Урок Arduino Relay: Безопасное управление высоковольтными устройствами

В этом уроке мы узнаем, как управлять высоковольтными устройствами с помощью Arduino и модуля реле. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменный урок ниже.

Обзор

Мы можем управлять высоковольтными электронными устройствами с помощью реле. Реле — это фактически ключ, который электрически управляется электромагнитом. Электромагнит активируется низким напряжением, например 5 вольт от микроконтроллера, и притягивает контакт, чтобы замкнуть или разорвать высоковольтную цепь.

Модуль реле HL-52S

В качестве примера для этого урока Arduino Relay мы будем использовать 2-канальный модуль реле HL-52S, который имеет 2 реле с номиналом 10А @ 250 и 125 В переменного тока и 10А @ 30 и 28 В постоянного тока. Высоковольтный выходной разъем имеет 3 вывода, средний — это общий вывод, и как мы видим из маркировки, один из двух других выводов для нормально разомкнутого соединения, а другой для нормально замкнутого соединения.

На другой стороне модуля у нас есть эти 2 набора выводов. Первый имеет 4 вывода: землю и VCC для питания модуля и 2 входных вывода In1 и In2. Второй набор имеет 3 вывода с перемычкой между JDVcc и Vcc. В такой конфигурации электромагнит реле питвается напрямую от платы Arduino, и если что-то пойдет не так с реле, микроконтроллер может быть поврежден.

Необходимые компоненты для этого урока Arduino Relay

Вы можете приобрести компоненты на любом из сайтов ниже:

• Модуль реле 5V…………………………
• Плата Arduino ……………………………
• Макетная плата и перемычки ………
• Кабель, вилка, розетка

Схема подключения

Для лучшего понимания давайте посмотрим на схему модуля реле в этой конфигурации. Мы видим, что 5 вольт от нашего микроконтроллера, подключенные к выводу Vcc для активации реле через оптопарную пару, также подключены к выводу JDVcc, который питает электромагнит реле. Так что в этом случае у нас нет гальванической развязки между реле и микроконтроллером.

Чтобы изолировать микроконтроллер от реле, нам нужно убрать перемычку и подключить отдельный источник питания для электромагнита к выводам JDVcc и Ground. Теперь с этой конфигурацией микроконтроллер не имеет никакого физического соединения с реле, он просто использует светодиод оптопары для активации реле.

Есть еще одна вещь, которую следует заметить из этой схемы. Входные выводы модуля работают инверсно. Как мы видим, реле будет активировано, когда входной вывод будет LOW, потому что так ток сможет течь от VCC к входному выводу, который низкий или земля, и светодиод загорится и активирует реле. Когда входной вывод будет HIGH, тока не будет течь, поэтому светодиод не загорится и реле не будет активировано.

Предупреждение о высоком напряжении

Прежде чем продолжить этот урок, я предупрежу вас здесь, что мы будем использовать высокое напряжение, которое при неправильном или некорректном использовании может привести к серьезным травмам или смерти. Будьте очень осторожны в том, что вы делаете, потому что я не несу ответственности за любые ваши действия.

Как использовать модуль реле Arduino с высоковольтными устройствами

Сначала давайте посмотрим на схему подключения. Как описано ранее, мы будем использовать 5В адаптер как отдельный источник питания для электромагнита, подключенный к выводам JDVcc и Ground. 5V вывод Arduino будет подключен к выводу Vcc модуля, а вывод номер 7 к входному выводу In1 для управления реле. Теперь для части высокого напряжения нам нужен сетевой штепсель, розетка и кабель с двумя проводами. Один из двух проводов будет разрезан и подключен к общему и нормально разомкнутому выводам выходного разъема модуля. Так с этой конфигурацией, когда мы активируем реле, мы получим замкнутую высоковольтную цепь и работающее устройство.

Вот как я сделал кабель. Я купил вилку, розетку и кабель. Затем я аккуратно разрезал кабель и разрезал один из проводов, как показано на картинке ниже, и подключил их к выводам нормально разомкнутого соединения модуля реле. Также подключил концы кабеля к вилке и розетке.

*Примечание: Убедитесь, что вы используете другие провода, а не «Желтый и Зеленый» провод, так как он предназначен для заземления.

Вот окончательный вид моего кабеля, готового к использованию. Однако перед тем, как использовать свой кабель, убедитесь, что он работает правильно. Вы можете проверить его с помощью мультиметра или протестировать его с низким напряжением сначала.

Исходный код урока Arduino Relay

Теперь что осталось для этого урока — это написать простой код и протестировать модуль реле, как он будет работать. Вот простой код, мы просто используем вывод номер 7 для управления реле, поэтому определим его как выход и сделаем программу, которая будет просто активировать и деактивировать реле каждые 3 секунды. Я упомяну еще раз здесь, что вход модуля работает инверсно, поэтому логический ноль на входе фактически активирует реле, и наоборот.

int in1 = 7;
void setup() {
  pinMode(in1, OUTPUT);
  digitalWrite(in1, HIGH);
}
void loop() {
  digitalWrite(in1, LOW);
  delay(3000);
  digitalWrite(in1, HIGH);
  delay(3000);
}Язык кода: Arduino (arduino)

Демонстрация этого примера можно увидеть в конце видео этого урока. Я протестировал 3 устройства на нем. Сначала лампу накаливания 100Вт, затем настольную лампу и вентиляторный обогреватель. Все эти устройства работают на 220В.

Так вот как мы можем управлять любым высоковольтным устройством с помощью Arduino или фактически любого другого микроконтроллера. И, конечно, возможности теперь бесконечны, например, мы можем управлять устройствами с помощью пульта ТВ, Bluetooth, SMS, Интернета и так далее.