Por vezes quer que o seu Arduino controle dispositivos alimentados por corrente alterna como lâmpadas, ventiladores ou outros dispositivos domésticos. Mas como o Arduino funciona a 5 volts, não pode controlar directamente estes dispositivos de tensão mais elevada.
É aí que entra o módulo de relé. Pode usar um módulo de relé para controlar a rede CA e o Arduino para controlar o relé.
Este tutorial guia-o através de como configurar o módulo de relé de um canal para ligar uma lâmpada ou outro dispositivo, mas vamos começar com uma breve introdução aos relés.
Como funcionam os relés?
Um relé é um interruptor electromagnético operado por uma corrente relativamente pequena que pode controlar uma corrente muito maior.
Existe uma animação simples ilustrando como o relé utiliza um circuito para ligar outro circuito.
Inicialmente, o primeiro circuito é desligado e nenhuma corrente flui através dele até que algo (seja um sensor ou um interruptor a fechar) o ligue. O segundo circuito também é desligado.
Quando uma pequena corrente flui através do primeiro circuito, activa o electroíman, que gera um campo magnético à sua volta.
O electroíman energizado atrai um contacto no segundo circuito na sua direcção, fechando o interruptor e permitindo que uma corrente muito maior flua através do segundo circuito.
Quando a corrente pára de fluir, o contacto volta à sua posição original, desligando novamente o segundo circuito.
Relay Basics
Tipicamente o relé tem 5 pinos, três deles são terminais de alta tensão (NF, COM, e NO) que se ligam ao dispositivo que se pretende controlar.
A electricidade de rede entra no relé no terminal comum (COM). Enquanto a utilização de NC &Nenhum terminal depende de querer ligar ou desligar o dispositivo.
entre os dois pinos restantes (bobina1 e bobina2), existe uma bobina que actua como um electroíman.
animação de trabalho dorelay2.gifQuando a corrente flui através da bobina, o electroíman torna-se carregado e move os contactos internos do interruptor. Nesse momento o terminal normalmente aberto (NÃO) liga-se ao comum (COM), e o terminal normalmente fechado (NC) fica desligado.
Quando a corrente deixa de fluir através da bobina, o contacto interno volta ao seu estado inicial, ou seja o terminal normalmente fechado (NC) liga-se ao comum (COM), e o terminal normalmente aberto (NO) reabre.
Este é conhecido como um único pólo, interruptor de duplo lançamento (SPDT).
Módulo de relé de um canal
Para este tutorial, vamos utilizar um módulo de relé de um canal. Contudo, existem outros módulos com dois, quatro e oito canais. Pode escolher o que melhor se adequa às suas necessidades.
Este módulo foi concebido para comutar apenas um único dispositivo de alta potência do seu Arduino. Tem um relé classificado até 10A por canal a 250VAC ou 30VDC.
LEDs
Existem dois LEDs no módulo de relé indicando a posição do relé.
O LED de alimentação acende-se quando o módulo é alimentado. O LED de Estado acender-se-á quando o relé for activado.
Bloco Terminal de Saída
Temos três canais do relé quebrados para terminais de pinos de parafuso azuis. Os canais são rotulados pela sua função: comum (COM), normalmente fechado (NC), e normalmente aberto (NO)
Os nomes explicam o estado do canal em relação ao interruptor em repouso.
COM (Comum): Este é o pino que deverá ligar ao sinal (electricidade da rede no nosso caso) que está a planear mudar.
NC (Normalmente Fechado): Uma configuração normalmente fechada é utilizada quando se pretende desligar o relé por defeito. Nesta configuração o relé está sempre fechado e permanece fechado até enviar um sinal do Arduino para o módulo do relé para abrir o circuito.
NO (Normalmente Aberto): Uma configuração normalmente aberta funciona da outra forma em que o relé está sempre aberto até enviar um sinal do Arduino para o módulo de relé para fechar o circuito.
Pinos de controlo
No outro lado do módulo, existem três pinos – um pino de terra e um pino VCC para alimentar o módulo e um pino de entrada IN para controlar o relé.
O pino de entrada está activo baixo, o que significa que o relé será activado quando puxar o pino BAIXO e ficará inactivo quando puxar o pino ALTO.
Pino do módulo de relé de um canal
Vamos ver o pino do módulo de relé de um canal.
Pinos de controlo:
Pino de um canal é usado para controlar o relé. É um pino baixo activo, o que significa que o relé será activado quando se puxa o pino BAIXO e ficará inactivo quando se puxa o pino ALTO.
GND é a ligação à terra.
P>Pino VCC fornece energia ao módulo.
Output Terminal:
P>Pino COM está ligado ao sinal que está a planear mudar.
PinoNC está ligado ao pino COM por defeito, a menos que envie um sinal do Arduino para o módulo de relé para quebrar a ligação.
O pino NO está aberto por defeito, a menos que envie um sinal do Arduino para o módulo de relé para fazer a ligação.
Módulo de relé de um canal com Arduino UNO
Agora que sabemos tudo sobre o módulo de relé, é altura de o utilizar!
Esta placa interage com a alta tensão CA. O uso incorrecto ou impróprio pode resultar em lesões graves ou morte. Portanto, destina-se a pessoas com experiência e conhecimento sobre a ALTA voltagem CA.
P>Configuremos o nosso módulo de relé para ligar uma lâmpada.
Inicie ligando o pino VCC no módulo a 5V no pino Arduino e GND à terra. Ligue o pino digital #6 ao pino de entrada IN para controlar o relé.
Terá também de colocar o módulo de relé em linha com o dispositivo de alimentação AC (lâmpada no nosso caso) que está a tentar controlar. Terá de cortar a sua linha AC ao vivo e ligar uma extremidade do fio cortado (proveniente da parede) à COM e a outra à NC ou NO, dependendo do estado de repouso do seu dispositivo.
Se o seu dispositivo AC vai ficar desligado a maior parte do tempo, e ocasionalmente quiser ligá-lo, deve ligar o outro ao NO. Ligue ao NC se o dispositivo estiver ligado durante a maior parte do tempo.
Para este projecto queremos que a nossa lâmpada esteja desligada em estado de repouso e iluminada quando activarmos o relé, por isso vamos colocar uma extremidade em COM e a outra em NO.
A ilustração seguinte mostra a cablagem.
Arduino Code
Agora que o nosso hardware está todo configurado, vejamos o código que liga a lâmpada.
Há o código simples que ligará a lâmpada durante 3 segundos e a manterá desligada durante os próximos 3 segundos.
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);}Explicação do código:
Controlar um módulo de relé com o Arduino é tão simples como controlar um LED. O esboço começa por declarar o pino a que está ligado o pino de entrada do módulo de relé.
int RelayPin = 6;Na função de configuração, definimos esse pino como sendo de saída.
pinMode(RelayPin, OUTPUT);Agora na função de laço, ligamos/desligamos o dispositivo puxando o pino de relé LOW/HIGH respectivamente.
digitalWrite(RelayPin, LOW) puxa o pino BAIXO enquanto digitalWrite(RelayPin, HIGH) puxa o pino ALTO.
digitalWrite(RelayPin, LOW);delay(3000);digitalWrite(RelayPin, HIGH);delay(3000);