ESP32 - Relais
Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie mit einem ESP32 und MicroPython ein Relaismodul steuern. Im Einzelnen lernen wir:
- Wie ein Relais funktioniert.
- Wie man ein Relais an ein Hochspannungsgerät anschließt.
- Wie man den ESP32 mit dem Relais verbindet.
- Wie man MicroPython-Code für den ESP32 schreibt, um das Relais zu steuern und so Hochspannungsgeräte ein- und auszuschalten.
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables ESP32 Starter-Kit (ESP32 enthalten) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Überblick über Relay
Ein Relais ist ein programmierbarer Schalter, der von Geräten wie dem ESP32 oder anderen Mikrocontrollern gesteuert werden kann. Es ermöglicht die automatisierte Steuerung von Geräten, insbesondere solchen, die hohe Spannung oder hohen Strom benötigen, indem es sie ein- oder ausschaltet. Im Grunde fungiert das Relais als Vermittler zwischen dem ESP32 und Hochspannungsgeräten.
WARNING
Bei der Arbeit mit Elektrizität ist Sicherheit entscheidend. Achten Sie darauf, Stromschläge zu vermeiden. Wenn Sie sich bei etwas unsicher sind, bitten Sie jemanden um Hilfe, der sich damit auskennt.
Wir empfehlen, zum Testen ein Gleichstromgerät (bis 24V) zu verwenden, auch wenn manche Relais sowohl mit Gleichstrom- als auch mit Wechselstromgeräten funktionieren.
Relais-Pinbelegung
Ein Relais hat zwei Gruppen von Pins: die Eingangspins, die mit Niederspannung arbeiten, und die Ausgangspins, die mit Hochspannung arbeiten.
- Verbinden Sie die Pins der Eingangsgruppe mit dem ESP32. Es gibt drei Pins:
- DC- Pin: mit GND (0V) verbinden.
- DC+ Pin: mit VCC (5V) verbinden.
- IN-Pin: Verbinden Sie diesen Pin, um das Steuersignal vom ESP32 zu empfangen.
- Verbinden Sie die Pins der Ausgangsgruppe mit dem Hochspannungsgerät. Auch hier gibt es drei Pins, meist in einer Schraubklemme:
- COM-Pin: Dies ist der gemeinsame Anschluss, der sowohl im Schließer- als auch im Öffnermodus verwendet wird.
- NO-Pin: Dies ist der Schließer-Pin (normally open). Verwenden Sie ihn in der Schließer-Konfiguration.
- NC-Pin: Dies ist der Öffner-Pin (normally closed). Verwenden Sie ihn im Öffnermodus.
- Im Schließermodus verbinden Sie nur den COM-Pin und den NO-Pin.
- Im Öffnermodus verbinden Sie nur den COM-Pin und den NC-Pin.
- LOW-Pegel-Trigger-Modus
- HIGH-Pegel-Trigger-Modus
- Standardmäßig offener Modus
- Standardmäßig geschlossener Modus.
- Der Schließermodus ("normally open") und der Öffnermodus ("normally closed") funktionieren unterschiedlich.
- Viele Relaismodule können sowohl im Schließer- als auch im Öffnermodus verwendet werden.
- Der LOW-Pegel-Trigger-Modus und der "HIGH-Pegel-Trigger"-Modus funktionieren unterschiedlich.
- Nicht alle Relaismodule unterstützen sowohl den LOW-Pegel-Trigger- als auch den HIGH-Pegel-Trigger-Modus.
- Ein Relaismodul kann immer nur in einem Modus gleichzeitig arbeiten, entweder LOW-Pegel-Trigger oder HIGH-Pegel-Trigger.
- Wenn der IN-Pin mit LOW (0V) verbunden ist, bleibt der Schalter offen und das Gerät ist AUS.
- Wenn der IN-Pin mit HIGH (5V) verbunden ist, ist der Schalter geschlossen und das Gerät ist EIN.
- Wenn der IN-Pin mit LOW (0V) verbunden ist, ist der Schalter geschlossen. Das bedeutet, das Gerät ist eingeschaltet.
- Wenn der IN-Pin mit HIGH (5V) verbunden ist, ist der Schalter offen. Das bedeutet, das Gerät ist ausgeschaltet.
- Den Pin des ESP32 mit dem IN-Pin des Relais verbinden.
- Den Pin auf LOW oder HIGH setzen, um das Relais zu steuern.
Normalerweise verwenden wir nur zwei der Pins der Hochspannungsgruppe, nicht alle.
Wenn das Relais sowohl LOW- als auch HIGH-Pegel-Trigger unterstützt, gibt es außerdem in der Regel einen Jumper, um entweder den LOW-Pegel-Trigger oder den HIGH-Pegel-Trigger auszuwählen.
※ Notiz:
Verschiedene Hersteller können die Pins auf dem Relaismodul unterschiedlich anordnen. Prüfen Sie immer sorgfältig die Beschriftungen auf Ihrem Relais, um die richtigen Pin-Anschlüsse zu finden. Achten Sie genau auf die Position der Pins!
So schließen Sie das Hochspannungsgerät an das Relais an
Funktionsweise
Ein Relais kann je nach Hersteller und der vom Benutzer gewählten Installationsmethode unterschiedlich arbeiten.
Der Eingangsmodus: Es gibt zwei Eingangsmodi, die das Relais auf entgegengesetzte Weise arbeiten lassen:
Der Ausgangsmodus: Es gibt zwei Ausgangsmodi, und sie lassen das Relais unterschiedlich funktionieren:
Das Wort "normally" (im Ruhezustand) bedeutet, dass der "IN-Pin" mit "LOW (0V)" verbunden ist. Hier einige grundlegende Informationen:
Die Kombination aus Eingangsmodi und Ausgangsmodi ergibt mehrere Anwendungsfälle. Für Anfänger empfehlen wir den HIGH-Pegel-Trigger-Modus und den Schließer-Modus.
Der LOW-Pegel-Trigger- und der HIGH-Pegel-Trigger-Modus funktionieren unterschiedlich. Als Nächstes erklären wir den HIGH-Pegel-Trigger-Modus im Detail. Der LOW-Pegel-Trigger funktioniert genau umgekehrt.
HIGH-Pegel-Trigger - Schließermodus
Um diesen Modus zu aktivieren, verbinden Sie das Hochspannungsgerät mit dem COM-Pin und dem NO-Pin.
HIGH-Pegel-Trigger - Öffnermodus
Um diesen Modus zu verwenden, verbinden Sie das Hochspannungsgerät mit dem COM-Pin und dem NC-Pin.
Zusammenfassung
| Eingangsmodi | Ausgangsmodi | IN-Pin (programmierbar) | Ausgangspins | Relaiszustand | Gerätezustand |
|---|---|---|---|---|---|
| HIGH-Trigger | Schließer | LOW | COM- und NO-Pin | ⇒ offen | ⇒ AUS |
| HIGH-Trigger | Schließer | HIGH | COM- und NO-Pin | ⇒ geschlossen | ⇒ EIN |
| HIGH-Trigger | Öffner | LOW | COM- und NC-Pin | ⇒ geschlossen | ⇒ EIN |
| HIGH-Trigger | Öffner | HIGH | COM- und NC-Pin | ⇒ offen | ⇒ AUS |
| LOW-Trigger | Schließer | LOW | COM- und NO-Pin | ⇒ geschlossen | ⇒ EIN |
| LOW-Trigger | Schließer | HIGH | COM- und NO-Pin | ⇒ offen | ⇒ AUS |
| LOW-Trigger | Öffner | LOW | COM- und NC-Pin | ⇒ offen | ⇒ AUS |
| LOW-Trigger | Öffner | HIGH | COM- und NC-Pin | ⇒ geschlossen | ⇒ EIN |
Es kann bis zu 8 Anwendungsfälle geben. Das mag nach zu viel aussehen. Aber wenn Sie gerade erst anfangen, konzentrieren Sie sich einfach auf die ersten beiden Fälle. Diese umfassen die Einstellungen HIGH-Pegel-Trigger und Schließer. In diesem Tutorial behandeln wir hauptsächlich diese beiden Fälle.
ESP32 - Relais
Der ESP32 verwendet ein Relais, um ein Gerät zu steuern, das mit Hochspannung arbeitet.
Die Steuerung eines Relais ist einfach. Wir müssen nur:
Verdrahtungsdiagramm
- So verbinden Sie ESP32 und Relais mithilfe eines Steckbretts (Stromversorgung über USB-Kabel)
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
- So verbinden Sie ESP32 und Relais mithilfe eines Steckbretts (Stromversorgung über Vin-Pin)
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
- So verbinden Sie ESP32 und Relais mithilfe einer Schraubklemmen-Breakout-Platine (Stromversorgung über USB-Kabel)
- So verbinden Sie ESP32 und Relais mithilfe einer Schraubklemmen-Breakout-Platine (Stromversorgung über Vin-Pin)
So programmieren Sie das Relais
- Einen ESP32-Pin als digitalen Ausgang konfigurieren. Um beispielsweise Pin 3 einzurichten, verwenden Sie diese Funktion.
- Relais einschalten.
- Relais ausschalten.
ESP32 MicroPython Code
Schnelle Schritte
Hier finden Sie eine Anleitung, wie Sie Ihren MicroPython-Code auf dem ESP32 mit der Thonny IDE einrichten und ausführen:
- Stellen Sie sicher, dass Thonny IDE auf Ihrem Computer installiert ist.
- Vergewissern Sie sich, dass die MicroPython-Firmware auf Ihrem ESP32-Board geladen ist.
- Wenn Sie zum ersten Mal einen ESP32 mit MicroPython verwenden, lesen Sie die Anleitung ESP32 MicroPython Erste Schritte für eine Schritt-für-Schritt-Anleitung.
- Verbinden Sie das ESP32-Board gemäß dem bereitgestellten Schaltplan mit dem Relais.
- Verbinden Sie das ESP32-Board mit einem USB-Kabel mit Ihrem Computer.
- Öffnen Sie Thonny IDE auf Ihrem Computer.
- Gehen Sie in Thonny IDE zu Tools Options.
- Wählen Sie im Tab Interpreter aus dem Dropdown-Menü MicroPython (ESP32).
- Stellen Sie sicher, dass der richtige Port ausgewählt ist. Thonny IDE erkennt ihn normalerweise automatisch, aber möglicherweise müssen Sie ihn manuell auswählen (z. B. COM12 unter Windows oder /dev/ttyACM0 unter Linux).
- Kopieren Sie den bereitgestellten MicroPython-Code und fügen Sie ihn in den Editor von Thonny ein.
- Speichern Sie den Code auf Ihrem ESP32:
- Klicken Sie auf den Save-Button oder drücken Sie Ctrl+S.
- Wählen Sie im Speicherdialog MicroPython device.
- Nennen Sie die Datei main.py.
- Klicken Sie auf den grünen Run-Button (oder drücken Sie F5), um das Skript auszuführen.
- Überprüfen Sie den Zustand des Relais.
Video Tutorial
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