Soms wil je dat je Arduino AC gevoede apparaten zoals lampen, ventilatoren of andere huishoudelijke apparaten controleert. Maar omdat de Arduino op 5 volt werkt, kan het deze apparaten met een hogere spanning niet rechtstreeks aansturen.
Dat is waar de relaismodule om de hoek komt kijken. U kunt een relaismodule gebruiken om het wisselstroomnet te regelen en Arduino om het relais te regelen.
Deze tutorial laat u zien hoe u de eenkanaals relaismodule kunt instellen om een lamp of ander apparaat in te schakelen, maar laten we beginnen met een korte inleiding in relais.
Hoe werken relais?
Een relais is een elektromagnetische schakelaar die wordt bediend door een relatief kleine stroom die veel grotere stromen kan regelen.
Hier ziet u een eenvoudige animatie die illustreert hoe het relais het ene circuit gebruikt om een ander circuit in te schakelen.
In eerste instantie is de eerste schakeling uitgeschakeld en loopt er geen stroom doorheen totdat iets (een sensor of een schakelaar die wordt gesloten) deze inschakelt. Het tweede circuit is ook uitgeschakeld.
Wanneer een kleine stroom door het eerste circuit loopt, activeert dit de elektromagneet, die er een magnetisch veld omheen genereert.
De bekrachtigde elektromagneet trekt een contact in het tweede circuit naar zich toe, waardoor de schakelaar wordt gesloten en een veel grotere stroom door het tweede circuit kan stromen.
Wanneer de stroom stopt, gaat het contact terug naar zijn oorspronkelijke positie en schakelt het tweede circuit weer uit.
Relais grondbeginselen
Typisch heeft het relais 5 pennen, waarvan er drie hoogspanningsklemmen zijn (NC, COM en NO) die in verbinding staan met het apparaat dat u wilt aansturen.
De netspanning komt het relais binnen op de gemeenschappelijke (COM) aansluiting. Terwijl het gebruik van de NC & NO aansluitingen afhangt van het feit of u het apparaat AAN of UIT wilt zetten.
Tussen de overige twee pennen (spoel1 en spoel2) bevindt zich een spoel die als een elektromagneet werkt.
Wanneer er stroom door de spoel loopt, wordt de elektromagneet geladen en beweegt de interne contacten van de schakelaar. Op dat moment wordt de normaal open (NO) klem verbonden met de gemeenschappelijke (COM), en wordt de normaal gesloten (NC) klem verbroken.
Wanneer er geen stroom meer door de spoel loopt, keert het interne contact terug naar de oorspronkelijke toestand, d.w.z.
Wanneer er geen stroom meer door de spoel loopt, keert het interne contact terug naar de begintoestand, d.w.z. de normaal gesloten (NC) aansluiting wordt verbonden met de gemeenschappelijke (COM), en de normaal open (NO) aansluiting gaat weer open.
Dit staat bekend als een enkelpolige, dubbelgegooide schakelaar (SPDT).
Eenkanaals relaismodule
Voor deze handleiding gaan we gebruik maken van een éénkanaals relaismodule. Er zijn echter ook modules met twee, vier en acht kanalen. U kunt kiezen welke het beste bij uw behoeften past.
Deze module is ontworpen voor het schakelen van slechts een enkel apparaat met een hoog vermogen vanaf uw Arduino.
LED’s
Er bevinden zich twee LED’s op de relaismodule die de positie van het relais aangeven.
De aan/uit-led brandt als de module van stroom wordt voorzien. De status-LED brandt als het relais is geactiveerd.
Uitgangsklemmenblok
We hebben drie kanalen van het relais uitgesplitst naar blauwe schroefpenklemmen. De kanalen zijn gelabeld voor hun functie: gemeenschappelijk (COM), normaal gesloten (NC), en normaal open (NO)
De namen verklaren de toestand van het kanaal ten opzichte van de schakelaar in rust.
COM (Common): Dit is de pin die u moet verbinden met het signaal (netstroom in ons geval) dat u van plan bent te schakelen.
NC (Normally Closed): Een normaal gesloten configuratie wordt gebruikt wanneer u het relais standaard wilt uitschakelen. In deze configuratie is het relais altijd gesloten en blijft het gesloten totdat u een signaal van de Arduino naar de relaismodule stuurt om het circuit te openen.
NO (Normally Open): Een normaal open configuratie werkt de andere kant op waarbij het relais altijd open is totdat u een signaal van de Arduino naar de relaismodule stuurt om het circuit te sluiten.
Control Pins
Aan de andere kant van de module zijn er drie pinnen – een Ground pin en een VCC pin om de module van stroom te voorzien en een input pin IN om het relais te besturen.
De ingangspin is actief laag, wat betekent dat het relais wordt geactiveerd als u de pin LOW trekt en inactief wordt als u de pin HIGH trekt.
Eenkanaals relaismodule pinout
Laten we eens kijken naar de pinout van een eenkanaals relaismodule.
Control Pins:
IN pin wordt gebruikt om het relais aan te sturen. Het is een actief lage pin, wat betekent dat het relais wordt geactiveerd als je de pin LOW trekt en het wordt inactief als je de pin HIGH trekt.
GND is de massaverbinding.
VCC pin levert stroom aan de module.
Uitgangsaansluiting:
COM pin is verbonden met het signaal dat u van plan bent te schakelen.
NC pin is standaard verbonden met de COM pin, tenzij u een signaal van de Arduino naar de relaismodule stuurt om de verbinding te verbreken.
NO pin is standaard open, tenzij u een signaal van de Arduino naar de relaismodule stuurt om de verbinding te maken.
Bedrading van eenkanaals relaismodule met Arduino UNO
Nu we alles weten over de relaismodule, is het tijd om hem in gebruik te nemen!
Waarschuwing:
Dit bord werkt met een hoge wisselspanning. Onjuist of ondeskundig gebruik kan leiden tot ernstig letsel of de dood. Het is dus bedoeld voor mensen die ervaring hebben met en kennis hebben van HOGE wisselspanning.
Laten we onze relaismodule instellen om een lamp in te schakelen.
Begin door de VCC pin van de module te verbinden met 5V op de Arduino en de GND pin met massa. Verbind de digitale pin #6 met de IN input pin voor het aansturen van het relais.
Je moet ook de relaismodule in lijn plaatsen met het AC gevoede apparaat (lamp in ons geval) dat je probeert te controleren. U moet de AC-leiding onder spanning doorknippen en het ene uiteinde van de doorgeknipte draad (die uit de muur komt) aansluiten op COM en het andere uiteinde op NC of NO, afhankelijk van wat u wilt dat de rusttoestand van uw apparaat is.
Als uw AC-apparaat het grootste deel van de tijd uitgeschakeld zal zijn en u het af en toe wilt inschakelen, moet u het andere uiteinde op NO aansluiten. Sluit aan op NC als het apparaat het grootste deel van de tijd aan zal staan.
Voor dit project willen we dat onze lamp uit is in rusttoestand en brandt als we het relais activeren, dus zetten we het ene uiteinde op COM en het andere op NO.
De volgende illustratie toont de bedrading.
Arduino Code
Nu onze hardware helemaal is ingesteld, laten we eens kijken naar de code die de lamp inschakelt.
Hier volgt de eenvoudige code die de lamp 3 seconden laat branden en de volgende 3 seconden weer uit laat gaan.
int RelayPin = 6;void setup() {// Set RelayPin as an output pinpinMode(RelayPin, OUTPUT);}void loop() {// Let's turn on the relay...digitalWrite(RelayPin, LOW);delay(3000);// Let's turn off the relay...digitalWrite(RelayPin, HIGH);delay(3000);}Uitleg van de code:
Het aansturen van een relaismodule met de Arduino is net zo eenvoudig als het aansturen van een LED. De sketch begint met het declareren van de pin waarop de ingang van de relaismodule is aangesloten.
int RelayPin = 6;In de setup-functie definiëren we die pin als zijnde output.
pinMode(RelayPin, OUTPUT);Nu zetten we in de lusfunctie het apparaat AAN/UIT door relaispennen respectievelijk LAAG/HOOG te trekken.
digitalWrite(RelayPin, LOW) trekt de pin LOW terwijl digitalWrite(RelayPin, HIGH) de pin HIGH trekt.
digitalWrite(RelayPin, LOW);delay(3000);digitalWrite(RelayPin, HIGH);delay(3000);