Lái xe chuyển tiếp với Arduino: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Xin chào các bạn, chào mừng các bạn đã quay trở lại với kênh của mình. Đây là hướng dẫn thứ 4 của tôi về cách điều khiển RELAY (không phải mô-đun chuyển tiếp) với Arduino.

Có hàng trăm hướng dẫn có sẵn về cách sử dụng "mô-đun chuyển tiếp" nhưng tôi không thể tìm thấy một hướng dẫn nào tốt cho thấy cách sử dụng Rơle chứ không phải mô-đun Rơle. Vì vậy, ở đây chúng ta sẽ thảo luận về cách hoạt động của rơ le và cách chúng ta có thể kết nối nó với Arduino.

Lưu ý: Nếu bạn thực hiện bất kỳ công việc nào với "nguồn điện lưới" chẳng hạn như đi dây điện AC 120v hoặc 240v, bạn phải luôn sử dụng thiết bị và bánh răng an toàn phù hợp và xác định xem bạn có đủ kỹ năng và kinh nghiệm hay không hoặc tham khảo ý kiến của Thợ điện được cấp phép. Dự án này không dành cho trẻ em sử dụng.

Bước 1: Khái niệm cơ bản

Rơ le là một công tắc cơ học lớn, được bật hoặc tắt bằng cách cấp điện cho cuộn dây.

Tùy theo nguyên lý hoạt động và đặc điểm cấu tạo mà rơle có nhiều loại khác nhau, chẳng hạn như:

1. Rơle điện từ

2. Rơle trạng thái rắn

3. Rơ le nhiệt

4. Rơle công suất đa dạng

5. Rơ le Reed

6. Rơle lai

7. Rơle đa chiều, v.v., với nhiều xếp hạng, kích thước và ứng dụng khác nhau.

Tuy nhiên, trong hướng dẫn này chúng ta sẽ chỉ thảo luận về rơ le điện từ.

Hướng dẫn về các loại rơ le khác nhau:

1.

2.

Bước 2: Chuyển tiếp của tôi (SRD-05VDC-SL-C)

Rơ le tôi đang xem là SRD-05VDC-SL-C. Nó là rơ le rất phổ biến trong số những người yêu thích Arduino và đồ điện tử tự làm.

Rơ le này có 5 chân. 2 đối với cuộn dây. Một giữa là COM (chung) và phần còn lại của hai được gọi là NO (Thường mở) và NC (Thường đóng). Khi dòng điện chạy qua cuộn dây của rơle, một từ trường được tạo ra làm cho phần ứng màu chuyển động, làm đứt hoặc đứt kết nối điện. Khi nam châm điện được cung cấp năng lượng, NO là cái đang bật và NC là cái tắt. Khi cuộn dây bị khử năng lượng, lực điện từ biến mất và phần ứng chuyển động trở lại vị trí ban đầu làm bật tiếp điểm NC. Việc đóng và giải phóng các tiếp điểm dẫn đến việc bật và tắt nguồn mạch.

Bây giờ, nếu chúng ta nhìn vào đầu của rơ le, điều đầu tiên chúng ta thấy là SONGLE, đó là tên của nhà sản xuất. Sau đó, chúng ta thấy "Đánh giá dòng điện và điện áp": nó là dòng điện và / hoặc điện áp tối đa có thể đi qua công tắc. Nó bắt đầu từ 10A @ 250VAC và đi xuống đến 10A @ 28VDC Cuối cùng, bit dưới cùng cho biết: SRD-05VDC-SL-C SRD: là mô hình của rơle. 05VDC: Còn được gọi là "Điện áp cuộn danh định" hoặc "Điện áp kích hoạt rơle", nó là điện áp cần thiết để cuộn dây kích hoạt rơle.

S: Viết tắt của cấu trúc "Loại kín"

L: là "Độ nhạy cuộn dây" là 0,36W

C: cho chúng tôi biết về biểu mẫu liên hệ

Tôi đã đính kèm datasheet của rơ le để biết thêm thông tin.

Bước 3: Bắt tay vào cuộc tiếp sức

Hãy bắt đầu bằng cách xác định các chân của cuộn dây rơ le.

Bạn có thể làm điều đó bằng cách kết nối đồng hồ vạn năng với chế độ đo điện trở có thang đo 1000 ohm (vì điện trở cuộn dây thường nằm trong khoảng từ 50 ohm đến 1000 ohm) hoặc bằng cách sử dụng pin. Rơ le này có đánh dấu cực tính 'không' vì điốt triệt tiêu bên trong không có trong nó. Do đó, đầu ra tích cực của nguồn điện một chiều có thể được kết nối với bất kỳ chân nào của cuộn dây trong khi đầu ra âm của nguồn điện một chiều sẽ được kết nối với chân kia của cuộn dây hoặc ngược lại. Nếu chúng tôi kết nối pin với đúng chân, bạn thực sự có thể nghe thấy âm thanh * nhấp * khi công tắc bật.

Nếu bạn bối rối trong việc tìm ra cái nào là KHÔNG và cái nào là chân NC, hãy làm theo các bước dưới đây để dễ dàng xác định điều đó:

- Đặt đồng hồ vạn năng ở chế độ đo điện trở.

- Lật ngược rơ le để xem các chốt nằm ở phần dưới cùng của nó.

- Bây giờ kết nối một trên đầu dò của đồng hồ vạn năng với chốt ở giữa các cuộn dây (Pin chung)

- Sau đó nối lần lượt đầu dò còn lại vào 2 chân còn lại.

Chỉ một trong các chân sẽ hoàn thành mạch và sẽ hiển thị hoạt động trên đồng hồ vạn năng.

Bước 4: Arduino và chuyển tiếp

* Câu hỏi đặt ra là "Tại sao phải sử dụng relay với Arduino?"

Các chân GPIO (đầu vào / đầu ra mục đích chung) của bộ điều khiển vi mô không thể xử lý các thiết bị công suất cao hơn. Một đèn LED là đủ dễ dàng, nhưng các thiết bị công suất lớn như bóng đèn, động cơ, máy bơm hoặc quạt cần phải đi dây lén lút hơn. Bạn có thể sử dụng rơ le 5V để chuyển dòng 120-240V và sử dụng Arduino để điều khiển rơ le.

* Về cơ bản, một rơ le cho phép một điện áp tương đối thấp để dễ dàng điều khiển các mạch công suất cao hơn. Một rơ le thực hiện điều này bằng cách sử dụng nguồn 5V đầu ra từ một chân Arduino để cung cấp năng lượng cho nam châm điện, từ đó đóng một công tắc vật lý bên trong để bật hoặc tắt một mạch công suất cao hơn. Các tiếp điểm chuyển mạch của rơ le được cách ly hoàn toàn khỏi cuộn dây và do đó với Arduino. Liên kết duy nhất là bởi từ trường. Quá trình này được gọi là "Cách ly điện".

* Bây giờ một câu hỏi được đặt ra, Tại sao chúng ta cần thêm bit của mạch để điều khiển rơle? Cuộn dây của rơle cần một dòng điện lớn (khoảng 150mA) để điều khiển rơle, điều mà Arduino không thể cung cấp. Do đó chúng ta cần một thiết bị khuếch đại dòng điện. Trong dự án này, bóng bán dẫn NPN 2N2222 điều khiển rơle khi đường giao nhau NPN bị bão hòa.

Bước 5: Yêu cầu phần cứng

Đối với hướng dẫn này, chúng tôi cần:

1 x Breadboard

1 x Arduino Nano / UNO (Bất cứ thứ gì tiện dụng)

1 x chuyển tiếp

1 x 1K điện trở

1 x 1N4007 điện áp cao, diode định mức dòng điện cao để bảo vệ bộ điều khiển vi mô khỏi các đột biến điện áp

1 x 2N2222 Bóng bán dẫn NPN mục đích chung

1 x đèn LED và một điện trở giới hạn dòng điện 220 ohm để kiểm tra kết nối

Ít cáp kết nối

Cáp USB để tải mã lên Arduino

và thiết bị hàn nói chung

Bước 6: Lắp ráp

* Hãy bắt đầu bằng cách kết nối các chân VIN và GND của Arduino với đường ray + ve và -ve của bảng mạch.

* Sau đó kết nối một trong các ghim cuộn dây với đường ray + ve 5v của breadboard.

* Tiếp theo, chúng ta cần kết nối một diode qua cuộn dây điện từ. Điốt ngang qua nam châm điện dẫn theo chiều ngược lại khi bóng bán dẫn bị tắt để bảo vệ chống lại sự tăng đột biến điện áp hoặc dòng điện ngược.

* Sau đó kết nối Bộ thu của bóng bán dẫn NPN với chân thứ 2 của cuộn dây.

* Emitter kết nối với đường ray -ve của breadboard.

* Cuối cùng, sử dụng điện trở 1k kết nối Đế của bóng bán dẫn với chân D2 của Arduino.

* Vậy là mạch của chúng ta đã hoàn thành, bây giờ chúng ta có thể tải mã lên Arduino để bật hoặc tắt rơ le. Về cơ bản, khi dòng + 5v qua điện trở 1K đến Đế của bóng bán dẫn, một dòng điện khoảng.0005 amps (500 microamps) chạy qua và bật bóng bán dẫn. Một dòng điện có cường độ khoảng 0,7 ampe bắt đầu chạy qua điểm nối làm bật nam châm điện. Sau đó nam châm điện kéo tiếp điểm chuyển mạch và di chuyển nó để kết nối đầu cuối COM với đầu cuối NO.

* Khi đầu cuối KHÔNG được kết nối, Đèn hoặc bất kỳ tải nào khác có thể được bật. Trong ví dụ này, tôi chỉ bật và tắt đèn LED.

Bước 7: Mã

Mã rất đơn giản. Chỉ cần bắt đầu bằng cách xác định chân số 2 của Arduino là chân Rơ le.

Sau đó xác định mã pin là OUTPUT trong phần thiết lập của mã. Cuối cùng, trong phần vòng lặp, chúng ta sẽ bật và tắt rơ le sau mỗi 500 chu kỳ CPU bằng cách đặt chân Rơ le tương ứng là CAO và THẤP.

Bước 8: Kết luận

* Ghi nhớ: Điều rất quan trọng là phải đặt một điốt ngang qua cuộn dây của rơ le vì một điện áp tăng đột biến (điện áp ngược cảm ứng từ cuộn dây) được tạo ra (Nhiễu điện từ) khi dòng điện ra khỏi cuộn dây do sự suy giảm của từ trường. đồng ruộng. Sự tăng vọt điện áp này có thể làm hỏng các thành phần điện tử nhạy cảm điều khiển mạch.

* Quan trọng nhất: Tương tự như tụ điện, chúng tôi luôn đánh giá thấp hơn rơ le để giảm thiểu rủi ro hỏng hóc rơ le. Giả sử, bạn cần làm việc ở 10A @ 120VAC, không sử dụng rơ le được xếp hạng cho 10A @ 120VAC, thay vào đó hãy sử dụng rơ le lớn hơn chẳng hạn như 30A @ 120VAC. Hãy nhớ rằng, công suất = dòng điện * điện áp để một rơ le 30A @ 220V có thể xử lý tối đa một thiết bị 6, 000W.

* Nếu bạn chỉ thay thế đèn LED bằng bất kỳ thiết bị điện nào khác như quạt, bóng đèn, tủ lạnh, v.v., bạn sẽ có thể biến thiết bị đó thành một thiết bị thông minh với ổ cắm điện được điều khiển bằng Arduino.

* Rơ le cũng có thể được sử dụng để bật hoặc tắt hai mạch. Một cái khi nam châm điện đang mở và cái thứ hai khi nam châm điện tắt.

* Một rơ le giúp cách ly điện. Các tiếp điểm chuyển mạch của rơ le được cách ly hoàn toàn khỏi cuộn dây và do đó với Arduino. Liên kết duy nhất là bởi từ trường.

Lưu ý: Ngắn mạch trên các chân Arduino hoặc cố gắng chạy các thiết bị có dòng điện cao từ nó, có thể làm hỏng hoặc phá hủy các bóng bán dẫn đầu ra trong chân hoặc làm hỏng toàn bộ chip AtMega. Thường thì điều này sẽ dẫn đến một chân của bộ điều khiển vi mô bị "chết" nhưng chip còn lại vẫn hoạt động tốt. Vì lý do này, bạn nên kết nối các chân OUTPUT với các thiết bị khác có điện trở 470Ω hoặc 1k, trừ khi dòng điện tối đa từ các chân này được yêu cầu cho một ứng dụng cụ thể

Bước 9: Cảm ơn

Cảm ơn một lần nữa vì đã xem video này! Tôi hy vọng nó sẽ giúp bạn. Nếu các bạn muốn ủng hộ mình thì có thể đăng ký kênh của mình và xem các video khác của mình nhé. Cảm ơn, ca một lần nữa trong video tiếp theo của tôi.