Arduino - Relais
In einem früheren Tutorial haben wir gelernt, wie man eine LED ein- und ausschaltet. In diesem Tutorial werden wir lernen, wie man Geräte einschaltet und ausschaltet, die eine Hochspannungsversorgung verwenden (wie eine Glühbirne, einen Ventilator, ein elektromagnetisches Türschloss, einen Linearantrieb...).
Was sind die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen der Steuerung einer LED und der Steuerung einer Glühbirne?
Die Gemeinsamkeit: Wie bei der Steuerung von LEDs verwenden wir den Arduino-Ausgangspin, um sie ein- und auszuschalten.
Der Unterschied:
- Für die LED können wir Strom vom Arduino-Board verwenden (≤ 5 V). Daher können wir die LED direkt an den Pin des Arduino anschließen.
- Für die Glühbirne müssen wir unbedingt eine andere Stromquelle verwenden (hohe Spannung und/oder hoher Strom), die den Arduino beschädigen kann. Daher können wir die Glühbirne nicht direkt an den Pin des Arduino anschließen. Wir müssen ein Relais zwischen dem Arduino-Pin und der Glühbirne verwenden, um den Arduino vor hoher Spannung/hohem Strom zu schützen.
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables STEM V3 Starter-Kit (Arduino enthalten) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Über Relay
Ein Relais ist ein programmierbarer elektrischer Schalter, der von Arduino oder jedem Mikrocontroller gesteuert werden kann. Es wird verwendet, um Geräte, die eine hohe Spannung und/oder hohen Strom verwenden, programmatisch zu steuern bzw. ein- und auszuschalten.
Es ist eine Brücke zwischen Arduino und Hochspannungsgeräten.
WARNING
Wenn Sie Projekte erstellen, die an Netzspannung angeschlossen sind, müssen Sie wissen, was Sie tun; andernfalls können Sie einen Stromschlag erleiden. Dies ist ein ernstes Thema, und wir möchten, dass Sie sicher sind. Wenn Sie nicht zu 100 % sicher sind, was Sie tun, tun Sie sich einen Gefallen und berühren Sie nichts. Fragen Sie jemanden, der sich auskennt!
Obwohl einige Arten von Relais sowohl DC- als auch AC-Geräte unterstützen, empfehlen wir dringend, für Tests ein DC-Gerät (≤24 V) zu verwenden.
Relais-Pinbelegung
Das Relais hat zwei Gruppen von Pins: eine Eingangsgruppe (niederspannungsseitig) und eine Ausgangsgruppe (hochspannungsseitig).
- Pins in der Eingangsgruppe sind mit dem Arduino verbunden, einschließlich drei Pins:
- DC- Pin: muss mit GND (0V) verbunden werden
- DC+ Pin: muss mit VCC (5V) verbunden werden
- IN Pin: erhält das Steuersignal vom Arduino
- Pins in der Ausgangsgruppe sind mit dem Hochspannungsgerät verbunden, einschließlich drei Pins (in der Regel im Schraubterminal):
- COM Pin: ist der gemeinsame Pin. Er wird sowohl im normalerweise offen Modus als auch im normalerweise geschlossen Modus verwendet
- NO Pin: ist der normalerweise offen Pin. Er wird im normalerweise offenen Modus verwendet
- NC Pin: ist der normalerweise geschlossen Pin. Er wird im normalerweise geschlossenen Modus verwendet
- Wir verwenden nur den COM-Pin und den NO-Pin, wenn wir den Modus normalerweise offen verwenden.
- Wir verwenden nur den COM-Pin und den NC-Pin, wenn wir den Modus normalerweise geschlossen verwenden.
- Niedrigpegel-Trigger Modus
- Hochpegel-Trigger Modus
- normalerweise offener Modus
- normalerweise geschlossener Modus. Diese Modi stehen im Gegensatz zueinander.
- Der normal offen und normal geschlossen Modus funktionieren gegensätzlich.
- Die meisten Relaismodule unterstützen sowohl den normal offen als auch den normal geschlossen Modus.
- Der Niedrigpegel-Auslöser- und Hochpegel-Auslöser-Modus funktionieren gegensätzlich.
- Nicht alle Relaismodule unterstützen sowohl den Niedrigpegel-Auslöser- als auch den Hochpegel-Auslöser-Modus.
- Zu einem Zeitpunkt kann das Relaismodul nur in einem der beiden Niedrigpegel-Auslöser- und Hochpegel-Auslöser-Modi arbeiten.
- Wenn der IN-Pin mit NIEDRIG (0V) verbunden ist, ist der Schalter offen. Das Gerät ist AUS (oder inaktiv).
- Wenn der IN-Pin mit HOCH (5V) verbunden ist, ist der Schalter geschlossen. Das Gerät ist AN (oder aktiv).
- Wenn der IN-Pin mit LOW (0V) verbunden ist, ist der Schalter geschlossen. Das Gerät ist AN (oder aktiv).
- Wenn der IN-Pin mit HIGH (5V) verbunden ist, ist der Schalter geöffnet. Das Gerät ist AUS (oder inaktiv).
- Verbinde einen Pin des Arduino mit dem IN-Pin des Relais
- Steuere das Relais, indem du den Pin auf LOW oder HIGH programmierst
In der Praxis verwenden wir normalerweise nicht alle Pins in der Hochspannungsgruppe. Wir verwenden nur zwei davon:
Zusätzlich, falls das Relais sowohl Niedrigpegel- als auch Hochpegel-Trigger unterstützt, gibt es üblicherweise einen Jumper, um eine der beiden Optionen auszuwählen: Niedrigpegel-Trigger oder Hochpegel-Trigger.
※ Notiz:
Die Reihenfolge der Pins des Relaismoduls kann von Hersteller zu Hersteller variieren. Verwenden Sie immer die auf dem Relais aufgedruckten Beschriftungen. Schauen Sie genau hin!
Wie man das Hochspannungsgerät an das Relais anschließt
Wie es funktioniert
Je nach Hersteller und Installation des Benutzers kann ein Relais unterschiedlich funktionieren.
Der Eingabemodus-Modus (für den IN-Pin): Es gibt zwei Eingabemodi, die das Relais gegensätzlich arbeiten lassen:
Der Ausgabemodus Modus (für Ausgangspins): Es gibt zwei Ausgangsmodi, die das Relais gegensätzlich arbeiten lassen:
The „Normalerweise“ bedeutet „wenn der IN-Pin mit LOW (0 V) verbunden ist“.
Bevor wir ins Detail gehen, werfen wir einen kurzen Blick auf einige Informationen:
Die Kombination der Eingabemodi Modus und Ausgabemodi Modus schafft viele Anwendungsfälle. Wenn Sie Anfänger sind, empfehlen wir die Verwendung des HIGH-Level-Trigger Modus und des NO-Kontakt Modus
Da der Niedrigpegel-Auslöser und der Hochpegel-Auslöser-Modus gegensätzlich funktionieren, wird im Folgenden der Hochpegel-Auslöser-Modus im Detail erläutert. Der Niedrigpegel-Auslöser funktioniert gegensätzlich.
Hochpegel-Trigger - Normal-offener Modus
Um diesen Modus zu verwenden, müssen wir das Hochspannungsgerät an den COM-Pin und den NO-Pin anschließen.
Hochpegel-Auslöser - Normalerweise geschlossener Modus
Um diesen Modus zu verwenden, müssen wir das Hochspannungsgerät mit dem COM-Pin und dem NC-Pin verbinden.
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 bis zu 8 Anwendungsfälle. Das kann Sie überfordern. Wenn Sie jedoch ein Anfänger sind, müssen Sie sich nur um die ersten beiden Fälle kümmern, bei denen HIGH level trigger und normally open verwendet werden. Der Rest dieses Tutorials wird diese beiden Anwendungsfälle verwenden.
Arduino - Relais
Arduino steuert ein Hochspannungsgerät, indem es ein Relais schaltet.
Die Steuerung eines Relais ist einfach. Wir benötigen nur:
Verdrahtungsdiagramm
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Wie man Relais programmiert
- Konfigurieren Sie einen Pin eines Arduino auf den digitalen Ausgabemodus, indem Sie die Funktion pinMode() verwenden. Zum Beispiel Pin 3:
- Setze den Pin auf LOW (0 V), indem du die Funktion digitalWrite() verwendest:
- Programmiere den Pin so, dass er HIGH (5V) ist, indem du die Funktion digitalWrite() verwendest:
Arduino-Code
Schnelle Schritte
- Kopiere den obigen Code und öffne ihn mit der Arduino IDE
- Klicke auf die Hochladen-Schaltfläche in der Arduino IDE, um den Code auf den Arduino hochzuladen
- Sieh dir den Zustand des LED-Streifens an: blinkt
Video Tutorial
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Fordere dich selbst heraus
- Schalte das Licht automatisch ein, wenn Sie Ihr Zimmer betreten, und schalte es 30 Sekunden nach dem Verlassen aus. Hinweis: Siehe Arduino - Motion Sensor.