corriente alterna, utilizamos un relé. Se trata de un dispositivo electromecánico que cierra mecánicamente el circuito de carga mediante un electroimán. Veamos el interior:
El principio de funcionamiento del relé es el siguiente. Aplicar voltaje a la bobina electromagnética. Aparece un campo en la bobina que atrae la pestaña de metal. A su vez, el pie cierra mecánicamente los contactos de carga.
Los relés tienen dos usos principales. En primer lugar, podemos aplicar sólo 5 Voltios a la bobina, cerrando el circuito de una carga muy potente. Por ejemplo, un relé utilizado en los tutoriales de Arduino puede encender un refrigerador o una lavadora. En segundo lugar, algunos tipos de relés pueden cerrar y abrir simultáneamente varios circuitos diferentes con diferentes voltajes.
En esta lección no trabajaremos con un solo relé, sino con un módulo de relé completo. Además del relé en sí, el módulo también contiene un desacoplador optoelectrónico con un transistor, que protege los pines Arduino de sobretensiones en la bobina. 
Un único módulo de relé tiene sólo tres contactos. Conectémoslos según el siguiente diagrama.
Por cierto, la entrada del relé está invertida. Esto significa que el nivel de contacto es alto. En apagará la bobina del relé y un nivel bajo la encenderá.
Diagrama esquemático
Aspecto del diseño
2. Programa para Arduino
Escribamos un programa simple que encienda la lámpara durante 3 segundos y luego la apague durante 1 segundo.
constante int relPin = 3; configuración vacía() ( pinMode(relPin, SALIDA); ) bucle vacío() ( digitalWrite(relPin, ALTO); retraso(1000); digitalWrite(relPin, BAJO); retraso(3000); )
Cargue el programa en Arduino. Ahora conectamos energía a la lámpara y al relé. Finalmente, suministramos energía al controlador.
3. Lámpara automática o farola
Usando un controlador, un relé y un sensor de luz, puedes hacer una lámpara automática simple. El controlador encenderá la lámpara en el momento en que el nivel de luz en el sensor sea inferior al valor establecido.
Como sensor utilizamos un módulo ya preparado basado en . Conectemos los tres dispositivos de acuerdo con el siguiente diagrama.
Diagrama esquemático
Aspecto del diseño
4. Programa de luz automático
La salida analógica del sensor da valores en el rango de 0 a 1023. Además, 0 es para el nivel máximo de luz y 1023 para oscuridad total.
Primero debemos decidir a qué nivel de luz encender la lámpara y a qué nivel apagarla. En nuestro laboratorio, de día, el sensor muestra el valor L = 120, y de noche, aproximadamente L = 700. Encenderemos el relé cuando L > 600 y lo apagaremos cuando L< 200. Вспомним как и напишем программу.
Const int fotoPin = A5; constante int relPin = 3; configuración vacía() ( pinMode(photoPin, ENTRADA); pinMode(relPin, SALIDA); ) void loop() ( if(analogRead(photoPin)< 200) digitalWrite(relPin, HIGH); if(analogRead(photoPin) >600) escritura digital (relPin, BAJO); )
Descargamos el programa a Arduino y realizamos un experimento. Lo mejor es hacer esto por la noche.
Misiones
1. Relevo musical. Como sabes, un relé electromecánico hace un clic cuando se activa. Intente usar esto para tocar alguna melodía simple.
2. Mando del motor. Teniendo dos relés de tres pines, los mismos que en esta lección, puedes armar un circuito para cambiar el sentido de rotación del motor.
No será posible conectar una carga potente directamente al Arduino, por ejemplo una lámpara o una bomba eléctrica. El microcontrolador no proporciona la energía necesaria para operar dicha carga. La corriente que puede fluir por las salidas de Arduino no supera los 10-15 mA. Un relé viene al rescate, con el que se pueden conmutar grandes corrientes. Además, si la carga funciona con corriente alterna, por ejemplo 220 V, entonces no hay forma de prescindir de un relé. Para conectar cargas potentes a Arduino mediante relés, se suelen utilizar módulos de relés.
Dependiendo del número de cargas conmutadas, se utilizan módulos de relé de uno, dos, tres, cuatro y más canales.
Compré el mío, módulos de uno y cuatro canales, en Aliexpress, por $0,5 y $2,09, respectivamente.
Diseño de módulo de relés para Arduino, usando el ejemplo de un módulo de 4 canales HL-54S V1.0.
Echemos un vistazo más de cerca al diseño de este módulo; todos los módulos multicanal generalmente se construyen de acuerdo con este esquema.
Diagrama esquemático del módulo..
Para proteger los pines Arduino de sobretensiones en la bobina del relé, se utilizan un transistor J3Y y un optoacoplador 817C. Tenga en cuenta que la señal del pin En suministrado al cátodo del optoacoplador. Esto significa que para que el relé cierre los contactos, debe aplicar al pinEn lógico 0 (señal invertida).
También hay módulos que tienen una señal del pin. En suministrado al ánodo del optoacoplador. En este caso es necesario presentar 1 lógico por pinEn, para activar el relé.
La potencia de carga que los módulos pueden encender/apagar está limitada por los relés instalados en la placa.
En este caso se utilizan relés electromecánicos. Canción SRD-05VDC-SL-C, teniendo las siguientes características:
Tensión de funcionamiento: 5V
Corriente de funcionamiento de la bobina: 71mA
Corriente de conmutación máxima: 10A
Tensión CC de conmutación máxima: 28V
Tensión CA de conmutación máxima: 250V
Temperatura de funcionamiento: de -25 a +70°C
El relé Songle SRD-05VDC-SL-C tiene 5 contactos. 1 Y 2 fuente de alimentación del relé. grupo de contacto 3 Y 4 son contactos normalmente abiertos ( NO), grupo de contacto 3 Y 5 - normalmente cerrado ( CAROLINA DEL NORTE).
Relés similares vienen en diferentes voltajes: 3, 5, 6, 9, 12, 24, 48 V. En este caso, se utiliza una versión de 5 voltios, que permite alimentar el módulo de relé directamente desde Arduino.
Hay un puente en el tablero ( JDVcc), para alimentar el relé desde Arduino o desde una fuente de alimentación independiente.
pinami En1,En2,En3,En4 El módulo está conectado a los pines digitales de Arduino.
Conexión del relé del módulo HL-54S V1.0 a Arduino.
Como tenemos un módulo con relés de 5 voltios, lo conectaremos según este esquema, tomando la energía del propio Arduino. En el ejemplo, conectaré un relé; usaré una bombilla de 220 V como carga.
Para alimentar el relé del módulo desde Arduino, el puente debe cortocircuitar el " vcc" Y " JDVcc", suele estar instalado allí de forma predeterminada.
Si su relé no es de 5 voltios, no puede alimentar el módulo desde Arduino; la energía debe tomarse de una fuente separada.
El siguiente diagrama muestra cómo conectar la alimentación al módulo desde una fuente independiente. Al utilizar este circuito, debe conectar un relé diseñado para funcionar con más o menos de 5 V. Para relés de 5 voltios, este circuito también será más preferible.
Con esta conexión, es necesario quitar el puente entre los pines " vcc" Y " JDVcc" Siguiente pin " JDVcc» conectarse a « + » fuente de alimentación externa, pin « tierra» conectarse a « - » fuente de alimentación. Alfiler " tierra", que en el diagrama anterior estaba conectado al " tierra"Arduino no está conectado en este circuito. En mi ejemplo, la fuente de alimentación externa es de 5 V, si su relé está diseñado para un voltaje diferente (3, 12, 24 V), seleccione la fuente de alimentación externa adecuada.
Boceto para controlar un módulo de relé mediante Arduino.
Subamos un boceto a Arduino que encenderá y apagará la bombilla (luz intermitente).
| int reléPin = 7; configuración nula() ( bucle vacío() ( |
en linea int reléPin = 7; indicar el número del pin digital Arduino al que se conectó el pin En1
relé del módulo. Puedes conectarte a cualquier pin digital e indicarlo en esta línea.
en linea retraso(5000); Puedes cambiar el valor del tiempo en el que la luz estará encendida y en el que se apagará.
en linea escritura digital (pin de relé, BAJO); indicado al aplicar un cero lógico ( BAJO), el módulo de relé cerrará los contactos y se encenderá la luz.
en linea escritura digital (pin de relé, ALTO); indicado al enviar una unidad lógica ( ALTO), el módulo de relé abrirá los contactos y la luz se apagará.
Como vemos, en la línea escritura digital (pin de relé, BAJO); dejó el parámetro BAJO. Si el relé cierra sus contactos y se enciende la luz, significa que el pin En1 necesitas proporcionar un cero lógico, como el mío. Si la luz no se enciende, sube un boceto en el que reemplazamos el parámetro. BAJO en ALTO.
El resultado del boceto en vídeo.
Ahora agreguemos un botón táctil al circuito y cuando lo presione, el módulo de relé encenderá la bombilla.
Conectamos el botón junto con una resistencia pull-up de 10k, que no permitirá que interferencias externas afecten el funcionamiento del circuito.
Subiendo el boceto
en linea si(digitalRead(14)==ALTO) establezca el número del pin digital al que está conectado el botón. Puedes conectarte a cualquier gratuito. En el ejemplo, este es un pin analógico.A0, También se puede utilizar como digital de 14 pines.
en linea retraso(300); el valor se especifica en milisegundos. Este valor indica cuánto tiempo después de presionar o soltar el botón se deben realizar acciones. Esta es una protección contra el rebote de contactos.
¡Para información! Todas las entradas analógicasdesde A0 ( numerado como 14) a A5 (19), se puede utilizar como digital ( PWM digitales).
En conclusión, el resultado del boceto se muestra en el vídeo.
Es posible que los módulos de relé más baratos no contengan un optoacoplador en su circuito, como por ejemplo en mi caso con un módulo de un solo canal.
Esquema de un módulo de relé monocanal.. El fabricante ahorró en el optoacoplador, razón por la cual la placa Arduino perdió su aislamiento galvánico. Para operar dicha placa, en el pasador En es necesario proporcionar un cero lógico.
Conexión del módulo de relé al Arduino Due.
El Arduino Due funciona a 3,3 voltios, que es el voltaje máximo que puede tener en sus entradas/salidas. Si hay un voltaje más alto, la placa puede quemarse.
Surge la pregunta, ¿cómo conectar el módulo al relé?
Retire el puente JDVcc. Conecte el pin " vcc» en la placa de relés del módulo al pin "3,3 V»Arduino. Si el relé está diseñado para 5 voltios, conecte el pin " Tierra» placas de relés modulares, con pin « Tierra» Arduino debido. Alfiler " JDVcc"conectar pin" 5V"en la placa Arduino Due. Si el relé está diseñado para un voltaje diferente, entonces conectamos la alimentación al relé como en la figura, en el ejemplo es de 5 voltios. Si tiene un módulo de relé multicanal, verifique que « JDVcc" conectado a un lado de todos los relés. El optoacoplador se activa mediante una señal de 3,3 V, que a su vez activa el transistor utilizado para encender el relé.
Relé de estado sólido fabricado a partir de un triac para conmutar una carga potente a través de Arduino
El artículo ha sido revisado, los archivos Eagle están disponibles para descargar y se han agregado 3 opciones de módulo de relé.
¿Tu proyecto requiere encender/apagar luces, o cualquier otra cosa que por el voltaje y corriente consumida no se pueda conectar directamente a los puertos Arduino? ¡El módulo de relé hará frente a esta tarea perfectamente!
una pequeña teoría
Un relé electromagnético es un dispositivo que crea y abre contactos eléctricos mecánicos (puntos verdes) cuando se aplica corriente eléctrica al devanado del relé (los terminales del devanado están marcados con puntos rojos).
Los relés varían en la cantidad de corriente y voltaje conmutados, en el número de pares de contactos de conmutación y en el voltaje de suministro a la bobina del relé. Para ver un ejemplo claro, veamos los relés azules SONGLE SRD-05VDC, familiares para el ojo del arduinista. Le permiten conmutar hasta 10 A 30 V CC y 10 A 250 V CA, cuando solo se suministran 5 voltios al devanado del relé.
Módulo de relé con transistor en modo llave.
En el archivo" Módulo de relé DIP"
Parecería que dado que el relé se enciende con cinco voltios, simplemente puede conectar el relé a una salida digital como un LED. Pero no es tan simple. El hecho es que el relé consume alrededor de 70 mA, mientras que el puerto del controlador es capaz de entregar solo 20 mA. Un transistor bipolar + un pequeño arnés nos ayudará a afrontar este problema. El transistor es un componente de radio con tres patas: base, colector y emisor. En este caso usaremos el tipo NPN. Cuando no hay señal en la base del transistor, éste se cierra; cuando aparece voltaje, el transistor se abre y la corriente fluye libremente a través de la unión colector-emisor. Nos hemos decidido por el transistor, pasemos al cableado.
Para un correcto funcionamiento se requieren dos resistencias R1 y R2. R1 limita la corriente y está instalado para proteger el puerto del controlador. Para evitar falsos positivos, la base del transistor debe conectarse a tierra mediante la resistencia R2. La bobina del relé es esencialmente una inductancia; si la corriente se interrumpe repentinamente, se produce un aumento de voltaje que posteriormente puede dañar el transistor. Después de esto, debes cerrar la bobina sobre sí misma instalando el diodo D1 opuesto al voltaje.
Módulo de relé con optoacoplador
En el archivo" Módulo de relé DIP (optoacoplador)" Y " Módulo de relé SMD (optoacoplador)"
Una opción más sofisticada es un módulo de relé y un optoacoplador. El optoacoplador le permite separar el circuito de alimentación del devanado del relé y el circuito de señal del Arduino.
Los módulos utilizan los optoacopladores PC817 (EL817) ampliamente utilizados, por lo que no debería haber problemas con la compra. Un optoacoplador es un componente de radio en cuyo interior hay un fotodiodo y un fototransistor, es decir, la señal se transmite a través de la luz. El optoacoplador tiene 4 pines, cuyo propósito se puede ver en la imagen a continuación.
Cuando se utiliza un optoacoplador, el circuito no será mucho más complicado. Sólo se agregará la resistencia limitadora de corriente R1 para el fotodiodo. Dado que no siempre hay dos fuentes de energía disponibles, se decidió dejar la posibilidad de operar desde una fuente en los módulos cerrando el puente (más sobre esto a continuación).
Conexión de un módulo de relé con optoacoplador
1. Energía de diversas fuentes
La fuente de alimentación del devanado del relé está conectada a los contactos “RV” y “RG”, y la alimentación de control está conectada a los terminales “S” y “G”.
2. Fuente de energía única
Cerrando el puente unimos las tierras. Ahora el módulo se puede alimentar desde una única fuente.
El archivo contiene plantillas para archivos LUT, Eagle y listas de piezas.
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Para facilitar la soldadura de los componentes SMD en la parte posterior de la placa, donde no hay marcas, proporcionaré una imagen.
