Главная » Электронные кошельки » Скетч на реле 16 портов управление ардуино. Управляем реле с помощью Arduino. Подключение модуля предельно просто

Скетч на реле 16 портов управление ардуино. Управляем реле с помощью Arduino. Подключение модуля предельно просто

/*
*
* Набор для экспериментов ArduinoKit
* Код программы для опыта №13: sketch 13
*
* Реле
*
* Написано для сайта http://сайт
*
*
* Помощь сообщества Arduino.
* Посетите сайт http://www.arduino.cc
*
*
*
* ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕЛЕ
*
* Реле это электрически управляемый механический переключатель.
* Реле может управлять гораздо большим напряжением и током, чем порты
* Arduino, или скажем транзистор, включенный в комплект набора. Если
* вы хотите использовать Arduino для управления лампой накаливания,
* кофеваркой, или другим электронным устройством работающим на 220V,
* реле это отличный способ сделать это.
* Реле спокойно справляется с переключением, коммутацией, больших
* напряжений, намного больших, чем может предложить порт Arduino.
* Мы будем использовать транзистор для того чтобы управлять реле,
* точно так же, как мы использовали транзистор для управления
* двигателем в опыте №12 (Стартовый набор, программиста и робототехника).
*
* Реле состоит из катушки, проволоки, металлического сердечника и
* переключающих контактов. При подаче питания на катушку, сердечник
* намагничивается, и притягивает якорь (рычажок), тем самым
* переключает контакты. Так как контакты реле полностью изолированы
* от Arduino, вы можете спокойно использовать реле для управления
* опасным напряжением, НО! Пожалуйста, делайте это, если вы уже
* знаете, и умеете, безопасно работать с высоким напряжением!
*
* Реле иметь три контакта, — COM (общий), NC (нормально замкнутый)
* и NO (нормально разомкнутый). Когда реле выключено, COM вывод
* подключен к выводу NC (нормально замкнутый), а когда включено,
* COM вывод подключается к NO (нормально разомкнутый).
*
* Этот код очень прост — он включает реле на одну секунду, затем
* выключает, ждет секунду и снова включает, как в опыте с мигающим
* светодиодом!
*
* Подключение оборудования:
*
* Транзистор:

* Транзистор имеет три вывода. Глядя на плоскую сторону,
* выводами вниз, назначения выводов будут следующими (слева
* на право): КОЛЛЕКТОР, БАЗА, ЭМИТЕР.
*
* Подключите БАЗУ через резистор 1К к цифровому порту 2.
*
* Подключите ЭМИТЕР к земле (GND).
*
* Катушка реле:
*
* Реле имеет контакты катушки, с помощью которых можно управлять
* реле и контакты для управления нагрузкой. На верхней или
* нижней части реле должен иметься рисунок, или символ,
* указывающий на контакты катушки.
*
* Подключение одну сторону катушки к коллектору транзистора.
*
* Подключение другую сторону катушки к питанию +5 Вольт.
*
* Диод:
*
* Реле имеет катушку, которую вы запитываете, для того чтобы
* притянуть якорь. При отключении питания, катушка генерирует
* всплеск напряжения, который может повредить транзистор. Этот
* диод защищает транзистор от всплеска напряжений.
*
* Подключите вывод диода, КАТОД, к питанию +5 Вольт.
*
* Подключите другой вывод диода, АНОД, к КОЛЛЕКТОРУ транзистора.
*
* Контакты реле и светодиодов:
*
* Контакты реле могут переключать все все что можно включить или
* выключить, но мы в этом уроке будем использовать контакты реле
* для включения и выключения светодиодов.
*
* Подключите общий вывод контактной группы релеCOMMON к резистору
* 330 Ом. Второй вывод резистора питанию +5 Вольт.
*
* Подключите вывод контактной группы реле NC (нормально замкнутый)
* к положительному (длинному) выводу светодиода LED 1.
*
* Подключите вывод контактной группы реле NO (нормально разомкнутый)
* к положительному (длинному) выводу второго светодиода — LED 2.
*
* Подключите отрицательные выводы (короткие ножки) обоих светодиодов
* к земле (GND).
*
*
*
* Комментарий к программе написан
* 26 ноября 2014
* специально для http://сайт
*
*
*/
const int relayPin = 2; // порт для управления транзистором
const int timeDelay = 1000; // задержка в мс, между вкл. и выкл.

// Вы можете уменьшить время задержки, но обратите внимание, что
// реле, будучи механическим устройством, будет изнашиваться
// быстрее, если частота переключений будет слишком частой.
void setup()
{
pinMode(relayPin, OUTPUT); // установить порт как исходящий
}
void loop()
{
digitalWrite(relayPin, HIGH); // включить реле

digitalWrite(relayPin, LOW); // выключить реле

delay(timeDelay); // пауза в 1 секунду

В статье описывается такое электронное устройство как реле, кратко объясняются принципы его работы, а также рассматривается подключение модуля с реле постоянного тока к Arduino на примере управления светодиодами.

Нам понадобится:

Ардуино UNO (или совместимая плата);
персональный компьютер с Arduino IDE или иной средой разработки ;
модуль с реле (например, такой);
4 резистора по 220 Ом (рекомендую приобрести набор резисторов с номиналами от 10 Ом до 1 МОм);
4 светодиода (к примеру, вот из такого набора);
соединительные провода (вот такие).

1 Принцип действия и виды реле

Реле - это электромеханическое устройство для замыкания и размыкания электрической цепи. В классическом варианте реле содержит электромагнит, который управляет размыканием или замыканием контактов. Если в нормальном положении контакты реле разомкнуты, а при подаче управляющего напряжения замыкаются, такое реле называется замыкающим. Если в нормальном состоянии контакты реле сомкнуты, а при подаче управляющего напряжения размыкаются, такой тип реле называется размыкающим.

Кроме того, существует множество других видов реле: переключающие, одноканальные, многоканальные, реле постоянного или переменного тока, и другие.

2 Схема подключения модуля реле SRD-05VDC-SL-C

Будем использовать модуль с двумя одинаковыми реле типа SRD-05VDC-SL-C или аналогичный .

Модуль имеет 4 разъёма: силовые разъёмы K1 и K2, управляющий разъём и разъём для подачи внешнего питания (с джампером).

Реле типа SRD-05VDC-SL-C имеет три контакта для подключения нагрузки: два крайних неподвижных, а средний - переключающийся. Именно средний контакт является своего рода «ключом», который коммутирует цепи тем или иным образом. На модуле есть подсказка, какой именно контакт реле является нормально замкнутым: маркировка "K1" и "K2" соединяет средний контакт с крайним левым (на фото). Подача управляющего напряжения на вход IN1 или IN2 (слаботочный управляющий разъём) заставит реле скоммутировать средний контакт контактной группы K1 или K2 с правым (силовой разъём). Ток, достаточный для переключения реле - около 20 мА, цифровые выводы Arduino могут выдавать до 40 мА.

Разъём для подачи внешнего питания используется для того, чтобы обеспечить гальваническую развязку платы Arduino и модуля реле. По умолчанию, на разъёме между штырьками JD-VCC и VCC имеется перемычка. Когда она установлена, модуль использует для питания напряжение, поданное на вывод VCC управляющего разъёма, а плата Arduino не имеет гальванической развязки с модулем. Если нужно обеспечить гальваническую развязку модуля и Arduino, необходимо подавать питание на модуль через разъём внешнего питания. Для этого убирается перемычка, и дополнительное питание подаётся на контакты JD-VCC и GND. При этом питание на вывод VCC управляющего разъёма также подаётся (от +5 В Arduino).

Кстати, реле может коммутировать не только слаботочную нагрузку, как в нашем примере. С помощью реле можно замыкать и размыкать достаточно большие нагрузки. Какие именно – нужно смотреть в техническом описании к конкретному реле. Например, данное реле SRD-05VDC-SL-C может коммутировать сети с током до 10 А и напряжением до 250 В переменного тока или до 30 В постоянного тока. То есть его можно использовать, например, для управления освещением квартиры.

Откуда получило своё название реле

От фамилии британского учёного лорда Рэлея - 28.6%

От процедуры смены уставших почтовых лошадей - 57.1%

От названия физической величины измерения яркости - 0%

В данном примере нам не нужна гальваническая развязка Arduino и модуля реле, поэтому будем питать модуль напрямую от платы Arduino, а джампер оставим на своём месте. Соберём схему, как показано на рисунке. Используемые резисторы - 220 Ом, светодиоды любые.

Если светодиоды не должны никогда отключаться, можно подключить центральную точку реле не на выводы D4 и D5 Arduino, а напрямую на питание +5 В.

3 Скетч управления реле с помощью Arduino

Будем поочерёдно зажигать пару светодиодов одного цвета, и каждую секунду переключаться на пару другого цвета. Напишем вот такой скетч.

Const int relay1 = 2; // пин управления 1-ым реле const int relay2 = 3; // пин управления 2-ым реле const int led1 = 4; // коммутируемый вывод - питание 1-го светодиода const int led2 = 5; // коммутируемый вывод - питание 2-го светодиода void setup() { pinMode(relay1, OUTPUT); pinMode(relay2, OUTPUT); pinMode(led1, OUTPUT); pinMode(led2, OUTPUT); // установим оба реле в исходное положение: digitalWrite(relay1, HIGH); digitalWrite(relay2, HIGH); // подадим питание на светодиоды: digitalWrite(led1, HIGH); digitalWrite(led2, HIGH); } void loop() { // переключим оба реле: digitalWrite(relay1, LOW); digitalWrite(relay2, LOW); delay(1000); // переключим оба реле обратно: digitalWrite(relay1, HIGH); digitalWrite(relay2, HIGH); delay(1000); }

Если вы собирали не по приведённой схеме, а вместо D4 и D5 подключали центральную точку реле напрямую к питанию +5V, то от констант led1 и led2 и от всего связанного с ними кода в скетче можно совершенно безболезненно избавиться.

Теперь загрузим скетч в память Arduino. Вот как это всё выглядит у меня. Реле громко пощёлкивают раз в секунду, а светодиоды весело моргают.

Кстати, существуют другие типы коммутирующих устройств, например, оптроны. Эти устройства не имеют механических частей, что существенно повышает их износоустойчивость и скорость срабатывания. Кроме того, они имеют меньший размер и меньшее энергопотребление.

Скачать техническое описание (datasheet) реле SRD-05VDC-SL-C

В этой статье приведены разные варианты управления реле в скетчах ардуино. Примеры тестировались на Arduino Uno, но они могут быть легко применимы для работы на других платах Arduino: Uno, Mega, Nano.

Схема подключения

В данном примере используется стандартный , на котором уже установлены все необходимые элементы для подключения к. Схема подключения очень проста: модуль реле присоединяется к 5 пину платы Ардуино. При этом для простоты мы можем даже не присоединять реальную нагрузку – реле будет щелкать при каждом изменении состояния, мы услышим эти щелчки и будем понимать, что скетч работает.

Скетч для работы с реле

/* * Скетч для управления реле с помощью ардуино * Используем реле SONGLE SRD-05VDC * Реле ОТКРЫВАЕТСЯ при подаче низкого уровня сигнала (LOW) на управляющий пин. * Реле ЗАКРЫВАЕТСЯ при подаче высокого уровня сигнала (HIGH) на управляющий пин. * * В данном примере мы просто открываем и закрываем реле раз в 5 секунд. * * PIN_RELAY содержит номер пина, к которому подключено реле, которым мы будем управлять * * В функции setup устанавливаем начальное положение реле (закрытое) * Если к реле будет подключена нагрузка(например, лампочка), то после запуска скетча она будет включаться и выключаться каждые 5 секунд * * Для изменения периода мигания нужно изменить параметр функции delay(): поставив 1000 миллисекунд, выполучите 1 секунду задержки * * В реальных проектах реле включается в ответ на обнаружение каких-либо внешних событий через подключение датчиков * */ #define PIN_RELAY 5 // Определяем пин, используемый для подключения реле // В этой функции определяем первоначальные установки void setup() { pinMode(PIN_RELAY, OUTPUT); // Объявляем пин реле как выход digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); // Выключаем реле - посылаем высокий сигнал } void loop() { digitalWrite(PIN_RELAY, LOW); // Включаем реле - посылаем низкий уровень сигнала delay(5000); digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); // Отключаем реле - посылаем высокий уровень сигнала delay(5000); }

Скетч управления реле с датчиком движения

В реальных проектах изменение состояния реле должно происходить в ответ на какую то реакцию среды. Например, в ответ на сигнал сработавшего датчика движения можно включить свет, замкнув цепь с помощью реле. В данном скетче мы рассмотрим такой вариант подключения.

Схема подключения реле

Следует понимать, что в реальных проектах обходятся вообще без ардуино – просто подключая сигнальный выход датчика к реле.

Пример скетча

В данном примере мы добавим в цикл loop проверку состояния PIR датчика с помощью функции digitalRead (). Если мы получаем HIGH, то это означает сработку датчика и мы выполняем действие – включаем реле. Если к нему присоединить лампочку, то она загорится. Но, как и в прошлом примере, можно просто послушать щелчки.

/* Скетч для управления реле ардуино с помощью PIR датчика PIN_RELAY содержит номер пина, к которому подключено реле, которым мы будем управлять PIN_PIR содержит номер пина с подключенным PIR-сенсором В функции setup устанавливаем начальное положение реле (закрытое) В теле функции loop проверяем наличия высокого уровня сигнала от датчика с помощью функции digitalRead Для отладки текущее значение датчика выводим в окно монитора порта */ #define PIN_RELAY 8 // Определяем пин, используемый для подключения реле #define PIN_PIR 5 // Определяем пин, используемый для подключения PIR-датчика // В этой функции определяем первоначальные установки void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(PIN_RELAY, OUTPUT); // Объявляем пин реле как выход digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); // Выключаем реле - посылаем высокий сигнал } void loop() { int val = digitalRead(PIN_PIR); // Считваем значение с датчика движения в отдельную переменную if (val == HIGH) { Serial.println("Датчик сработал"); digitalWrite(PIN_RELAY, LOW); // Включаем реле - посылаем низкий уровень сигнала } else { digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); // Отключаем реле - посылаем высокий уровень сигнала } delay(1000); // Проверяем значения один раз в секунду. }

С помощью Ардуино. Но как быть, если мы задумаем управлять устройствами, подключенными к бытовой сети? Напомню, что даже небольшая настольная лампа питается от источника переменного тока с напряжением 220 Вольт. Обычный полевой транзистор, который мы использовали в схеме с двигателем уже не подойдет. Чтобы управлять мощной нагрузкой да еще и с переменным током воспользуемся реле. Это такое электромеханическое устройство, которое механическим способом замыкает цепь нагрузки с помощью электромагнита. Посмотрим на внутренности: Принцип действия реле следующий. Подаем напряжение на электромагнитную катушку. В катушке возникает поле, которое притягивает металлическую лапку. В свою очередь, лапка механически замыкает контакты нагрузки. У реле есть два основных применения. Во-первых, мы можем подав всего 5 Вольт на катушку, замкнуть цепь очень мощной нагрузки. Например, реле, используемое в уроках для Ардуино, может включить холодильник или стиральную машину. Во-вторых, некоторые виды реле могут одновременно замкнуть и разомкнуть сразу несколько разных цепей с разным напряжением.

На этом уроке мы будем работать не с отдельным реле, а с целым релейным модулем. Помимо самого реле, модуль содержит еще и оптоэлектронную развязку с транзистором, которые защищают выводы Ардуино от скачков напряжения на катушке.

У одинарного модуля реле есть всего три контакта. Подключим их по следующей схеме. Кстати, вход реле является инвертированным. Это означает, что высокий уровень на контакте In выключит катушку реле, а низкий уровень — включит.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

2. Программа для Ардуино

Напишем простую программу, которая будет включать лампу на 3 секунды, а затем гасить на 1 секунду. const int relPin = 3; void setup() { pinMode(relPin, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(relPin, HIGH); delay(1000); digitalWrite(relPin, LOW); delay(3000); } Загружаем программу на Ардуино. Теперь подключаем питание к лампе и к реле. Наконец, подаем питание на контроллер.

3. Автоматический светильник или уличный фонарь

С помощью контроллера, реле и датчика света можно сделать несложный автоматический светильник. Контроллер будет зажигать лампу в момент, когда уровень света на датчике станет меньше заданного значения. В качестве датчика используем готовый модуль на основе . Подключим все три устройства по следующей схеме.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

4. Программа автоматического светильника

Аналоговый вывод датчика дает значения в диапазоне от 0 до 1023. Причем, 0 — для максимального уровня света и 1023 для полной темноты. Сначала нам нужно определиться при каком уровне света включать лампу, а при каком выключать. В нашей лаборатории при свете дня датчик показывает значение L = 120, а ночью около L = 700. Будем включать реле при L > 600, и выключать при L < 200. Вспомним как и напишем программу. const int photoPin = A5; const int relPin = 3; void setup() { pinMode(photoPin, INPUT); pinMode(relPin, OUTPUT); } void loop() { if(analogRead(photoPin) < 200) digitalWrite(relPin, HIGH); if(analogRead(photoPin) > 600) digitalWrite(relPin, LOW); } Загружаем программу на Ардуино и проводим эксперимент. Лучше всего это делать ночью.

Задания

1. Музыка реле. Как известно, электромеханическое реле издает щелчок при срабатывании. Попробуйте воспользоваться этим для проигрывания какой-нибудь несложной мелодии. 2. Управление двигателем. Имея два трехконтактных реле, таких же как в этом уроке, можно собрать схему для изменения направления вращения двигателя.

Подключить реле к Arduino достаточно просто. Для примера мы будем использовать Скетч и подключения из урока:

В схеме вместо светодиода с резистором подключим реле . Вот так выглядит схема подключения реле к Arduino UNO . К другим версиям например Arduino NANO схема не будет иметь отличий.

Как видим, схема не многим отключается от исходного примера.

Реле может управлять различными бытовыми приборами.

Пара фоток сделанных при снятии видео по данному уроку: .

Скетч можно взять из без изменений.

Для более красивого и читабельного кода заменим переменную ledPin на relayPin . Так же заменим вспомогательную переменную ledOn на relayOn . У нас получиться вот такой скетч управления реле .

Const int buttonPin = 2; // номер входа, подключенный к кнопке const int relayPin = 3; // номер выхода светодиода /* переменные */ boolean lastButten = LOW; // предыдущее состояние кнопки boolean currentButten = LOW; // текущее состояние кнопки boolean relayOn = false; // текущее состояние свтодиода void setup() // Функция setup() { // инициализируем пин, подключенный к реле, как выход pinMode(relayPin, OUTPUT); // инициализируем пин, подключенный к кнопке, как вход pinMode(buttonPin, INPUT); } boolean debvance (boolean last) //убираем дребизг { boolean current = digitalRead (buttonPin); // считываем данные с кнопки if (last != current) // Если текущее состояние отличететься от предыдущего { delay (5); // Ждем 5 милисек. current = digitalRead (buttonPin); // Присваеваем текущее состояние кнопки return current; } } void loop() // Функция loop { currentButten = debvance (lastButten); // Передаем функции дребезга значение по умолчанию LOW if (lastButten == LOW && currentButten == HIGH) // Проверяем отпускали мы кнопку или нет { relayOn = !relayOn; // инвертируем значение } lastButten = currentButten; // Переприсваеваем прошлое состояние кнопки digitalWrite(relayPin, relayOn); // Включаем или выключаем реле (смотря что пришло после инверсии) delay (2); // Ждем 2 милисек. }

Вы должны понимать, что управлять реле можно и буз Arduino . Данный пример приведен для ознакомления.

Если подключить реле через кнопку с фиксацией . Вот по такой схеме.