Δεν θα είναι δυνατό να συνδέσετε ένα ισχυρό φορτίο απευθείας στο Arduino, για παράδειγμα μια λάμπα φωτισμού ή μια ηλεκτρική αντλία. Ο μικροελεγκτής δεν παρέχει την απαραίτητη ισχύ για τη λειτουργία ενός τέτοιου φορτίου. Το ρεύμα που μπορεί να διαρρέει τις εξόδους του Arduino δεν ξεπερνά τα 10-15 mA. Ένα ρελέ έρχεται στη διάσωση, με το οποίο μπορείτε να αλλάξετε μεγάλα ρεύματα. Επιπλέον, εάν το φορτίο τροφοδοτείται από εναλλασσόμενο ρεύμα, για παράδειγμα 220v, τότε δεν υπάρχει τρόπος να κάνετε χωρίς ρελέ. Για τη σύνδεση ισχυρών φορτίων στο Arduino μέσω ρελέ, συνήθως χρησιμοποιούνται μονάδες ρελέ.
Ανάλογα με τον αριθμό των φορτίων μεταγωγής, χρησιμοποιούνται μονάδες ρελέ ενός, δύο, τριών, τεσσάρων και περισσότερων καναλιών.
Αγόρασα το δικό μου, ένα και τέσσερις μονάδες καναλιού, στο Aliexpress, για 0,5 $ και 2,09 $, αντίστοιχα.
Σχεδιασμός μονάδας ρελέ για Arduino, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας μονάδας 4 καναλιών HL-54S V1.0.
Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στη σχεδίαση αυτής της ενότητας· όλες οι μονάδες πολλαπλών καναλιών συνήθως κατασκευάζονται σύμφωνα με αυτό το σχήμα.
Σχηματικό διάγραμμα της ενότητας.
Για την προστασία των ακροδεκτών Arduino από υπερτάσεις στο πηνίο του ρελέ, χρησιμοποιείται ένα τρανζίστορ J3Y και ένας οπτικός συζευκτήρας 817C. Σημειώστε ότι το σήμα από τον πείρο Σετροφοδοτείται στην κάθοδο του οπτικού συζεύκτη. Αυτό σημαίνει ότι για να κλείσει το ρελέ τις επαφές, πρέπει να εφαρμόσετε στον πείροΣε λογικός 0 (ανεστραμμένο σήμα).
Υπάρχουν επίσης μονάδες που έχουν σήμα από τον ακροδέκτη Σετροφοδοτείται στην άνοδο του οπτικού συζεύκτη. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να υποβάλετελογικό 1 ανά καρφίτσαΣε, για να ενεργοποιήσετε το ρελέ.
Η ισχύς φορτίου που μπορούν να ενεργοποιήσουν/απενεργοποιήσουν οι μονάδες περιορίζεται από τα ρελέ που είναι εγκατεστημένα στην πλακέτα.
Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιούνται ηλεκτρομηχανικοί ηλεκτρονόμοι Σοντί SRD-05VDC-SL-C, με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
Τάση λειτουργίας: 5 V
Ρεύμα λειτουργίας πηνίου: 71 mA
Μέγιστο ρεύμα μεταγωγής: 10Α
Μέγιστη τάση μεταγωγής DC: 28 V
Μέγιστη τάση εναλλασσόμενου ρεύματος μεταγωγής: 250 V
Θερμοκρασία λειτουργίας:από -25 έως +70°C
Το ρελέ Songle SRD-05VDC-SL-C έχει 5 επαφές. 1 Και 2 τροφοδοτικό ρελέ. Ομάδα επαφών 3 Και 4 είναι συνήθως ανοιχτές επαφές ( ΟΧΙ), ομάδα επαφής 3 Και 5 - κανονικά κλειστό ( NC).
Παρόμοια ρελέ διατίθενται σε διαφορετικές τάσεις: 3, 5, 6, 9, 12, 24, 48 V. Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιείται μια έκδοση 5 volt, η οποία επιτρέπει στη μονάδα ρελέ να τροφοδοτείται απευθείας από το Arduino.
Υπάρχει ένας άλτης στον πίνακα ( JDVcc), για να τροφοδοτήσετε το ρελέ είτε από το Arduino είτε από ξεχωριστό τροφοδοτικό.
Pinami Σε 1,Σε 2,Σε 3,Σε 4Η μονάδα είναι συνδεδεμένη με τις ψηφιακές ακίδες Arduino.
Σύνδεση του ρελέ της μονάδας HL-54S V1.0 στο Arduino.
Δεδομένου ότι έχουμε μια μονάδα με ρελέ 5 βολτ, θα τη συνδέσουμε σύμφωνα με αυτό το σχήμα, παίρνοντας την ισχύ από το ίδιο το Arduino. Στο παράδειγμα, θα συνδέσω ένα ρελέ· θα χρησιμοποιήσω έναν λαμπτήρα 220 V ως φορτίο.
Για να τροφοδοτήσει το ρελέ μονάδας από το Arduino, ο βραχυκυκλωτήρας πρέπει να βραχυκυκλώσει το " Vcc" Και " JDVcc", συνήθως εγκαθίσταται εκεί από προεπιλογή.
Εάν το ρελέ σας δεν είναι 5 volt, δεν μπορείτε να τροφοδοτήσετε τη μονάδα από το Arduino· η τροφοδοσία πρέπει να λαμβάνεται από ξεχωριστή πηγή.
Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει πώς να συνδέσετε το ρεύμα στη μονάδα από ξεχωριστή πηγή. Χρησιμοποιώντας αυτό το κύκλωμα, πρέπει να συνδέσετε ένα ρελέ σχεδιασμένο να τροφοδοτείται από περισσότερα ή λιγότερο από 5 V. Για ρελέ 5 βολτ, αυτό το κύκλωμα θα είναι επίσης πιο προτιμότερο.
Με αυτή τη σύνδεση, πρέπει να αφαιρέσετε το βραχυκυκλωτήρα μεταξύ των ακίδων " Vcc" Και " JDVcc" Επόμενη καρφίτσα " JDVcc" σύνδεση με " + » εξωτερικό τροφοδοτικό, pin « Gnd" σύνδεση με " - " παροχή ηλεκτρικού ρεύματος. καρφίτσα " Gnd", το οποίο στο προηγούμενο διάγραμμα ήταν συνδεδεμένο με το " Gnd"Το Arduino δεν είναι συνδεδεμένο σε αυτό το κύκλωμα. Στο παράδειγμά μου, το εξωτερικό τροφοδοτικό είναι 5 V, εάν το ρελέ σας έχει σχεδιαστεί για διαφορετική τάση (3, 12, 24 V), επιλέξτε το κατάλληλο εξωτερικό τροφοδοτικό.
Σκίτσο για τον έλεγχο μιας μονάδας ρελέ μέσω Arduino.
Ας ανεβάσουμε ένα σκίτσο στο Arduino που θα ανάβει και θα σβήνει τη λάμπα (φως που αναβοσβήνει).
| int relayPin = 7; void setup() ( void loop() ( |
Στη γραμμή int relayPin = 7;υποδεικνύετε τον αριθμό της ψηφιακής ακίδας Arduino στην οποία συνδέθηκε η ακίδα Σε 1
ρελέ μονάδας. Μπορείτε να συνδεθείτε σε οποιοδήποτε ψηφιακό pin και να το υποδείξετε σε αυτή τη γραμμή.
Στη γραμμή καθυστέρηση (5000);Μπορείτε να αλλάξετε τη χρονική τιμή κατά την οποία θα ανάψει η λυχνία και στην οποία θα σβήσει.
Στη γραμμή digitalWrite (relayPin, LOW);υποδεικνύεται όταν εφαρμόζεται ένα λογικό μηδέν ( ΧΑΜΗΛΟΣ), η μονάδα ρελέ θα κλείσει τις επαφές και το φως θα ανάψει.
Στη γραμμή digitalWrite (relayPin, HIGH);υποδεικνύεται κατά την υποβολή μιας λογικής ενότητας ( ΥΨΗΛΟΣ), η μονάδα ρελέ θα ανοίξει τις επαφές και το φως θα σβήσει.
Όπως βλέπουμε, στη γραμμή digitalWrite (relayPin, LOW);άφησε την παράμετρο ΧΑΜΗΛΟΣ. Αν το ρελέ κλείσει τις επαφές του και ανάψει το φως, σημαίνει τον πείρο Σε 1πρέπει να παρέχετε ένα λογικό μηδέν, όπως το δικό μου. Εάν το φως δεν ανάβει, ανεβάστε ένα σκίτσο στο οποίο αντικαθιστούμε την παράμετρο ΧΑΜΗΛΟΣεπί ΥΨΗΛΟΣ.
Το αποτέλεσμα του σκίτσου σε βίντεο.
Τώρα ας προσθέσουμε ένα κουμπί τακτ στο κύκλωμα και όταν το πατήσετε, η μονάδα ρελέ θα ανάψει τη λάμπα.
Συνδέουμε το κουμπί μαζί με μια αντίσταση έλξης 10 k, η οποία δεν θα επιτρέψει στις εξωτερικές παρεμβολές να επηρεάσουν τη λειτουργία του κυκλώματος.
Ανέβασμα του σκίτσου
Στη γραμμή if(digitalRead(14)==HIGH)ορίστε τον αριθμό της ψηφιακής ακίδας στην οποία είναι συνδεδεμένο το κουμπί. Μπορείτε να συνδεθείτε σε οποιοδήποτε δωρεάν. Στο παράδειγμα αυτό είναι μια αναλογική ακίδαΑ0, Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ψηφιακό 14 pin.
Στη γραμμή καθυστέρηση (300);η τιμή καθορίζεται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αυτή η τιμή υποδεικνύει πόσο καιρό μετά το πάτημα ή την απελευθέρωση του κουμπιού, πρέπει να εκτελεστούν ενέργειες. Αυτή είναι η προστασία από την αναπήδηση επαφής.
Για πληροφορίες! Όλες οι αναλογικές είσοδοιαπό Α0 ( αριθμημένο ως 14) έωςΑ5 (19), μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ψηφιακό (Ψηφιακό PWM).
Συμπερασματικά, το αποτέλεσμα του σκίτσου φαίνεται στο βίντεο.
Οι φθηνότερες μονάδες ρελέ μπορεί να μην περιέχουν οπτικό συζευκτήρα στο κύκλωμά τους, όπως για παράδειγμα στην περίπτωσή μου με μια μονάδα μονού καναλιού.
Σχέδιο μονάδας ρελέ μονού καναλιού. Ο κατασκευαστής έκανε οικονομία στον οπτικό συζευκτήρα, γι' αυτό η πλακέτα Arduino έχασε τη γαλβανική της απομόνωση. Για να λειτουργήσει μια τέτοια πλακέτα, στην καρφίτσα Σεπρέπει να δώσετε ένα λογικό μηδέν.
Σύνδεση του ρελέ της μονάδας στο Arduino Due.
Το Arduino Due λειτουργεί στα 3,3 βολτ, που είναι η μέγιστη τάση που μπορεί να έχει στις εισόδους/εξόδους του. Εάν υπάρχει υψηλότερη τάση, η πλακέτα μπορεί να καεί.
Τίθεται το ερώτημα, πώς να συνδέσετε τη μονάδα στο ρελέ;
Αφαιρέστε το βραχυκυκλωτήρα JDVcc. Συνδέστε την καρφίτσα " Vcc» στην πλακέτα ρελέ της μονάδας στον πείρο "3,3 V» Arduino. Εάν το ρελέ είναι σχεδιασμένο για 5 βολτ, συνδέστε τον πείρο " GND» πλακέτες ρελέ μονάδων, με καρφίτσα « GND» Arduino Due. καρφίτσα " JDVcc"Σύνδεση στην καρφίτσα" 5V"στην πλακέτα Arduino Due. Εάν το ρελέ είναι σχεδιασμένο για διαφορετική τάση, τότε συνδέουμε την ισχύ στο ρελέ όπως στο σχήμα, στο παράδειγμα είναι 5 βολτ. Εάν διαθέτετε μονάδα ρελέ πολλαπλών καναλιών, ελέγξτε το « JDVcc"συνδεδεμένο στη μία πλευρά όλων των ρελέ. Ο οπτικός συζευκτήρας ενεργοποιείται από ένα σήμα 3,3 V, το οποίο με τη σειρά του ενεργοποιεί το τρανζίστορ που χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση του ρελέ.
Ρελέ στερεάς κατάστασης κατασκευασμένο από triac για εναλλαγή ισχυρού φορτίου μέσω Arduino
Τα ακόλουθα άρθρα θα περιλαμβάνουν συσκευές που πρέπει να ελέγχουν εξωτερικά φορτία. Με τον όρο εξωτερικό φορτίο εννοώ ό,τι είναι προσαρτημένο στα πόδια του μικροελεγκτή - LED, λαμπτήρες, ρελέ, κινητήρες, ενεργοποιητές... καλά, καταλαβαίνετε. Και όσο κι αν είναι αυτό το θέμα, για να αποφύγω την επανάληψη στα παρακάτω άρθρα, κινδυνεύω να μην πρωτοτυπήσω - θα με συγχωρήσετε :). Θα δείξω εν συντομία, σε συστατική μορφή, τους πιο συνηθισμένους τρόπους σύνδεσης του φορτίου (αν θέλετε να προσθέσετε κάτι, θα χαρώ πολύ).
Ας συμφωνήσουμε αμέσως ότι μιλάμε για ψηφιακό σήμα (ο μικροελεγκτής είναι ακόμα ψηφιακή συσκευή) και δεν θα αποκλίνουμε από τη γενική λογική: 1
- περιλαμβάνεται, 0
-απενεργοποιημένο. Ας ξεκινήσουμε.
Τα φορτία συνεχούς ρεύματος περιλαμβάνουν: LED, λαμπτήρες, ρελέ, κινητήρες συνεχούς ρεύματος, σερβομηχανισμούς, διάφορους ενεργοποιητές κ.λπ. Ένα τέτοιο φορτίο συνδέεται πιο απλά (και πιο συχνά) σε έναν μικροελεγκτή.
1.1 Σύνδεση φορτίαμέσω μιας αντίστασης.
Η απλούστερη και πιθανώς πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος όταν πρόκειται για LED.
Απαιτείται μια αντίσταση για να περιοριστεί το ρεύμα που διαρρέει το πόδι του μικροελεγκτή στο επιτρεπτό 20 mA. Ονομάζεται έρμα ή απόσβεση. Μπορείτε να υπολογίσετε περίπου την τιμή της αντίστασης γνωρίζοντας την αντίσταση φορτίου Rн.
Σύρμα =(5v / 0,02A) – Rн = 250 – Rн
Όπως μπορείτε να δείτε, ακόμα και στη χειρότερη περίπτωση, όταν η αντίσταση φορτίου είναι μηδέν, αρκούν 250 Ohms για να διασφαλιστεί ότι το ρεύμα δεν θα ξεπεράσει τα 20 mA. Αυτό σημαίνει ότι αν δεν θέλετε να μετρήσετε κάτι εκεί, βάλτε 300 Ohmκαι θα προστατεύσετε το λιμάνι από υπερφόρτωση. Το πλεονέκτημα της μεθόδου είναι προφανές - απλότητα.
1.2 Σύνδεση φορτίαχρησιμοποιώντας ένα διπολικό τρανζίστορ.
Εάν συμβεί ότι το φορτίο σας καταναλώνει περισσότερα από 20 mA, τότε, φυσικά, μια αντίσταση δεν θα βοηθήσει εδώ. Πρέπει με κάποιο τρόπο να αυξήσεις (διάβασε να ενισχύσεις) το ρεύμα. Τι χρησιμοποιείται για την ενίσχυση του σήματος; Σωστά. Τρανζίστορ!
Είναι πιο βολικό στη χρήση για ενίσχυση n-p-nτρανζίστορ συνδεδεμένο σύμφωνα με το κύκλωμα Ο.Ε. Με αυτή τη μέθοδο, μπορείτε να συνδέσετε ένα φορτίο με υψηλότερη τάση τροφοδοσίας από το τροφοδοτικό στον μικροελεγκτή. Η αντίσταση στη βάση είναι περιοριστική. Μπορεί να ποικίλλει σε μεγάλο εύρος (1-10 kOhm), σε κάθε περίπτωση το τρανζίστορ θα λειτουργεί σε λειτουργία κορεσμού. Το τρανζίστορ μπορεί να είναι οτιδήποτε n-p-nτρανζίστορ. Το κέρδος είναι πρακτικά άσχετο. Το τρανζίστορ επιλέγεται με βάση το ρεύμα συλλέκτη (το ρεύμα που χρειαζόμαστε) και την τάση συλλέκτη-εκπομπού (η τάση που τροφοδοτεί το φορτίο). Σημασία έχει επίσης η διαρροή ρεύματος - για να μην υπερθερμανθεί.
Από τα κοινά και εύκολα προσβάσιμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα BC546, BC547, BC548, BC549 με οποιαδήποτε γράμματα (100mA), ακόμα και το ίδιο θα κάνουν και το KT315 (όσοι έχουν υπολείμματα από παλιά αποθέματα).
- Φύλλο δεδομένων για διπολικό τρανζίστορ BC547
1.3 Σύνδεση φορτίαχρησιμοποιώντας ένα τρανζίστορ εφέ πεδίου.
Λοιπόν, τι γίνεται αν το ρεύμα του φορτίου μας είναι εντός δέκα αμπέρ; Δεν θα είναι δυνατή η χρήση διπολικού τρανζίστορ, καθώς τα ρεύματα ελέγχου ενός τέτοιου τρανζίστορ είναι μεγάλα και πιθανότατα θα υπερβαίνουν τα 20 mA. Η έξοδος μπορεί να είναι είτε ένα σύνθετο τρανζίστορ (διαβάστε παρακάτω) είτε ένα τρανζίστορ πεδίου (γνωστός και ως MOS, γνωστός και ως MOSFET). Το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου είναι απλά ένα υπέροχο πράγμα, αφού δεν ελέγχεται από το ρεύμα, αλλά από το δυναμικό στην πύλη. Αυτό καθιστά δυνατό το μικροσκοπικό ρεύμα πύλης να ελέγχει μεγάλα ρεύματα φορτίου.
Οποιοδήποτε τρανζίστορ πεδίου n καναλιών είναι κατάλληλο για εμάς. Επιλέγουμε, όπως το διπολικό, με ρεύμα, τάση και απαγωγή ισχύος.
Όταν ενεργοποιείτε ένα τρανζίστορ πεδίου, πρέπει να λάβετε υπόψη ορισμένα σημεία:
- δεδομένου ότι η πύλη είναι, στην πραγματικότητα, ένας πυκνωτής, όταν το τρανζίστορ αλλάζει, διαρρέουν μεγάλα ρεύματα (βραχυπρόθεσμα). Για να περιοριστούν αυτά τα ρεύματα, τοποθετείται μια περιοριστική αντίσταση στην πύλη.
— το τρανζίστορ ελέγχεται από χαμηλά ρεύματα και εάν η έξοδος του μικροελεγκτή στον οποίο είναι συνδεδεμένη η πύλη βρίσκεται σε κατάσταση Ζ υψηλής σύνθετης αντίστασης, ο διακόπτης πεδίου θα αρχίσει να ανοίγει και να κλείνει απρόβλεπτα, πιάνοντας παρεμβολές. Για να εξαλειφθεί αυτή η συμπεριφορά, το πόδι του μικροελεγκτή πρέπει να «πιέζεται» στο έδαφος με αντίσταση περίπου 10 kOhm.
Το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, σε σχέση με όλες τις θετικές του ιδιότητες, έχει ένα μειονέκτημα. Το κόστος ελέγχου του χαμηλού ρεύματος είναι η βραδύτητα του τρανζίστορ. Φυσικά, θα χειριστεί PWM, αλλά αν ξεπεραστεί η επιτρεπόμενη συχνότητα, θα σας απαντήσει με υπερθέρμανση.
1.4 Σύνδεση φορτίαχρησιμοποιώντας ένα σύνθετο τρανζίστορ Darlington.
Μια εναλλακτική λύση στη χρήση ενός τρανζίστορ φαινομένου πεδίου για φορτία υψηλού ρεύματος είναι η χρήση ενός σύνθετου τρανζίστορ Darlington. Εξωτερικά, είναι το ίδιο τρανζίστορ με, ας πούμε, ένα διπολικό, αλλά εσωτερικά χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα προενισχυτή για τον έλεγχο του ισχυρού τρανζίστορ εξόδου. Αυτό επιτρέπει στα χαμηλά ρεύματα να οδηγούν ένα ισχυρό φορτίο. Η χρήση ενός τρανζίστορ Darlington δεν είναι τόσο ενδιαφέρουσα όσο η χρήση ενός συγκροτήματος τέτοιων τρανζίστορ. Υπάρχει ένα τόσο υπέροχο μικροκύκλωμα όπως το ULN2003. Περιέχει έως και 7 τρανζίστορ Darlington, καθένα από τα οποία μπορεί να φορτωθεί με ρεύμα έως και 500 mA και μπορούν να συνδεθούν παράλληλα για να αυξηθεί το ρεύμα.
Το μικροκύκλωμα συνδέεται πολύ εύκολα με τον μικροελεγκτή (απλώς καρφιτσώνετε με καρφίτσα), έχει βολική καλωδίωση (είσοδος αντίθετη έξοδο) και δεν απαιτεί πρόσθετη καλωδίωση. Ως αποτέλεσμα αυτού του επιτυχημένου σχεδιασμού, το ULN2003 χρησιμοποιείται ευρέως στην πρακτική του ραδιοερασιτέχνη. Κατά συνέπεια, δεν θα είναι δύσκολο να το αποκτήσετε.
- Φύλλο δεδομένων για τη διάταξη Darlington ULN2003
Εάν πρέπει να ελέγχετε συσκευές AC (τις περισσότερες φορές 220v), τότε όλα είναι πιο περίπλοκα, αλλά όχι πολύ.
2.1 Σύνδεση φορτίαχρησιμοποιώντας ρελέ.
Η απλούστερη και πιθανώς πιο αξιόπιστη σύνδεση είναι η χρήση ρελέ. Το ίδιο το πηνίο του ρελέ είναι φορτίο υψηλού ρεύματος, επομένως δεν μπορείτε να το συνδέσετε απευθείας στον μικροελεγκτή. Το ρελέ μπορεί να συνδεθεί μέσω ενός φαινομένου πεδίου ή ενός διπολικού τρανζίστορ ή μέσω του ίδιου ULN2003, εάν χρειάζονται πολλά κανάλια.
Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι το υψηλό ρεύμα μεταγωγής (ανάλογα με το επιλεγμένο ρελέ), η γαλβανική απομόνωση. Μειονεκτήματα: περιορισμένη ταχύτητα/συχνότητα ενεργοποίησης και μηχανική φθορά των εξαρτημάτων.
Δεν έχει νόημα να προτείνουμε κάτι για χρήση - υπάρχουν πολλά ρελέ, επιλέξτε σύμφωνα με τις απαιτούμενες παραμέτρους και την τιμή.
2.2 Σύνδεση φορτίαχρησιμοποιώντας ένα triac (triac).
Εάν πρέπει να ελέγξετε ένα ισχυρό φορτίο εναλλασσόμενου ρεύματος και ειδικά εάν πρέπει να ελέγξετε την ισχύ που παρέχεται στο φορτίο (dimers), τότε απλά δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς να χρησιμοποιήσετε ένα triac (ή triac). Το triac ανοίγει με ένα σύντομο παλμό ρεύματος μέσω του ηλεκτροδίου ελέγχου (τόσο για μισά κύματα αρνητικής όσο και για θετική τάση). Το triac κλείνει μόνο του όταν δεν υπάρχει τάση σε αυτό (όταν η τάση περνάει από το μηδέν). Εδώ αρχίζουν τα δύσκολα. Ο μικροελεγκτής πρέπει να ελέγχει τη στιγμή που η τάση περνάει το μηδέν και, σε μια ακριβώς καθορισμένη στιγμή, να στέλνει έναν παλμό για να ανοίξει το triac - αυτή είναι μια σταθερή κατάληψη του ελεγκτή. Μια άλλη δυσκολία είναι η έλλειψη γαλβανικής απομόνωσης στο triac. Πρέπει να το κάνετε σε ξεχωριστά στοιχεία, περιπλέκοντας το κύκλωμα.
Αν και τα σύγχρονα triac ελέγχονται από ένα αρκετά χαμηλό ρεύμα και μπορούν να συνδεθούν απευθείας (μέσω μιας περιοριστικής αντίστασης) στον μικροελεγκτή, για λόγους ασφαλείας πρέπει να ενεργοποιηθούν μέσω οπτικών συσκευών αποσύνδεσης. Επιπλέον, αυτό δεν ισχύει μόνο για τα κυκλώματα ελέγχου triac, αλλά και για τα κυκλώματα μηδενικού ελέγχου. 
Ένας μάλλον διφορούμενος τρόπος σύνδεσης του φορτίου. Δεδομένου ότι, αφενός, απαιτεί την ενεργή συμμετοχή ενός μικροελεγκτή και έναν σχετικά πολύπλοκο σχεδιασμό κυκλώματος. Από την άλλη πλευρά, σας επιτρέπει να χειρίζεστε το φορτίο πολύ ευέλικτα. Ένα άλλο μειονέκτημα της χρήσης triac είναι η μεγάλη ποσότητα ψηφιακού θορύβου που δημιουργείται κατά τη λειτουργία τους - χρειάζονται κυκλώματα καταστολής.
Τα Triac χρησιμοποιούνται αρκετά ευρέως και σε ορισμένους τομείς είναι απλά αναντικατάστατα, επομένως η απόκτησή τους δεν αποτελεί πρόβλημα. Τα Triac του τύπου BT138 χρησιμοποιούνται πολύ συχνά στο ραδιόφωνο ερασιτεχνών.
Επιστημονική και τεχνικήΣύνδεση mosfet στο Arduino
«Επιστημονικά και τεχνικά άρθρα»- επιλογή επιστημονικά και τεχνικά άρθρα ραδιοηλεκτρονικόΘέματα: νέα προϊόντα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ, επιστημονικές εξελίξεις στον τομέα της ραδιομηχανικής και της ηλεκτρονικής, άρθραΜε ιστορίεςανάπτυξη ραδιομηχανικής και ηλεκτρονικών, νέο τεχνολογίεςκαι οι μέθοδοι κατασκευής και ανάπτυξη ραδιοηλεκτρονικήσυσκευές, πολλά υποσχόμενες τεχνολογίεςμέλλον, πτυχές και δυναμική ανάπτυξης όλων των τομέων της ραδιομηχανικής και της ηλεκτρονικής, κριτικές εκθέσεων ραδιοηλεκτρονικόΘέματα.
Ο προγραμματιζόμενος μικροελεγκτής Arduino είναι ιδανικός για τη δημιουργία προσαρμοσμένων συσκευών. Και η αφθονία των έτοιμων μονάδων, των επεκτάσεων και των σκίτσων κάνει το έργο πολύ πιο εύκολο.
Ωστόσο, υπάρχουν πάντα έργα στα οποία είναι απαραίτητο να συνδέσετε έναν ισχυρό κόμβο ή συσκευή στο Arduino. Ο μικροελεγκτής θα είναι υπεύθυνος για τη λογική λειτουργίας και ο κόμβος ή η συσκευή θα εκτελέσει απλή εργασία.
Από τη μία πλευρά, τίποτα περίπλοκο, από την άλλη, το Arduino παρέχει μόνο ένα μικρό ρεύμα και τάση στην έξοδο (U - όχι περισσότερο από 5V, I - 40 mA). Που σημαίνει. Ένα ισχυρό φορτίο πρέπει να συνδεθεί μέσω ενός ειδικού "ενισχυτή". Τα τελευταία μπορεί να είναι εξειδικευμένα τρανζίστορ Darlinton, διπολικά, φαινομένου πεδίου (mosfets), ρελέ (μηχανικά ή οπτοζεύκτες) κ.λπ.
Έχουμε ήδη εξετάσει λεπτομερώς τις κύριες επιλογές. Εδώ θα καλύψουμε αναλυτικά την επιλογή με τρανζίστορ πεδίου.
Φόρτωση μέσω mosfet στο Arduino - διάγραμμα
Πρώτα απ 'όλα, θα πρέπει να αποφασίσετε ποιες συσκευές ή τύποι φορτίων συνδέονται καλύτερα μέσω διακοπτών πεδίου:
- Κινητήρες (stepper ή DC);
- Συσκευές θέρμανσης;
- Ισχυροί λαμπτήρες.
- Σωληνοειδή;
- Και ούτω καθεξής.
Δεν πρέπει να συνδέετε «γρήγορες» συσκευές (που λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες ή συχνά ενεργοποιούνται/απενεργοποιούνται) ή δίκτυο AC μέσω mosfet (είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ρελέ για αυτήν την εργασία).
Πρώτον, το τρανζίστορ πεδίου θα θερμανθεί και δεύτερον, η απόκρισή του είναι σίγουρα «αργή» για την τεχνολογία RF.
Ένα τυπικό κύκλωμα σύνδεσης φορτίου θα μοιάζει με αυτό.
Ρύζι. 1. Τυπικό διάγραμμα σύνδεσης φορτίου
Ή αυτό (για καλύτερη κατανόηση της αρχής λειτουργίας).
Ρύζι. 2. Επιλογή κυκλώματος μεταγωγής φορτίου
Η αντίσταση 3k στην πύλη είναι ένας περιοριστής (αντίσταση συντονισμού). Και το 10k είναι ένα είδος ασφάλειας κατά της μετάβασης του mosfet σε λειτουργία Z (η επίδραση του "κροταλίσματος" σε χαμηλά ρεύματα ελέγχου εξαλείφεται).
Εάν το φορτίο έχει μεγάλη αυτεπαγωγή (σχετική, για παράδειγμα, για κινητήρες), τότε θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί μια πρόσθετη δίοδος (παρά το γεγονός ότι στα περισσότερα mosfet είναι ήδη ενσωματωμένη, δεν παρέχει πρόσθετη προστασία).
Το σχήμα έχει την ακόλουθη μορφή.
Ρύζι. 3. Διάγραμμα συσκευής
Σε περίπτωση εξάλειψης της αντίστροφης βλάβης και της αστοχίας της πλακέτας του μικροελεγκτή, είναι δυνατή η πραγματοποίηση διακοπής γαλβανικού κυκλώματος μέσω ενός οπτικού συζεύκτη.
Για παράδειγμα, όπως αυτό.
Ρύζι. 4. Διακοπή γαλβανικού κυκλώματος μέσω οπτικού συζεύκτη
Εάν η λογική λειτουργίας προϋποθέτει μια γρήγορη απόκριση του mosfet σε σήματα από έναν ακροδέκτη PWM (PWM), τότε το σήμα εξόδου είναι καλύτερο να προενισχύεται με διπολικά τρανζίστορ, για παράδειγμα, όπως αυτό.
Ρύζι. 5. Επιλογή διαγράμματος συσκευής
Σε περίπτωση επείγουσας ανάγκης ελέγχου δικτύου με εναλλασσόμενο ρεύμα 220V από την έξοδο PWM, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το παρακάτω διάγραμμα.
Ρύζι. 6. Επιλογή διαγράμματος συσκευής
Είναι κατάλληλο για το ρόλο ενός "αυτόματου dimmer" με προηγμένες ρυθμίσεις.
Όταν εργάζεστε με τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, θα πρέπει να είστε ιδιαίτερα προσεκτικοί· φοβούνται πολύ τον στατικό ηλεκτρισμό. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να ληφθούν όλα τα μέτρα για την αφαίρεση του στατικού φορτίου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εργασίας.
Για να το κάνετε αυτό, θα χρειαστείτε συνοδευτική τεκμηρίωση (φύλλο δεδομένων) για το επιλεγμένο τρανζίστορ εφέ πεδίου. Αξίζει να σημειωθεί εδώ ότι είναι απαραίτητο να επιλέξετε ένα mosfet από τις σειρές που επισημαίνονται ως "Λογικό Επίπεδο"· έχουν αναπτυχθεί ειδικά για εργασία με μικροελεγκτές.
Από το φύλλο δεδομένων είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί το γράφημα της εξάρτησης των παραμέτρων του τρανζίστορ, για παράδειγμα, για το IRF630.
Ρύζι. 7. Γράφημα εξάρτησης παραμέτρων τρανζίστορ
Με τάση πύλης 5 Volt (δείτε τη γραμμή στο κέντρο με την ένδειξη 5V) και ρεύμα στο κύκλωμα (κάθετος άξονας συντεταγμένων) 5 A, η πτώση τάσης θα είναι περίπου 2V (οριζόντιος άξονας συντεταγμένων).
Δηλαδή, η αντίσταση του τρανζίστορ μπορεί να υπολογιστεί σύμφωνα με το νόμο του Ohm ως 2/8 = 0,25 (Ohm).
Το Arduino είναι ιδανικό για τον έλεγχο οποιασδήποτε συσκευής. Ο μικροεπεξεργαστής ATmega χρησιμοποιεί ένα πρόγραμμα σχεδίασης για να χειριστεί μεγάλο αριθμό διακριτών ακίδων, αναλογικών-ψηφιακών εισόδων/εξόδων και ελεγκτών PWM.
Λόγω της ευελιξίας του κώδικα, ο μικροελεγκτής ATmega χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες μονάδες αυτοματισμού, συμπεριλαμβανομένης της δυνατότητας δημιουργίας ενός ελεγκτή ελέγχου φωτισμού LED.
Η αρχή του ελέγχου φορτίου μέσω Arduino
Η πλακέτα Arduino έχει δύο τύπους θυρών εξόδου: ψηφιακή και αναλογική (ελεγκτής PWM). Μια ψηφιακή θύρα έχει δύο πιθανές καταστάσεις: λογικό μηδέν και λογική μία. Εάν συνδέσετε ένα LED σε αυτό, είτε θα ανάψει είτε όχι.
Η αναλογική έξοδος είναι ένας ελεγκτής PWM, στον οποίο παρέχεται ένα σήμα με συχνότητα περίπου 500 Hz με ρυθμιζόμενο κύκλο λειτουργίας. Τι είναι ένας ελεγκτής PWM και η αρχή της λειτουργίας του μπορείτε να βρείτε στο Διαδίκτυο. Μέσω της αναλογικής θύρας είναι δυνατό όχι μόνο να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε το φορτίο, αλλά και να αλλάξετε την τάση (ρεύμα) σε αυτό.
Σύνταξη εντολών
Ψηφιακή έξοδος:
pinMode(12, OUTPUT);— ορίστε τη θύρα 12 ως τη θύρα εξόδου δεδομένων.
digitalWrite(12, HIGH);— εφαρμόζουμε μια λογική στη διακριτή έξοδο 12, ανάβοντας το LED.
Αναλογική έξοδος:
analogOutPin = 3;– ρυθμίστε τη θύρα 3 να εξάγει μια αναλογική τιμή.
analogWrite(3, τιμή);– παράγουμε σήμα στην έξοδο με τάση από 0 έως 5V. Η τιμή είναι ο κύκλος λειτουργίας του σήματος από 0 έως 255. Σε τιμή 255, η μέγιστη τάση.
Τρόποι ελέγχου LED μέσω Arduino
Μόνο ένα αδύναμο LED μπορεί να συνδεθεί απευθείας μέσω της θύρας, και ακόμη και τότε είναι καλύτερο μέσω μιας περιοριστικής αντίστασης. Εάν προσπαθήσετε να συνδέσετε ένα πιο ισχυρό φορτίο θα το καταστρέψετε.
Για πιο ισχυρά φορτία, συμπεριλαμβανομένων των λωρίδων LED, χρησιμοποιείται ένας ηλεκτρονικός διακόπτης - ένα τρανζίστορ.
Τύποι διακοπτών τρανζίστορ
- Διπολικός;
- Πεδίο;
- Σύνθετο (συναρμολόγηση Darlington).
| Φόρτωση μεθόδων σύνδεσης | ||
|---|---|---|
| Μέσω διπολικού τρανζίστορ | Μέσω τρανζίστορ εφέ πεδίου | Μέσω διακόπτη τάσης |
 |  |  |
Όταν εφαρμόζεται υψηλό λογικό επίπεδο (digitalWrite(12, HIGH);)μέσω της θύρας εξόδου στη βάση του τρανζίστορ, η τάση αναφοράς θα ρέει στο φορτίο μέσω της αλυσίδας συλλέκτη-εκπομπού. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να ανάψετε και να απενεργοποιήσετε το LED.
Ένα τρανζίστορ πεδίου λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο, αλλά δεδομένου ότι αντί για "βάση" έχει μια αποστράγγιση, η οποία ελέγχεται όχι από το ρεύμα, αλλά από την τάση, δεν είναι απαραίτητη μια περιοριστική αντίσταση σε αυτό το κύκλωμα.
Η διπολική προβολή δεν σας επιτρέπει να ρυθμίζετε ισχυρά φορτία. Το ρεύμα μέσω αυτού περιορίζεται στα 0,1-0,3A.
Τα τρανζίστορ εφέ πεδίου λειτουργούν με ισχυρότερα φορτία με ρεύματα έως 2Α. Για ακόμη πιο ισχυρό φορτίο, τα τρανζίστορ φαινομένου Mosfet χρησιμοποιούνται με ρεύμα έως 9A και τάση έως 60V.
Αντί για τα πεδία, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα συγκρότημα διπολικών τρανζίστορ Darlington σε μικροκυκλώματα ULN2003, ULN2803.
Τσιπ ULN2003 και διάγραμμα κυκλώματος ηλεκτρονικού διακόπτη τάσης:
Η αρχή λειτουργίας ενός τρανζίστορ για ομαλό έλεγχο μιας λωρίδας LED
Ένα τρανζίστορ λειτουργεί σαν βρύση νερού, μόνο για ηλεκτρόνια. Όσο υψηλότερη είναι η τάση που εφαρμόζεται στη βάση του διπολικού τρανζίστορ ή στην αποστράγγιση του τρανζίστορ εφέ πεδίου, τόσο μικρότερη είναι η αντίσταση στο κύκλωμα εκπομπού-συλλέκτη, τόσο υψηλότερο είναι το ρεύμα που διέρχεται από το φορτίο.
Έχοντας συνδέσει το τρανζίστορ στην αναλογική θύρα Arduino, του εκχωρούμε μια τιμή από 0 έως 255 και αλλάζουμε την τάση που παρέχεται στον συλλέκτη ή την αποστράγγιση από 0 σε 5 V. Το κύκλωμα συλλέκτη-εκπομπού θα περάσει από 0 έως 100% της τάσης αναφοράς φορτίου.
Για να ελέγξετε μια λωρίδα LED Arduino, πρέπει να επιλέξετε ένα τρανζίστορ κατάλληλης ισχύος. Το ρεύμα λειτουργίας για την τροφοδοσία του μετρητή LED είναι 300-500 mA· ένα διπολικό τρανζίστορ ισχύος είναι κατάλληλο για αυτούς τους σκοπούς. Για μεγαλύτερα μήκη, απαιτείται ένα τρανζίστορ εφέ πεδίου.
Διάγραμμα σύνδεσης λωρίδας LED στο Arduino:
Έλεγχος λωρίδας RGB με Andurino
Εκτός από τα LED ενός τσιπ, το Arduino μπορεί επίσης να λειτουργήσει με έγχρωμα LED. Συνδέοντας τις ακίδες κάθε χρώματος στις αναλογικές εξόδους του Arduino, μπορείτε να αλλάξετε αυθαίρετα τη φωτεινότητα κάθε κρυστάλλου, επιτυγχάνοντας το επιθυμητό χρώμα λάμψης.
Διάγραμμα σύνδεσης για Arduino RGB LED:
Ο έλεγχος λωρίδας Arduino RGB είναι κατασκευασμένος με παρόμοιο τρόπο:
Είναι καλύτερο να συναρμολογήσετε τον ελεγκτή Arduino RGB χρησιμοποιώντας τρανζίστορ εφέ πεδίου.
Για ομαλός έλεγχος φωτεινότηταςμπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο κουμπιά. Το ένα θα αυξήσει τη φωτεινότητα της λάμψης, το άλλο θα τη μειώσει.
Σκίτσο ελέγχου φωτεινότητας λωρίδας LED Arduino
int led = 120; ρυθμίστε τη φωτεινότητα σε μεσαίο επίπεδο
void setup() (
pinMode(4, OUTPUT); ρυθμίστε την 4η αναλογική θύρα στην έξοδο
pinMode(2, INPUT);
pinMode(4, INPUT); ρυθμίστε τη 2η και την 4η ψηφιακή θύρα στην είσοδο για τα κουμπιά ψηφοφορίας
}
void loop()
button1 = digitalRead(2);
button2 = digitalRead(4);
εάν (κουμπί 1 == ΥΨΗΛΟ) πατώντας το πρώτο κουμπί θα αυξηθεί η φωτεινότητα
{
led = led + 5;
analogWrite(4, led);
}
εάν (κουμπί2 == ΥΨΗΛΟ) πατώντας το δεύτερο κουμπί θα μειωθεί η φωτεινότητα
{
led = led - 5;
analogWrite(4, led);
}
Όταν κρατάτε πατημένο το πρώτο ή το δεύτερο κουμπί, η τάση που παρέχεται στην επαφή ελέγχου του ηλεκτρονικού κλειδιού αλλάζει ομαλά. Τότε θα υπάρξει μια ομαλή αλλαγή στη φωτεινότητα.
Μονάδες ελέγχου Arduino
Για να δημιουργήσετε ένα πλήρες πρόγραμμα οδήγησης ελέγχου ταινίας LED, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μονάδες αισθητήρων.
Έλεγχος υπερύθρων
Η μονάδα σάς επιτρέπει να προγραμματίσετε έως και 20 εντολές.
Η ακτίνα του σήματος είναι περίπου 8 μέτρα.
Η τιμή του σετ είναι 6 USD.
Με ραδιοφωνικό κανάλι
Μονάδα τεσσάρων καναλιών με εμβέλεια έως 100 μέτρα
Η τιμή του σετ είναι 8 USD.
Σας επιτρέπει να ανάβετε τον φωτισμό όταν πλησιάζετε στο διαμέρισμα.
Ανεπαφικά
Ο αισθητήρας απόστασης είναι ικανός να αυξάνει και να μειώνει τη φωτεινότητα του φωτισμού μετακινώντας το χέρι σας.
Εμβέλεια δράσης έως 5 μέτρα.
Τιμή μονάδας 0,3 USD
Το ρελέ Arduno σάς επιτρέπει να συνδέετε συσκευές που λειτουργούν σε λειτουργίες με σχετικά υψηλά ρεύματα ή τάσεις. Δεν μπορούμε να συνδέσουμε απευθείας ισχυρές αντλίες, κινητήρες ή ακόμα και έναν συνηθισμένο λαμπτήρα πυρακτώσεως στην πλακέτα Arduino - η πλακέτα δεν έχει σχεδιαστεί για τέτοιο φορτίο και δεν θα λειτουργήσει. Γι' αυτό θα πρέπει να προσθέσουμε ένα ρελέ στο κύκλωμα, το οποίο μπορείτε να βρείτε σε οποιοδήποτε έργο. Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για το τι είναι τα ρελέ, πώς είναι και πώς μπορείτε να τα συνδέσετε στο έργο σας στο Arduino.
Ένα ρελέ είναι μια πύλη που σας επιτρέπει να συνδέετε ηλεκτρικά κυκλώματα με εντελώς διαφορετικές παραμέτρους. Μια τυπική κλειδαριά ποταμού συνδέει κανάλια νερού που βρίσκονται σε διαφορετικά ύψη ανοίγοντας ή κλείνοντας πύλες. Ένα ρελέ στο Arduino ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί τις εξωτερικές συσκευές, κλείνοντας ή ανοίγοντας κατά κάποιο τρόπο ένα ξεχωριστό ηλεκτρικό δίκτυο στο οποίο είναι συνδεδεμένες. Με τη βοήθεια του Arduino και των ρελέ, ελέγχουμε τη διαδικασία ενεργοποίησης ή απενεργοποίησης με τον ίδιο τρόπο που ανάβουμε ή σβήνουμε τα φώτα στο σπίτι - στέλνοντας μια εντολή για κλείσιμο ή άνοιγμα. Το Arduino δίνει σήμα και το ίδιο το κλείσιμο ή το άνοιγμα του «ισχυρού» κυκλώματος θα γίνει από το ρελέ μέσω ειδικών εσωτερικών μηχανισμών. Ένα ρελέ μπορεί να θεωρηθεί ως ένα τηλεχειριστήριο, με τη βοήθεια του οποίου εκτελούμε τις απαραίτητες ενέργειες χρησιμοποιώντας σχετικά «αδύναμα» σήματα.
Το ρελέ χαρακτηρίζεται από τις ακόλουθες παραμέτρους:
- Τάση ή ρεύμα ενεργοποίησης.
- Τάση ή ρεύμα απελευθέρωσης.
- Χρόνοι ενεργοποίησης και απελευθέρωσης.
- Ρεύμα και τάση λειτουργίας.
- Εσωτερική αντίσταση.
Ανάλογα με τον τύπο αυτών των εσωτερικών μηχανισμών ενεργοποίησης και τα χαρακτηριστικά της συσκευής, διακρίνονται δύο κύριες ομάδες ρελέ: ηλεκτρομηχανικά ρελέ (με μεταγωγή ηλεκτρομαγνήτη) και ρελέ στερεάς κατάστασης (με μεταγωγή μέσω ειδικών εξαρτημάτων ημιαγωγών).
Ηλεκτρομαγνητικά και ρελέ στερεάς κατάστασης
Ηλεκτρομαγνητικό ρελέ
Ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ είναι μια ηλεκτρική συσκευή που κλείνει ή ανοίγει μηχανικά ένα κύκλωμα φορτίου χρησιμοποιώντας έναν μαγνήτη. αποτελείται από έναν ηλεκτρομαγνήτη, έναν κινητό οπλισμό και έναν διακόπτη. Ένας ηλεκτρομαγνήτης είναι ένα σύρμα που τυλίγεται σε ένα σιδηρομαγνητικό πηνίο. Μια πλάκα από μαγνητικό υλικό λειτουργεί ως άγκυρα. Ορισμένα μοντέλα συσκευών ενδέχεται να έχουν ενσωματωμένα πρόσθετα ηλεκτρονικά εξαρτήματα: μια αντίσταση για πιο ακριβή λειτουργία ρελέ, έναν πυκνωτή για τη μείωση των παρεμβολών, μια δίοδο για την εξάλειψη των υπερτάσεων.
Το ρελέ λειτουργεί λόγω της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης που δημιουργείται στους πυρήνες όταν παρέχεται ρεύμα μέσω των στροφών του πηνίου. Στην αρχική κατάσταση, το ελατήριο συγκρατεί την άγκυρα. Όταν εφαρμόζεται ένα σήμα ελέγχου, ο μαγνήτης αρχίζει να έλκει τον οπλισμό και να κλείνει ή να ανοίγει το κύκλωμα. Όταν απενεργοποιηθεί η τάση, ο οπλισμός επιστρέφει στην αρχική του θέση. Πηγές τάσης ελέγχου μπορεί να είναι αισθητήρες (πίεση, θερμοκρασία κ.λπ.), ηλεκτρικά μικροκυκλώματα και άλλες συσκευές που παρέχουν χαμηλό ρεύμα ή χαμηλή τάση.
Τα ηλεκτρομαγνητικά ρελέ χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα αυτοματισμού, κατά τον έλεγχο διαφόρων τεχνολογικών εγκαταστάσεων, ηλεκτροκινητήρων και άλλων συσκευών. Το ρελέ έχει σχεδιαστεί για να ρυθμίζει τάσεις και ρεύματα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συσκευή αποθήκευσης ή μετατροπής και μπορεί επίσης να καταγράφει αποκλίσεις παραμέτρων από τις κανονικές τιμές.
Ταξινόμηση ηλεκτρομαγνητικών ηλεκτρονόμων:
- Το ρεύμα ελέγχου μπορεί να είναι είτε σταθερό είτε εναλλασσόμενο. Στην πρώτη περίπτωση, η συσκευή μπορεί να είναι ουδέτερη ή πολωμένη. Για εναλλασσόμενο ρεύμα, ο οπλισμός είναι κατασκευασμένος από ηλεκτρικό χάλυβα για μείωση των απωλειών.
- Ρελέ άγκυρας ή καλαμιού. Για έναν τύπο αγκύρωσης, η διαδικασία κλεισίματος και ανοίγματος συμβαίνει μετακινώντας τον οπλισμό· για έναν διακόπτη καλαμιού, η απουσία πυρήνα είναι χαρακτηριστική· το μαγνητικό πεδίο δρα στο ηλεκτρόδιο με επαφές.
- Απόδοση – έως 50 ms, έως 150 ms και από 1 s.
- Προστατευτικό κάλυμμα – σφραγισμένο, καλυμμένο και ανοιχτό.
Σε σύγκριση με τις συσκευές ημιαγωγών, ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ έχει πλεονεκτήματα - είναι φθηνό, αλλάζει μεγάλο φορτίο με μικρό μέγεθος συσκευής και παράγει λίγη θερμότητα στο πηνίο. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν αργή απόκριση, θόρυβο και δυσκολία εναλλαγής επαγωγικών φορτίων.
Ρελέ στερεάς κατάστασης
Οι ηλεκτρονόμοι στερεάς κατάστασης θεωρούνται μια καλή εναλλακτική των ηλεκτρομαγνητικών· είναι μια αρθρωτή συσκευή ημιαγωγών που παράγεται χρησιμοποιώντας υβριδική τεχνολογία. Τα ρελέ περιέχουν τρανζίστορ, τριάκ ή θυρίστορ. Σε σύγκριση με τις ηλεκτρομαγνητικές συσκευές, τα ρελέ στερεάς κατάστασης έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα:
- Μεγάλη διάρκεια ζωής.
- Εκτέλεση.
- Μικρά μεγέθη.
- Δεν υπάρχει εξωτερικός θόρυβος, ακουστικές παρεμβολές ή φλυαρίες επαφών.
- Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
- Υψηλής ποιότητας μόνωση.
- Ανθεκτικό σε κραδασμούς και κραδασμούς.
- Δεν υπάρχει εκκένωση τόξου, που σας επιτρέπει να εργάζεστε σε εκρηκτικές περιοχές.
Λειτουργούν σύμφωνα με την ακόλουθη αρχή: παρέχεται ένα σήμα ελέγχου στο LED, πραγματοποιείται γαλβανική απομόνωση των κυκλωμάτων ελέγχου και μεταγωγής και, στη συνέχεια, το σήμα πηγαίνει στη μήτρα της φωτοδιόδου. Η τάση ρυθμίζεται από διακόπτη τροφοδοσίας.
Τα ρελέ στερεάς κατάστασης έχουν επίσης αρκετά μειονεκτήματα. Πρώτον, κατά την ενεργοποίηση η συσκευή θερμαίνεται. Η αύξηση της θερμοκρασίας της συσκευής οδηγεί σε περιορισμό του ρυθμιζόμενου ρεύματος - σε θερμοκρασίες που υπερβαίνουν τους 60 μοίρες, η τιμή ρεύματος μειώνεται, η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας είναι 80 μοίρες.
Τα ρελέ στερεάς κατάστασης ταξινομούνται σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια:
- Τύπος φορτίου – μονοφασικός και τριφασικός.
- Μέθοδος ελέγχου - η μεταγωγή συμβαίνει λόγω άμεσης τάσης, εναλλασσόμενου ή χειροκίνητου ελέγχου.
- Μέθοδος μεταγωγής: έλεγχος μηδενικής διασταύρωσης (χρησιμοποιείται για ασθενώς επαγωγικά, χωρητικά και ωμικά φορτία), τυχαία μεταγωγή (επαγωγικά και ωμικά φορτία που απαιτούν στιγμιαία ενεργοποίηση) και έλεγχος φάσης (διακύμανση τάσης εξόδου, ρύθμιση ισχύος, έλεγχος λαμπτήρων πυρακτώσεως).
Ρελέ σε έργα Arduino
Το πιο συνηθισμένο ρελέ για την πλακέτα Arduino κατασκευάζεται με τη μορφή μονάδας, για παράδειγμα, SONGLE SRD-05VDC. Η συσκευή ελέγχεται από τάση 5 V, μπορεί να αλλάξει έως και 10 A 30 V DC και 10 A 250 V AC.
Το διάγραμμα φαίνεται στο σχήμα. Το ρελέ αποτελείται από δύο μη συνδεδεμένα κυκλώματα - κύκλωμα ελέγχου A1 και A2 και ελεγχόμενο κύκλωμα 1, 2 και 3.
Μεταξύ Α1 και Α2 υπάρχει ένας μεταλλικός πυρήνας. Εάν περάσετε ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από αυτό, ο οπλισμός (2) θα έλκεται προς αυτό. 1, 3 – σταθερές επαφές. Σε περίπτωση απουσίας ρεύματος, ο οπλισμός θα βρίσκεται κοντά στον πείρο 3.
Σύνδεση ρελέ στο Arduino
Εξετάστε μια μονάδα ρελέ ενός καναλιού. Έχει μόνο 3 επαφές, συνδέονται με το Arduino Uno ως εξής: GND – GND, VCC – +5V, In – 3. Η είσοδος του ρελέ είναι ανεστραμμένη, οπότε ένα υψηλό επίπεδο στο In απενεργοποιεί το πηνίο και ένα χαμηλό επίπεδο το ανάβει.
Απαιτούνται λυχνίες LED για ένδειξη - όταν ανάβει το κόκκινο LED1, παρέχεται τάση στο ρελέ, όταν ανάβει το πράσινο LED2, εμφανίζεται βραχυκύκλωμα. Όταν ο μικροελεγκτής ενεργοποιείται, το τρανζίστορ απενεργοποιείται. Για να το ανοίξετε, χρειάζεται ένα μείον στη βάση, που παρέχεται με τη λειτουργία digitalWrite(pin, LOW);. Το τρανζίστορ ανοίγει, το ρεύμα ρέει μέσω του κυκλώματος και το ρελέ λειτουργεί. Για να το απενεργοποιήσετε, εφαρμόζεται ένα συν στη βάση χρησιμοποιώντας digitalWrite(pin, HIGH);.
Το διάγραμμα σύνδεσης λαμπτήρα και η εμφάνιση της διάταξης παρουσιάζονται στα σχήματα.
