การขับรถรีเลย์ด้วย Arduino: 9 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

สวัสดีทุกคน ยินดีต้อนรับสู่ช่องของฉัน นี่คือบทช่วยสอนที่ 4 ของฉันเกี่ยวกับวิธีการขับ RELAY (ไม่ใช่โมดูลรีเลย์) ด้วย Arduino

มีบทช่วยสอนหลายร้อยรายการเกี่ยวกับวิธีการใช้ "โมดูลรีเลย์" แต่ฉันไม่พบวิธีที่ดีที่แสดงวิธีใช้รีเลย์และไม่ใช่โมดูลรีเลย์ ในที่นี้เราจะมาพูดคุยกันถึงวิธีการทำงานของรีเลย์และวิธีที่เราสามารถเชื่อมต่อกับ Arduino ได้

หมายเหตุ: หากคุณทำงานใดๆ กับ "แหล่งจ่ายไฟหลัก" เช่น สายไฟ AC 120v หรือ 240v คุณควรใช้อุปกรณ์และอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสมเสมอ และพิจารณาว่าคุณมีทักษะและประสบการณ์เพียงพอหรือปรึกษาช่างไฟฟ้าที่ได้รับอนุญาต โปรเจ็กต์นี้ไม่ได้มีไว้สำหรับเด็ก

ขั้นตอนที่ 1: พื้นฐาน

รีเลย์คือสวิตช์ทางกลขนาดใหญ่ ซึ่งเปิดหรือปิดโดยการเพิ่มพลังงานให้กับขดลวด

ขึ้นอยู่กับหลักการทำงานและคุณสมบัติโครงสร้าง รีเลย์มีหลายประเภท เช่น:

1. รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า

2. โซลิดสเตตรีเลย์

3. รีเลย์ความร้อน

4. รีเลย์แบบปรับกำลังไฟฟ้า

5. รีเลย์กก

6. รีเลย์ไฮบริด

7. รีเลย์หลายมิติและอื่น ๆ ที่มีการให้คะแนน ขนาด และการใช้งานที่หลากหลาย

อย่างไรก็ตาม ในบทช่วยสอนนี้ เราจะพูดถึงเฉพาะรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น

คำแนะนำเกี่ยวกับรีเลย์ประเภทต่างๆ:

1.

2.

ขั้นตอนที่ 2: รีเลย์ของฉัน (SRD-05VDC-SL-C)

รีเลย์ที่ฉันกำลังดูอยู่คือ SRD-05VDC-SL-C เป็นที่นิยมอย่างมากในหมู่ผู้ที่ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ Arduino และ DIY

รีเลย์นี้มี 5 พิน 2 สำหรับขดลวด ตัวกลางคือ COM (ทั่วไป) และอีกสองตัวเรียกว่า NO (ปกติเปิด) และ NC (ปกติปิด) เมื่อกระแสไหลผ่านขดลวดของรีเลย์ สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นซึ่งทำให้อาร์มาเจอร์ที่เป็นเหล็กเคลื่อนที่ ไม่ว่าจะสร้างหรือทำลายการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า เมื่อแม่เหล็กไฟฟ้าถูกกระตุ้น NO คืออันที่เปิดอยู่และ NC คืออันที่ปิดอยู่ เมื่อขดลวดถูกปลดพลังงาน แรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะหายไป และเกราะจะเคลื่อนกลับไปยังตำแหน่งเดิมโดยเปิดหน้าสัมผัส NC การปิดและปล่อยหน้าสัมผัสส่งผลให้เกิดการเปิดและปิดวงจร

ทีนี้ ถ้าเราดูที่ด้านบนของรีเลย์ สิ่งแรกที่เราเห็นคือ SONGLE มันคือชื่อผู้ผลิต จากนั้นเราจะเห็น "พิกัดกระแสและแรงดัน": เป็นกระแสและ/หรือแรงดันสูงสุดที่สามารถส่งผ่านสวิตช์ได้ มันเริ่มต้นจาก 10A@250VAC และลงไปจนถึง 10A@28VDC ในที่สุดบิตด้านล่างบอกว่า: SRD-05VDC-SL-C SRD: เป็นรุ่นของรีเลย์ 05VDC: หรือที่เรียกว่า "Nominal Coil Voltage" หรือ "Relay Activation Voltage" เป็นแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับคอยล์เพื่อเปิดใช้งานรีเลย์

S: ย่อมาจาก "Sealed Type" โครงสร้าง

L: คือ "ความไวของคอยล์" ซึ่งเท่ากับ 0.36W

C: บอกเราเกี่ยวกับแบบฟอร์มการติดต่อ

ฉันได้แนบแผ่นข้อมูลของรีเลย์สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

ขั้นตอนที่ 3: ลงมือทำรีเลย์

เริ่มต้นด้วยการกำหนดพินคอยล์รีเลย์

คุณสามารถทำได้โดยเชื่อมต่อมัลติมิเตอร์กับโหมดการวัดความต้านทานด้วยสเกล 1,000 โอห์ม (เนื่องจากความต้านทานของคอยล์ปกติจะอยู่ในช่วงระหว่าง 50 โอห์มถึง 1,000 โอห์ม) หรือโดยใช้แบตเตอรี่ รีเลย์นี้มีขั้ว 'ไม่มี' ทำเครื่องหมายไว้เนื่องจากไม่มีไดโอดระงับภายใน ดังนั้นเอาต์พุตที่เป็นบวกของแหล่งจ่ายไฟ DC สามารถเชื่อมต่อกับพินคอยล์ใด ๆ ในขณะที่เอาต์พุตเชิงลบของแหล่งจ่ายไฟ DC จะเชื่อมต่อกับพินอื่นของคอยล์หรือในทางกลับกัน หากเราเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับพินที่ถูกต้อง คุณจะได้ยินเสียง *คลิก* เมื่อเปิดสวิตช์

หากคุณเคยสับสนในการค้นหาว่าอันไหนไม่ใช่และอันไหนเป็นพิน NC ให้ทำตามขั้นตอนด้านล่างเพื่อระบุได้อย่างง่ายดาย:

- ตั้งค่ามัลติมิเตอร์เป็นโหมดการวัดความต้านทาน

- พลิกรีเลย์กลับด้านเพื่อดูหมุดที่ส่วนล่าง

- ตอนนี้เชื่อมต่อหนึ่งบนโพรบของมัลติมิเตอร์กับพินระหว่างคอยส์ (Common Pin)

- จากนั้นต่อโพรบอีกอันหนึ่งเข้ากับพินที่เหลืออีก 2 พิน

หมุดเดียวเท่านั้นที่จะทำให้วงจรสมบูรณ์และจะแสดงกิจกรรมบนมัลติมิเตอร์

ขั้นตอนที่ 4: Arduino และรีเลย์

* คำถามคือ "ทำไมต้องใช้รีเลย์กับ Arduino?"

พิน GPIO (อินพุต/เอาท์พุตเอนกประสงค์) ของไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่สามารถจัดการอุปกรณ์ที่มีกำลังสูงได้ ไฟ LED นั้นง่ายเพียงพอ แต่รายการพลังงานขนาดใหญ่ เช่น หลอดไฟ มอเตอร์ ปั๊ม หรือพัดลม จำเป็นต้องมีวงจรที่แอบแฝงมากกว่านี้ คุณสามารถใช้รีเลย์ 5V เพื่อสลับกระแส 120-240V และใช้ Arduino เพื่อควบคุมรีเลย์

* โดยทั่วไปแล้วรีเลย์ช่วยให้แรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำสามารถควบคุมวงจรกำลังสูงได้อย่างง่ายดาย รีเลย์ทำได้โดยใช้เอาต์พุต 5V จากพิน Arduino เพื่อกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งจะปิดสวิตช์ทางกายภาพภายในเพื่อเปิดหรือปิดวงจรพลังงานที่สูงขึ้น หน้าสัมผัสสวิตชิ่งของรีเลย์ถูกแยกออกจากคอยล์อย่างสมบูรณ์ และด้วยเหตุนี้จึงมาจาก Arduino ลิงค์เดียวคือโดยสนามแม่เหล็ก กระบวนการนี้เรียกว่า "การแยกด้วยไฟฟ้า"

* ตอนนี้มีคำถามเกิดขึ้น ทำไมเราต้องใช้วงจรพิเศษเพื่อขับเคลื่อนรีเลย์? คอยล์ของรีเลย์ต้องการกระแสไฟขนาดใหญ่ (ประมาณ 150mA) เพื่อขับเคลื่อนรีเลย์ ซึ่ง Arduino ไม่สามารถจัดหาได้ ดังนั้นเราจึงต้องการอุปกรณ์ขยายกระแส ในโครงการนี้ ทรานซิสเตอร์ NPN 2N2222 ขับเคลื่อนรีเลย์เมื่อทางแยก NPN อิ่มตัว

ขั้นตอนที่ 5: ข้อกำหนดฮาร์ดแวร์

สำหรับบทช่วยสอนนี้เราต้องการ:

1 x เขียงหั่นขนม

1 x Arduino Nano/UNO (อะไรก็ได้ที่สะดวก)

1 x รีเลย์

ตัวต้านทาน 1 x 1K

1 x 1N4007 ไดโอดแรงดันไฟฟ้าสูงกระแสไฟสูงเพื่อป้องกันไมโครคอนโทรลเลอร์จากแรงดันไฟกระชาก

1 x 2N2222 ทรานซิสเตอร์ NPN วัตถุประสงค์ทั่วไป

1 x LED และตัวต้านทานจำกัดกระแส 220 โอห์ม เพื่อทดสอบการเชื่อมต่อ

สายต่อไม่กี่เส้น

สาย USB เพื่ออัปโหลดรหัสไปยัง Arduino

และอุปกรณ์บัดกรีทั่วไป

ขั้นตอนที่ 6: การประกอบ

* เริ่มต้นด้วยการเชื่อมต่อพิน VIN และ GND ของ Arduino กับราง +ve และ -ve ของเขียงหั่นขนม

* จากนั้นต่อหมุดคอยล์ตัวใดตัวหนึ่งเข้ากับราง +ve 5v ของเขียงหั่นขนม

* ต่อไปเราต้องเชื่อมต่อไดโอดกับขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า ไดโอดข้ามแม่เหล็กไฟฟ้าจะดำเนินการในทิศทางย้อนกลับเมื่อปิดทรานซิสเตอร์เพื่อป้องกันแรงดันไฟกระชากหรือกระแสย้อนกลับ

* จากนั้นเชื่อมต่อ Collector ของทรานซิสเตอร์ NPN กับพินที่ 2 ของคอยล์

* Emitter เชื่อมต่อกับราง -ve ของเขียงหั่นขนม

* สุดท้าย ใช้ตัวต้านทาน 1k เชื่อมต่อฐานของทรานซิสเตอร์กับขา D2 ของ Arduino

* นั่นคือวงจรของเราที่เสร็จสมบูรณ์ ตอนนี้เราสามารถอัปโหลดโค้ดไปยัง Arduino เพื่อเปิดหรือปิดรีเลย์ได้ โดยทั่วไป เมื่อ +5v ไหลผ่านตัวต้านทาน 1K ไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ กระแสประมาณ.0005 แอมป์ (500 ไมโครแอมป์) จะไหลและเปิดทรานซิสเตอร์ กระแสไฟประมาณ.07 แอมป์เริ่มไหลผ่านทางแยกที่เปิดแม่เหล็กไฟฟ้า จากนั้นแม่เหล็กไฟฟ้าจะดึงหน้าสัมผัสสวิตชิ่งและเคลื่อนย้ายเพื่อเชื่อมต่อขั้ว COM กับขั้ว NO

* เมื่อเชื่อมต่อขั้ว NO หลอดไฟหรือโหลดอื่น ๆ ก็สามารถเปิดได้ ในตัวอย่างนี้ ฉันแค่เปิดและปิด LED

ขั้นตอนที่ 7: รหัส

รหัสนั้นง่ายมาก เพียงแค่เริ่มต้นด้วยการกำหนดหมายเลขพินดิจิทัล 2 ของ Arduino เป็นพินรีเลย์

จากนั้นกำหนด pinMode เป็น OUTPUT ในส่วนการตั้งค่าของโค้ด สุดท้าย ในส่วนลูป เราจะเปิดและปิดรีเลย์หลังจากทุกๆ 500 รอบ CPU โดยตั้งค่าหมุดรีเลย์เป็น HIGH และ LOW ตามลำดับ

ขั้นตอนที่ 8: สรุป

* ข้อควรจำ: การวางไดโอดไว้บนขดลวดของรีเลย์เป็นสิ่งสำคัญมาก เนื่องจากแรงดันไฟกระชาก (แรงกระตุ้นจากขดลวดเหนี่ยวนำ) จะถูกสร้างขึ้น (การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า) เมื่อกระแสถูกดึงออกจากขดลวดเนื่องจากการยุบตัวของแม่เหล็ก สนาม. แรงดันไฟกระชากนี้สามารถสร้างความเสียหายให้กับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนที่ควบคุมวงจรได้

* สิ่งที่สำคัญที่สุด: เช่นเดียวกับตัวเก็บประจุ เรามักจะประเมินรีเลย์ต่ำเกินไปเพื่อลดความเสี่ยงของความล้มเหลวของรีเลย์ สมมติว่าคุณต้องทำงานที่ 10A@120VAC อย่าใช้รีเลย์ที่มีพิกัดสำหรับ 10A@120VAC ให้ใช้รีเลย์ที่ใหญ่กว่าเช่น 30A@120VAC แทน โปรดจำไว้ว่า กำลังไฟ = กระแส * แรงดัน ดังนั้นรีเลย์ 30A@220V สามารถรองรับอุปกรณ์ได้ถึง 6, 000W

* หากคุณเพียงแค่เปลี่ยน LED ด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ เช่น พัดลม หลอดไฟ ตู้เย็น ฯลฯ คุณควรจะสามารถเปลี่ยนอุปกรณ์นั้นให้กลายเป็นอุปกรณ์อัจฉริยะด้วยปลั๊กไฟที่ควบคุมโดย Arduino

* สามารถใช้รีเลย์เพื่อเปิดหรือปิดสองวงจรได้ อันหนึ่งเมื่อเปิดแม่เหล็กไฟฟ้าและอันที่สองเมื่อปิดแม่เหล็กไฟฟ้า

* รีเลย์ช่วยในการแยกไฟฟ้า หน้าสัมผัสสวิตชิ่งของรีเลย์ถูกแยกออกจากคอยล์อย่างสมบูรณ์ และด้วยเหตุนี้จึงมาจาก Arduino ลิงค์เดียวคือโดยสนามแม่เหล็ก

หมายเหตุ: การลัดวงจรบนพิน Arduino หรือการพยายามเรียกใช้อุปกรณ์ที่มีกระแสไฟสูง สามารถสร้างความเสียหายหรือทำลายทรานซิสเตอร์เอาต์พุตในพิน หรือสร้างความเสียหายให้กับชิป AtMega ทั้งหมด บ่อยครั้งสิ่งนี้จะส่งผลให้พิน "ตาย" ของไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่ชิปที่เหลือจะยังคงทำงานได้อย่างเพียงพอ ด้วยเหตุผลนี้ จึงเป็นความคิดที่ดีที่จะเชื่อมต่อพิน OUTPUT กับอุปกรณ์อื่นๆ ที่มีตัวต้านทาน 470Ω หรือ 1k เว้นแต่จะต้องดึงกระแสสูงสุดจากพินสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ

ขั้นตอนที่ 9: ขอบคุณ

ขอขอบคุณอีกครั้งสำหรับการดูวิดีโอนี้! ฉันหวังว่ามันจะช่วยคุณ หากคุณต้องการสนับสนุนฉัน คุณสามารถสมัครรับข้อมูลจากช่องของฉันและดูวิดีโออื่นๆ ของฉันได้ ขอบคุณอีกครั้งในวิดีโอหน้าของฉัน