ESP32 S3 - 2-Kanal-Relaismodul
Lernen Sie, wie Sie mit einem ESP32 S3 und einem 2-Kanal-Relaismodul zwei Hochspannungsgeräte gleichzeitig steuern. Dieses einsteigerfreundliche Tutorial behandelt alles, was Sie brauchen, um Pumpen, Ventilatoren, Lampen und andere Geräte mit Ihrem ESP32 S3-Mikrocontroller zu schalten.
Was Sie bauen werden:
- Ein Doppelrelais-Steuersystem mit dem ESP32 S3 WROOM N16R8
- Unabhängiges Schalten von zwei Hochspannungsgeräten über GPIO-Pins
- Echtzeit-Rückmeldung des Relaiszustands über den Seriellen Monitor
- Eine Grundlage für Hausautomatisierungs- und IoT-Projekte
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables ESP32 S3 Starter-Kit (ESP32 S3 enthalten) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Überblick über 2-Channel Relay Module
Ein 2-Kanal-Relaismodul ist eine elektromechanische Schaltplatine, mit der Ihr ESP32 S3 zwei getrennte Hochspannungsstromkreise über Niederspannungs-GPIO-Signale steuern kann. Jeder Relaiskanal arbeitet unabhängig, was dieses Modul ideal für Anwendungen macht, die zwei verschiedene Lasten — etwa eine Pumpe und einen Ventilator — mit einer einzigen kompakten Platine schalten müssen. Die eingebauten Optokoppler trennen den ESP32 S3 elektrisch von der Hochspannungsseite und schützen Ihren Mikrocontroller vor Spannungsspitzen und Störungen.
Wichtige Spezifikationen
- Steuert zwei unabhängige Hochspannungsgeräte (AC oder DC)
- Arbeitet mit 5V-Stromversorgung
- Akzeptiert Steuersignale mit 3,3V oder 5V
- Eingebaute Optokoppler für Sicherheit und Isolation
- LED-Anzeigen zeigen den Relaisstatus
- Unterstützt Low-Level- und High-Level-Triggermodus
- Maximale Last: typischerweise 10A bei 250VAC oder 10A bei 30VDC pro Kanal
- Perfekt für Einsteiger, die Hausautomatisierung lernen
Pinbelegung
Das 2-Kanal-Relaismodul bietet drei Arten von Pins: Stromversorgung, Steuersignaleingänge und Hochspannungs-Ausgangsklemmen für jeden Relaiskanal.
- DC+: Mit 5V-Stromversorgung verbinden
- DC-: Mit GND der Stromversorgung UND GND des ESP32 S3 verbinden
- IN1: Steuersignal vom ESP32 S3 für Relais 1
- IN2: Steuersignal vom ESP32 S3 für Relais 2
- COM1: Gemeinsamer Anschluss für Gerät 1
- NO1: Schließer-Anschluss (verbindet, wenn Relais 1 aktiviert ist)
- NC1: Öffner-Anschluss (trennt, wenn Relais 1 aktiviert ist)
- COM2: Gemeinsamer Anschluss für Gerät 2
- NO2: Schließer-Anschluss (verbindet, wenn Relais 2 aktiviert ist)
- NC2: Öffner-Anschluss (trennt, wenn Relais 2 aktiviert ist)
- Zwei Jumper zur Auswahl des Triggermodus (Low-Level oder High-Level) pro Relais
- Zwei LED-Anzeigen, die den Status jedes Relais anzeigen
Ausführliche Informationen zu den Grundlagen von Relais, einschließlich der Anschlüsse Öffner (normally closed) und Schließer (normally open) sowie Low-Level- und High-Level-Triggerung, finden Sie in unserem Tutorial ESP32 S3 - Relais.
Verdrahtungsdiagramm
Verbinden Sie Ihren ESP32 S3 gemäß diesem Schaltplan mit dem 2-Kanal-Relaismodul. Die Pins IN1 und IN2 werden mit GPIO-Pins des ESP32 S3 verbunden, während die Pins DC+ und DC- die 5V-Stromversorgung liefern, die das Relaismodul zum Betrieb seiner Spulen benötigt.
Sicherheitshinweise
Trennen Sie beim Arbeiten mit Hochspannungsgeräten immer die gesamte Stromversorgung, bevor Sie Änderungen an der Verdrahtung vornehmen. Wenn beide Geräte dieselbe Spannung verwenden (zum Beispiel beide 12V), können Sie ein einziges Netzteil für beide verwenden; wenn sie unterschiedliche Spannungen benötigen, verwenden Sie separate Netzteile und stellen Sie sicher, dass alle GND-Anschlüsse mit der Masse des ESP32 S3 verbunden sind.
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
| 2-Kanal-Relais-Pin | ESP32 S3-Pin |
|---|---|
| DC+ | 5V |
| DC- | GND |
| IN1 | GPIO17 |
| IN2 | GPIO16 |
Wenn das Projekt lange laufen oder in einem Gehäuse sitzen soll, ist es besser, die Kabel festzuschrauben. Ein Schraubklemmen-Board für ESP32 S3 löst dieses Problem. Stecken Sie den ESP32 S3 darauf und schrauben Sie die Kabel fest. So sieht es mit dem Schraubklemmen-Board aus:
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Oder stecken Sie den ESP32 S3 auf ein GPIO-Breakout-Board für ESP32 S3. Dieselbe Verdrahtung sieht dann so aus:
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
※ Notiz:
Hinweise zur Stromversorgung: Wenn beide Geräte dieselbe Spannung benötigen (z. B. beide 12V), verwenden Sie ein Netzteil für beide. Wenn die Geräte unterschiedliche Spannungen benötigen, verwenden Sie für jedes Gerät ein separates Netzteil. Verbinden Sie immer den GND aller Stromversorgungen mit dem GND des ESP32 S3.
※ Notiz:
Sicherheitswarnung: Trennen Sie beim Arbeiten mit Hochspannungsgeräten vor dem Verdrahten immer die Stromversorgung. Überprüfen Sie alle Verbindungen doppelt, bevor Sie die Stromversorgung einschalten, um Kurzschlüsse oder Schäden zu vermeiden.
So programmieren Sie ein 2-Kanal-Relaismodul
Die Programmierung des 2-Kanal-Relaismoduls mit dem ESP32 S3 erfordert nur wenige Zeilen Arduino-Code. Der folgende Code zeigt, wie Sie zwei GPIO-Pins als digitale Ausgänge konfigurieren und die Relaiszustände mit Verzögerungen umschalten, um die Verdrahtung zu überprüfen und das Schaltverhalten der Relais zu beobachten. Jeder Relaiskanal wird unabhängig mit digitalWrite() gesteuert, was Ihnen volle Flexibilität bei Timing und Ablauf gibt.
Relais-Pins initialisieren:
Relaiszustände steuern:
ESP32 S3-Code
Schnelle Schritte
- Neu beim ESP32 S3? Arbeiten Sie zuerst unsere Anleitung Erste Schritte mit dem ESP32 S3 durch.
- Code kopieren: Kopieren Sie den obigen Code in die Arduino IDE.
- Board auswählen: Wählen Sie ESP32 S3 im Menü Tools > Board.
- Port auswählen: Wählen Sie den richtigen COM-Port im Menü Tools > Port.
- Hochladen: Klicken Sie auf die Schaltfläche Upload, um Ihren ESP32 S3 zu programmieren.
- Hinhören: Sie sollten Klickgeräusche hören, wenn die Relais ein- und ausschalten.
- Seriellen Monitor öffnen: Klicken Sie auf das Symbol des Seriellen Monitors (oben rechts) und stellen Sie die Baudrate auf 115200 ein.
- Ausgabe beobachten: Beobachten Sie, wie alle 2 Sekunden Statusmeldungen der Relais erscheinen.
- Profi-Tipp: Verwenden Sie für Relais 1 und Relais 2 unterschiedliche Verzögerungszeiten, um eigene Zeitmuster für Ihre Automatisierungsprojekte zu erstellen.
Ausgabe im Seriellen Monitor
Anwendungen und Projektideen
Die drahtlosen Fähigkeiten und die Rechenleistung des ESP32 S3 machen ihn zu einem ausgezeichneten Partner für ein 2-Kanal-Relaismodul in einer Vielzahl realer Automatisierungsprojekte:
- Intelligente Hausbeleuchtung: Steuern Sie zwei verschiedene Raumleuchten oder Lampenkreise unabhängig voneinander
- Gartenautomatisierung: Betreiben Sie eine Wasserpumpe und Pflanzenlampen nach getrennten Zeitplänen
- Garagentoröffner: Steuern Sie Tormotor und Innenbeleuchtung gleichzeitig
- Aquarium-Steuerung: Betreiben Sie Filterpumpe und Aquarienbeleuchtung
- HLK-Automatisierung: Schalten Sie Heiz- und Kühlsysteme anhand von Temperatursensoren
- Sicherheitssystem: Steuern Sie Türschlösser und Alarmsirenen per Smartphone oder Sensoren
- Werkstattautomatisierung: Steuern Sie Elektrowerkzeuge und Lüftungsventilatoren aus der Ferne
Video-Tutorial
Sehen Sie sich unten die Schritt-für-Schritt-Videoanleitung für dieses ESP32 S3-Projekt an.
Fordern Sie sich heraus
Diese Herausforderungen helfen Ihnen, auf den grundlegenden Relaissteuerungs-Kenntnissen aus diesem Tutorial aufzubauen und Ihre ESP32 S3-Projekte weiterzuentwickeln:
- Anfänger: Ändern Sie den Code so, dass die Relais in unterschiedlichen Zeitabständen ein- und ausschalten (z. B. Relais 1 jede Sekunde, Relais 2 alle 3 Sekunden)
- Anfänger: Fügen Sie LED-Anzeigen auf dem Breadboard hinzu, die die Relaiszustände als visuelle Rückmeldung widerspiegeln
- Fortgeschrittene: Erstellen Sie einen Webserver, mit dem Sie beide Relais über den Webbrowser Ihres Smartphones steuern können
- Fortgeschrittene: Schließen Sie einen DHT22-Temperatursensor an und steuern Sie automatisch einen Ventilator (Relais 1) und eine Heizung (Relais 2) abhängig von der Temperatur
- Experten: Bauen Sie ein vollständiges IoT-Hausautomatisierungssystem mit dem MQTT-Protokoll, um die Relais von überall auf der Welt zu steuern
- Experten: Implementieren Sie eine Zeitplanfunktion, die Ein-/Ausschaltzeiten im EEPROM speichert, um Geräte täglich automatisch zu steuern