Arduino Nano - Relais
In einem früheren Tutorial haben wir herausgefunden, wie man eine LED ein- bzw. ausschaltet. Dieses Tutorial zeigt dir, wie man Geräte, die eine Hochspannungsversorgung verwenden, wie eine Glühbirne, einen Ventilator, ein elektromagnetisches Türschloss, einen Linearantrieb und so weiter, mit dem Arduino Nano ein- bzw. ausschaltet.
Was sind die Gemeinsamkeiten und Unterschiede beim Steuern einer LED und beim Steuern einer Glühbirne mit Arduino?
Der Gemeinsame: Ähnlich wie beim Steuern einer LED können wir den Ausgangspin des Arduino verwenden, um sie ein- oder auszuschalten.
Der Unterschied:
- LEDs können vom Arduino Nano-Board mit Strom versorgt werden. Das bedeutet, dass sie direkt an einen Pin des Arduino Nano angeschlossen werden können.
- Eine Glühbirne benötigt eine andere Stromquelle (hohe Spannung und/oder hoher Strom), die den Arduino Nano beschädigen könnte. Daher kann sie nicht direkt an einen Pin des Arduino Nano angeschlossen werden. Zwischen dem Pin des Arduino Nano und der Glühbirne muss ein Relais verwendet werden, um den Arduino Nano vor der hohen Spannung und dem hohen Strom zu schützen.
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Über Relay
Ein Relais ist ein elektrisch programmierbarer Schalter, der von einem Arduino Nano oder jedem Mikrocontroller gesteuert werden kann. Es dient dazu, den Ein- und Ausschaltzustand von Geräten zu steuern, die Hochspannung und/oder hohen Strom verwenden, auf programmierbare Weise.
Es fungiert als Brücke zwischen dem Arduino Nano und Hochspannungsgeräten.
WARNING
Bei Projekten, die Netzspannung betreffen, ist es unerlässlich, ein gründliches Verständnis der Aufgabe zu haben. Andernfalls besteht die Gefahr eines Stromschlags. Dies ist eine ernste Angelegenheit und wir bitten Sie, alle notwendigen Vorsichtsmaßnahmen zu treffen. Wenn Sie von Ihren Fähigkeiten nicht vollständig überzeugt sind, führen Sie die Aufgabe bitte nicht selbst aus und suchen Sie Unterstützung bei jemandem, der sich damit auskennc h.
Obwohl manche Relais sowohl mit DC- als auch mit AC-Geräten kompatibel sind, empfehlen wir nachdrücklich, zum Testen ein Gleichstromgerät mit einer Spannung von 24 V oder weniger zu verwenden.
Relais-Pinbelegung
Relais hat zwei Pin-Gruppen: eine für den Eingang (Niederspannung) und die andere für den Ausgang (Hochspannung).
- Die Eingangsgruppe ist mit dem Arduino Nano verbunden und besteht aus drei Pins:
- DC- Pin: muss mit GND (0 V) verbunden werden
- DC+ Pin: muss mit VCC (5 V) verbunden werden
- IN-Pin: empfängt das Steuersignal vom Arduino Nano
- Die Ausgangsgruppe ist mit dem Hochspannungsgerät verbunden und besteht aus drei Pins (in der Regel im Schraubklemmen-Terminal):
- NO-Pin: ist der normalerweise offener Pin. Er wird im normalerweise offenen Modus verwendet
- NC-Pin: ist der normalerweise geschlossene Pin. Er wird im normalerweise geschlossenen Modus verwendet
- COM-Pin: ist der gemeinsame Pin. Er wird sowohl in normalerweise offenen als auch in normalerweise geschlossenen Modi verwendet
- Wenn wir den normalerweise offenen Modus verwenden, verwenden wir nur den COM-Pin und den NO-Pin.
- Wenn wir den normalerweise geschlossenen Modus verwenden, verwenden wir nur den COM-Pin und den NC-Pin.
- Niedrigpegel-Trigger-Modus
- Hochpegel-Trigger-Modus
- normalerweise geöffnet Modus
- normalerweise geschlossen Modus. Diese Modi stehen im Gegensatz zueinander.
- Die normalerweise offenen und normalerweise geschlossenen Modi arbeiten umgekehrt.
- Die meisten Relaismodule unterstützen sowohl normalerweise offenen als auch normalerweise geschlossenen Modi.
- Die Niedrigpegel-Auslöser und Hochpegel-Auslöser Modi arbeiten umgekehrt.
- Nicht alle Relaismodule unterstützen sowohl Niedrigpegel-Auslöser als auch Hochpegel-Auslöser Modi.
- Zu jedem gegebenen Zeitpunkt kann das Relaismodul nur in einem der beiden Niedrigpegel-Auslöser und Hochpegel-Auslöser Modi sein.
- Einen Pin des Arduino mit dem IN-Pin des Relais-Moduls verbinden
- Den Pin auf LOW oder HIGH setzen, um das Relais zu steuern
In der Praxis verwenden wir nicht alle Pins der Hochspannungsgruppe. Wir verwenden davon nur zwei:
Außerdem verfügt das Relais, wenn es sowohl Niedrigpegel- als auch Hochpegel-Trigger besitzt, typischerweise über einen Jumper, mit dem entweder der Niedrigpegel-Trigger oder der Hochpegel-Trigger ausgewählt werden kann.
※ Notiz:
Stellen Sie sicher, dass Sie sich immer auf die auf dem Relaismodul aufgedruckten Beschriftungen beziehen, da die Reihenfolge der Pins zwischen den Herstellern variieren kann. Achten Sie besonders darauf!
Wie man das Hochspannungsgerät an das Relais anschließt
Wie es funktioniert
Die Funktionsweise eines Relays kann je nach Hersteller und der Art und Weise, wie es vom Benutzer installiert wird, variieren.
Der Eingangsmodus (für den IN-Pin): Es gibt zwei Modi, die das Relais auf entgegengesetzte Weise betreiben:
Der Ausgangsmodus (für Ausgangspins): Es gibt zwei verschiedene Modi, die das Relais umgekehrt betreiben:
Das Wort "normalerweise" impliziert, dass wenn der IN-Pin mit LOW (0V) verbunden ist.
Bevor wir ins Detail gehen, hier sind einige kurze Fakten:
Die Kombination aus Eingabemodi und Ausgabemodi erzeugt zahlreiche Anwendungen. Wenn Sie Anfänger sind, empfehlen wir die Verwendung des HIGH-Level-Trigger-Modus und des NO-Modus (Normally Open).
Der HIGH level trigger Modus wird im Detail erläutert, da er in entgegengesetzter Weise zum LOW level trigger funktioniert. Der LOW level trigger arbeitet anders.
Hoher Pegel-Trigger - Normal geöffnet Modus
Um diesen Modus zu verwenden, müssen wir das Hochspannungsgerät an den COM-Pin und den NO-Pin anschließen.
Wenn der IN-Pin mit niedrigem Pegel (0 V) verbunden ist, ist der Schalter offen. Das Gerät ist AUS (oder funktioniert nicht).
Wenn der IN-Pin auf HIGH (5 V) verbunden ist, befindet sich der Schalter in einer geschlossenen Position. Das Gerät ist eingeschaltet (oder in Betrieb).
Hochpegel-Auslöser - Normal geschlossen Modus
Um diesen Modus zu verwenden, muss das Hochspannungsgerät mit den COM- und NC-Pins verbunden werden.
Wenn der IN-Pin mit LOW (0 V) verbunden ist, wird der Schalter geschlossen. Das bedeutet, dass das Gerät eingeschaltet ist (oder aktiv).
Auf der anderen Seite gilt: Wenn der IN-Pin mit HIGH (5 V) verbunden ist, ist der Schalter offen. Dies bedeutet, dass das Gerät AUS ist (oder inaktiv).
Zusammenfassung
| Input modes | Output Modes | IN pin (programmable) | Output pins | Relay state | Device state |
|---|---|---|---|---|---|
| HIGH Trigger | Normally Open | LOW | COM and NO pin | ⇒ open | ⇒ OFF |
| HIGH Trigger | Normally Open | HIGH | COM and NO pin | ⇒ closed | ⇒ ON |
| HIGH Trigger | Normally Closed | LOW | COM and NC pin | ⇒ closed | ⇒ ON |
| HIGH Trigger | Normally Closed | HIGH | COM and NC pin | ⇒ open | ⇒ OFF |
| LOW Trigger | Normally Open | LOW | COM and NO pin | ⇒ closed | ⇒ ON |
| LOW Trigger | Normally Open | HIGH | COM and NO pin | ⇒ open | ⇒ OFF |
| LOW Trigger | Normally Closed | LOW | COM and NC pin | ⇒ open | ⇒ OFF |
| LOW Trigger | Normally Closed | HIGH | COM and NC pin | ⇒ closed | ⇒ ON |
Es gibt maximal acht Anwendungsfälle. Das kann überwältigend sein. Wenn Sie jedoch Anfänger sind, müssen Sie sich nur um die ersten beiden kümmern, die sich auf HOHER Pegel-Auslöser und Normal offen beziehen. Der restliche Teil dieses Tutorials konzentriert sich auf diese beiden Anwendungsfälle.
Arduino Nano - Relais
Der Arduino Nano steuert ein Relais, das wiederum ein Hochspannungsgerät steuert.
Die Bedienung eines Relais ist unkompliziert. Erforderlich ist lediglich:
Verdrahtungsdiagramm
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Siehe Der beste Weg, den Arduino Nano und andere Komponenten mit Strom zu versorgen.
Wie man Relais programmiert
- Stelle den Pin 2 des Arduino auf den digitalen Ausgangsmodus ein, indem du die pinMode()-Funktion verwendest. Zum Beispiel:
- Setze den Pin auf 0 V mit der digitalWrite() Funktion:
- Setze den Pin auf 5V, indem du die Funktion digitalWrite() verwendest:
Arduino Nano-Programmcode
Schnelle Schritte
- Kopiere den Code und öffne ihn mit der Arduino IDE.
- Klicke auf die Schaltfläche Hochladen in der Arduino IDE, um den Code zu kompilieren und auf das Arduino Nano hochzuladen.
- Schau dir den LED-Streifen an; er sollte blinken.
Video Tutorial
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Fordere dich selbst heraus
- Wenn Sie Ihr Zimmer betreten, wird das Licht automatisch eingeschaltet. Nach 30 Sekunden, nachdem Sie gegangen sind, wird das Licht ausgeschaltet. Für weitere Informationen lesen Sie bitte den Artikel Arduino Nano - Bewegungsmelder.