ESP32 C3 Super Mini - Relais
Erfahren Sie, wie Sie Hochspannungsgeräte mit Ihrem ESP32 C3 Super Mini und einem Relaismodul sicher steuern. Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie Hochleistungsgeräte wie Lampen, Pumpen und Motoren mit einfachem Arduino-Code schalten.
In diesem Tutorial lernen Sie:
- Was ein Relaismodul ist und warum es für die Steuerung von Hochspannungsgeräten unverzichtbar ist
- Wie Sie ein Relais sicher mit Ihrem ESP32 C3 Super Mini verdrahten
- Wie Sie den ESP32 C3 Super Mini programmieren, um das Relais zu schalten
- Den Unterschied zwischen den Modi Schließer (normally open) und Öffner (normally closed)
- Wie Sie Relaiszustände lesen und externe Geräte steuern
Warum Sie ein Relais mit dem ESP32 C3 Super Mini benötigen
- Direkte LED-Steuerung: Sie können eine LED direkt an den ESP32 C3 Super Mini anschließen, da LEDs mit 3,3V oder weniger arbeiten
- Hochspannungsgeräte: Sie können Geräte wie elektrische Lampen, Pumpen, elektromagnetische Schlösser, Linearantriebe oder Maschinen NICHT direkt an den ESP32 C3 Super Mini anschließen
- Schutz durch Relais: Ohne Relais zerstört die hohe Spannung Ihr ESP32 C3 Super Mini Board
Die Gemeinsamkeit zwischen der Steuerung einer LED und einer elektrischen Lampe:
- Der ESP32 C3 Super Mini Code setzt den Ausgangs-Pin auf HIGH/LOW, um Geräte ein- und auszuschalten
Der Unterschied zwischen der Steuerung einer LED und einer elektrischen Lampe:
- LED steuern: Arbeitet mit 3,3V oder weniger → kann direkt an den ESP32-Pin angeschlossen werden
- Elektrische Lampe steuern: Arbeitet mit hoher Spannung (z. B. 12V, 24V) → Sie MÜSSEN ein Relais zwischen ESP32-Pin und Lampe verwenden, um Schäden zu vermeiden
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Überblick über Relay
Ein Relais ist ein programmierbarer elektromechanischer Schalter, der die EIN/AUS-Zustände elektrischer Geräte steuert.
- Hauptfunktion: Dient als elektrisch gesteuerter Schalter für Hochspannungsgeräte
- ESP32-Kompatibilität: Kann direkt über die digitalen Pins des ESP32 C3 Super Mini gesteuert werden
- Spannungstrennung: Trennt den Niederspannungs-Steuerkreis (ESP32) vom Hochspannungs-Gerätekreis
- Typische Anwendungen: Steuerung von Lampen, Motoren, Pumpen, Schlössern und anderen Hochleistungsgeräten
- Einsteigerfreundlich: Die einfache HIGH/LOW-Programmierung macht die Verwendung leicht
- Sicherheitsfunktion: Schützt Ihren ESP32 C3 Super Mini vor gefährlichen Spannungen
WARNING
Sicherheit geht vor! Sicherheit geht vor!
- Seien Sie bitte vorsichtig beim Arbeiten mit hoher Spannung. Im Ernst, sie kann Ihnen einen Stromschlag versetzen oder sogar Ihr Leben kosten. Wenn Sie sich NICHT 100% sicher sind, was Sie tun, tun Sie sich selbst einen Gefallen und fassen Sie nichts an. Fragen Sie jemanden, der sich auskennt!
- Einige Relais können sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselspannung arbeiten. Wir empfehlen Ihnen dringend, KEINE Wechselspannung zu verwenden. Verwenden Sie nur ein Gleichstromgerät (≤24V).
Pinbelegung des Relais
Das Relaismodul hat Eingangs-Pins (Niederspannung) und Ausgangs-Pins (Hochspannung).
Eingangs-Pins (Anschluss an den ESP32 C3 Super Mini):
- DC- Pin: Mit GND (0V) verbinden
- DC+ Pin: Mit VCC (5V) verbinden
- IN-Pin: Empfängt das Steuersignal vom ESP32 C3 Super Mini
Ausgangs-Pins (Anschluss an das Hochspannungsgerät):
- COM-Pin: Gemeinsamer Pin - wird mit einer Leitung des Geräts verbunden
- NO-Pin: Schließer-Pin (Normally Open) - wird für den Schließer-Modus verwendet
- NC-Pin: Öffner-Pin (Normally Closed) - wird für den Öffner-Modus verwendet
Zusätzliche Merkmale:
- Trigger-Jumper: Einige Module haben einen Jumper zur Auswahl des LOW- oder HIGH-Pegel-Triggermodus
※ Notiz:
Die Pin-Reihenfolge des Relais kann je nach Hersteller unterschiedlich sein. Bitte prüfen Sie die auf dem Relais aufgedruckten Beschriftungen sorgfältig!
So schließen Sie das Hochspannungsgerät an das Relais an
- Schließer-Modus: Verwenden Sie nur den COM-Pin und den NO-Pin
- Öffner-Modus: Verwenden Sie nur den COM-Pin und den NC-Pin
- Geräteverdrahtung: Verbinden Sie eine Geräteleitung mit COM, die andere mit NO oder NC
- Stromquelle: Schließen Sie das Gerät an seine passende Stromversorgung an
Wie ein Relais funktioniert
Das Relaismodul bietet je nach Projektanforderungen verschiedene Betriebsmodi.
Eingangsmodi (einen auswählen):
- LOW-Pegel-Trigger-Modus: Das Relais schaltet, wenn der IN-Pin LOW (0V) empfängt
- HIGH-Pegel-Trigger-Modus: Das Relais schaltet, wenn der IN-Pin HIGH (3,3V/5V) empfängt
Ausgangsmodi (einen auswählen):
- Schließer-Modus: Der Stromkreis ist offen (AUS), wenn der IN-Pin LOW ist
- Öffner-Modus: Der Stromkreis ist geschlossen (EIN), wenn der IN-Pin LOW ist
Wichtige Hinweise:
- Die Modi Schließer und Öffner arbeiten entgegengesetzt
- Die meisten Relaismodule unterstützen beide Ausgangsmodi
- NICHT alle Relaismodule unterstützen beide Eingangs-Triggermodi
- Sie können jeweils nur einen Eingangsmodus verwenden (Auswahl per Jumper, falls vorhanden)
- Der Begriff "normalerweise" bedeutet "wenn der IN-Pin mit LOW (0V) verbunden ist"
Empfehlung für Einsteiger:
- Verwenden Sie den HIGH-Pegel-Trigger-Modus mit dem Schließer-Modus, da er am leichtesten zu verstehen ist
HIGH-Pegel-Trigger - Schließer-Modus
Verbinden Sie das Hochspannungsgerät mit dem COM-Pin und dem NO-Pin.
- IN-Pin = LOW (0V): Schalter ist offen → Gerät ist AUS (deaktiviert)
- IN-Pin = HIGH (5V oder 3,3V): Schalter ist geschlossen → Gerät ist EIN (aktiviert)
So funktioniert es:
- Wie ein normaler Schalter, der sich schließt, wenn Sie ein HIGH-Signal senden
- Das Gerät läuft nur, wenn der ESP32 C3 Super Mini HIGH an den IN-Pin sendet
- Der intuitivste Modus für Einsteiger
HIGH-Pegel-Trigger - Öffner-Modus
Verbinden Sie das Hochspannungsgerät mit dem COM-Pin und dem NC-Pin.
- IN-Pin = LOW (0V): Schalter ist geschlossen → Gerät ist EIN (aktiviert)
- IN-Pin = HIGH (5V oder 3,3V): Schalter ist offen → Gerät ist AUS (deaktiviert)
So funktioniert es:
- Arbeitet entgegengesetzt zum Schließer-Modus
- Das Gerät läuft standardmäßig, bis der ESP32 C3 Super Mini HIGH an den IN-Pin sendet
- Nützlich für ausfallsichere Anwendungen
Schließer-Modus vs. Öffner-Modus
Diese Tabelle vergleicht beide Modi bei Verwendung des HIGH-Pegel-Triggers:
| Modus | Verwendete Pins | Zustand IN-Pin | Relaiszustand | Gerätezustand |
|---|---|---|---|---|
| Schließer | COM und NO | LOW | Offen | AUS |
| Schließer | COM und NO | HIGH | Geschlossen | EIN |
| Öffner | COM und NC | LOW | Geschlossen | EIN |
| Öffner | COM und NC | HIGH | Offen | AUS |
Welchen Modus sollten Sie verwenden?
- Hängt von den Anforderungen Ihrer Anwendung ab
- Der Schließer ist für die normale Ein/Aus-Steuerung gebräuchlicher
- Der Öffner wird für Sicherheitsanwendungen verwendet, bei denen das Gerät standardmäßig laufen soll
ESP32 C3 Super Mini - Relais
Die Steuerung eines Relais mit dem ESP32 C3 Super Mini ist unkompliziert.
Sie müssen nur Folgendes tun:
- Verbinden Sie einen digitalen Pin des ESP32 C3 Super Mini mit dem IN-Pin des Relaismoduls
- Programmieren Sie den ESP32-Pin so, dass er LOW oder HIGH ausgibt, um den Relaiszustand zu steuern
- Das Relais schaltet den Hochspannungskreis entsprechend Ihrem Code
Verdrahtungsdiagramm
Hier sind zwei Verdrahtungsoptionen für die Stromversorgung Ihres ESP32 C3 Super Mini Relais-Projekts.
Option 1: Stromversorgung des ESP32 C3 Super Mini über den USB-Anschluss
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
| Relais-Pin | ESP32 C3 Super Mini Pin |
|---|---|
| DC- | GND |
| DC+ | 5V |
| IN | D7 |
| LED-Streifen-Anschluss | Relais-Pin |
|---|---|
| Positive (+) Leitung | COM |
| Negative (-) Leitung | NO-Pin |
- Hinweis: Der LED-Streifen muss außerdem an sein 12V-Netzteil angeschlossen werden
Option 2: Stromversorgung des ESP32 C3 Super Mini über den Vin-Pin
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
| Relais-Pin | ESP32 C3 Super Mini Pin |
|---|---|
| DC- | GND |
| DC+ | 5V |
| IN | D7 |
- Hinweis: Verwenden Sie ein externes 12V-Netzteil sowohl für den ESP32 C3 Super Mini (über Vin) als auch für den LED-Streifen
- Sicherheit: Prüfen Sie alle Verbindungen doppelt, bevor Sie Strom anlegen
Wie man ein Relais mit dem ESP32 C3 Super Mini programmiert
Folgen Sie diesen einfachen Schritten, um ein Relais mit ESP32 C3 Super Mini Code zu steuern.
Schritt 1: Pin als digitalen Ausgang konfigurieren
- Verwenden Sie die Funktion pinMode(), um den Modus des ESP32-Pins festzulegen
- Beispiel mit Pin D7:
Schritt 2: Relais AUS schalten (Schließer-Modus)
- Setzen Sie den Pin mit digitalWrite() auf LOW (0V)
- Dies öffnet den Relaisschalter und schaltet das Gerät AUS:
Schritt 3: Relais EIN schalten (Schließer-Modus)
- Setzen Sie den Pin mit digitalWrite() auf HIGH (3,3V)
- Dies schließt den Relaisschalter und schaltet das Gerät EIN:
Was der Code macht:
- Konfiguriert D7 als Ausgangs-Pin für die Relaissteuerung
- Sendet HIGH/LOW-Signale, um das Relais ein- und auszuschalten
- Erzeugt einen Blinkeffekt, indem die Relaiszustände mit Verzögerungen abgewechselt werden
ESP32 C3 Super Mini Code
Dieser Code zeigt die grundlegende Relaissteuerung mit dem ESP32 C3 Super Mini, um einen LED-Streifen blinken zu lassen.
Was dieser Code macht:
- Richtet Pin D7 zur Steuerung des Relaismoduls ein
- Schaltet das Relais (und den LED-Streifen) für 1 Sekunde EIN
- Schaltet das Relais (und den LED-Streifen) für 1 Sekunde AUS
- Wiederholt den Ein/Aus-Zyklus fortlaufend
- Erzeugt einen Blinkeffekt für das angeschlossene Hochspannungsgerät
Schnelle Schritte
- Neu beim ESP32 C3 Mini? Absolvieren Sie zuerst unser Tutorial Erste Schritte mit dem ESP32 C3 Mini, um Ihre Entwicklungsumgebung einzurichten.
- Code übernehmen: Kopieren Sie den obigen Code und fügen Sie ihn in die Arduino IDE ein
- Board auswählen: Wählen Sie ESP32 C3 Dev Module im Menü Werkzeuge > Board
- Port wählen: Wählen Sie den richtigen COM-Port im Menü Werkzeuge > Port
- Kompilieren und hochladen: Klicken Sie in der Arduino IDE auf die Schaltfläche Upload
- Ergebnis beobachten: Beobachten Sie, wie Ihr LED-Streifen jede Sekunde ein- und ausgeht
- Verdrahtung prüfen: Wenn nichts passiert, überprüfen Sie Ihre Relaisverbindungen
- Profi-Tipp: Fügen Sie eine Serial.println()-Anweisung hinzu, um die Relaiszustände zur Fehlersuche im seriellen Monitor zu verfolgen
Ausgabe im seriellen Monitor
Der Relais-Steuercode erzeugt standardmäßig keine Ausgabe im seriellen Monitor. Um die Relaiszustände zu verfolgen, können Sie den Code um serielles Debugging erweitern:
Anwendungs- und Projektideen
Sobald Sie die Relaissteuerung mit dem ESP32 C3 Super Mini beherrschen, können Sie viele praktische Projekte bauen.
- Intelligente Hausbeleuchtung: Raumlicht, Lampen oder LED-Streifen automatisch nach Zeit oder Sensoren steuern
- Automatisches Bewässerungssystem: Wasserpumpen abhängig von den Messwerten eines Bodenfeuchtesensors ein-/ausschalten
- Temperaturgesteuerter Lüfter: Kühlventilatoren aktivieren, wenn die Temperatur eine Schwelle überschreitet
- Intelligentes Türschloss: Elektromagnetische Schlösser für die Haussicherheit steuern
- Automatischer Futterspender für Haustiere: Fütterungszeiten planen, indem ein Futterspender-Motor gesteuert wird
- Gartenautomatisierung: Pflanzenlampen, Lüfter und Bewässerungssysteme steuern
- Fernsteuerung von Geräten: Kaffeemaschinen, Heizungen oder andere Geräte per WLAN ein-/ausschalten
Video Tutorial
Sehen Sie sich das folgende Video an, um eine visuelle Schritt-für-Schritt-Anleitung zu diesem Projekt zu erhalten.
Fordern Sie sich selbst heraus
Verbessern Sie Ihre Relais-Fähigkeiten mit dem ESP32 C3 Super Mini mit diesen zunehmend anspruchsvollen Projekten.
- Einfach: Ändern Sie das Blinkintervall auf 5 Sekunden an und 2 Sekunden aus
- Einfach: Fügen Sie einen Taster hinzu, um den Relaiszustand manuell statt durch automatisches Blinken zu steuern
- Mittel: Steuern Sie zwei Relais gleichzeitig, um zwei verschiedene Geräte unabhängig voneinander zu schalten
- Mittel: Verwenden Sie einen Temperatursensor, um einen Lüfter automatisch einzuschalten, wenn die Temperatur 25°C überschreitet
- Fortgeschritten: Bauen Sie ein per WLAN gesteuertes Relais-System, das Sie von Ihrem Smartphone aus bedienen können
- Fortgeschritten: Erstellen Sie ein Wochenplan-System, das Geräte jeden Tag zu bestimmten Zeiten ein-/ausschaltet