Arduino Relay Module – Robots Cyprus Μάθημα #3 – Μαθήματα Ρομποτικής
Περιγραφή Μαθήματος #3 Robots Cyprus – Arduino Relay Module – Μαθήματα Ρομποτικής:
Αγορά Arduino Sensors και Modules
Αγορά Arduino Uno Starter Kit
Εισαγωγή:
Σε αυτό το μάθημα θα μάθουμε πώς να ελέγχουμε συσκευές υψηλής τάσης, χρησιμοποιώντας την κάρτα arduino και το Arduino Relay Module.
Περιγραφή Arduino Relay Module:
Μπορούμε να το κάνουμε αυτό χρησιμοποιώντας το Relay Module. Το relay είναι ένας διακόπτης που ελέγχεται από ένα ηλεκτρομαγνήτη. Ο ηλεκτρομαγνήτης ενεργοποιείται με χαμηλή τάση. Δημιουργεί επαφή ή διακόπτει κυκλώματα υψηλής τάσης.
Για αυτό το μάθημα θα χρησιμοποιήσουμε ένα relay module 2 καναλιών HL52s. To εν λόγω relay module έχει 2 relay των 10A στα 250 και 125 volts AC και 10A στα 30 και 28 volts DC.
Η υψηλής τάσης σύνδεση έχει 3 υποδοχές. Αυτή στην μέση είναι η κοινή υποδοχή. Η υποδοχή στα αριστερά της είναι για τυπική ανοιχτή σύνδεση. Η άλλη στα δεξιά της κοινής υποδοχής είναι για τυπική κλειστή σύνδεση.
Στην άλλη πλευρά του module υπάρχουν 2 σετ από υποδοχές. Το ένα σετ έχει 4 υποδοχές. Την γείωση (ground), την Vcc για τροφοδοσία του module, και 2 υποδοχές εισόδου.
Το άλλο σετ έχει 2 υποδοχές με μία ένωση μεταξύ τους. Η ένωση συνδέει την υποδοχή JD Vcc και την υποδοχή VCC. Με αυτό το είδος σύνδεσης ο ηλεκτρομαγνήτης στο relay, τροφοδοτείται απευθείας από την κάρτα Arduino. Αν κάτι πάει στραβά με το relay, η κάρτα arduino μπορεί να πάθει ζημιά.
ΣχεδιάγραμμαArduino Relay Module:
Για καλύτερη κατανόηση ας δούμε το σχεδιάγραμμα του κυκλώματος του relay module. Αρχικά βλέπουμε την τροφοδοσία των 5 Volts από την κάρτα Arduino. Η τροφοδοσία είναι συνδεδεμένη στην υποδοχή VCC. Αυτό ενεργοποιεί το Relay μέσω του αντίστοιχου Chip. Η τροφοδοσία είναι συνδεδεμένη και με το JDVcc που τροφοδοτεί τον ηλεκτρομαγνήτη του relay.
Σε αυτή την περίπτωση δεν υπάρχει μόνωση μεταξύ του relay και της κάρτας arduino. Αν θέλουμε να μονώσουμε το relay με την κάρτα Arduino χρειάζεται να φύγουμε την ένωση μεταξύ του VCC και JDVcc.
Επίσης χρειάζεται να συνδέσουμε ξεχωριστή τροφοδοσία για το relay. Με αυτή την συνδεσμολογία η κάρτα arduino δεν έχει κοινή τροφοδοσία με το relay. Χρησιμοποιεί μονάχα την LED του αντίστοιχου τσιπ για να ενεργοποιεί το relay.
Τρόπος Λειτουργίας:
Οι υποδοχές εισόδου στο module δουλεύουν αντίστροφα. Το relay θα ενεργοποιηθεί όταν η υποδοχή εισόδου είναι στο low. Αυτό συμβαίνει επειδή ο ηλεκτρισμός μπορεί να ταξιδεύσει από το VCC στην υποδοχή εισόδου όταν αυτή είναι LOW ή GROUND. Σε αυτή την περίπτωση η LED θα ανάψει και θα ενεργοποιήσει το relay. Όταν η υποδοχή εισόδου είναι HIGH δεν θα υπάρχει ροή ηλεκτρισμού. Έτσι η LED δεν θα ανάψει και δεν θα ενεργοποιηθεί το relay.
Προσοχή!!!
Πριν να συνεχίσουμε με το μάθημα θα ήθελα να σας προειδοποιήσω πως θα χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρισμό υψηλής τάσης. Εάν η συνδεσμολογία είναι λάθος, ή δεν είστε προσεκτικοί είναι πάρα πολύ επικίνδυνο. Μπορεί να σας προκαλέσει σοβαρούς τραυματισμούς ή ακόμη και θάνατο. Μπορεί επίσης, τυχόν λάθος να καταστρέψει τις συσκευές σας.
Παρακαλώ να είστε πάρα πολύ προσεκτικοί στο τι κάνετε, διότι δεν φέρουμε καμία απολύτως ευθύνη για τις πράξεις σας.
Συνδεσμολογία Arduino Relay Module:
Τώρα ας προχωρήσουμε με το μάθημα για να εξηγήσουμε πως συνδέουμε το relay module με συσκευές υψηλής τάσης. Αρχικά ας κοιτάξουμε το διάγραμμα του κυκλώματος. Όπως σας ανάφερα και πριν θα χρησιμοποιήσω ένα ξεχωριστό μετασχηματιστή 5 Volts για τον ηλεκτρομαγνήτη. Τον μετασχηματιστή θα τον συνδέσω στο JDVcc και στην γείωση (ground). Την υποδοχή 5 Volts της κάρτας Arduino, θα την συνδέσουμε στην υποδοχή VCC του relay module. Την υποδοχή με τον αριθμό 7 της κάρτας arduino θα την συνδέσουμε στην υποδοχή εισόδου του relay module για να το ελέγχουμε.
Τώρα για το κομμάτι της υψηλής τάσης θα χρειαστούμε μία πρίζα και την υποδοχή της. Επίσης θα χρειαστούμε ένα σύρμα με 2 καλώδια. Το ένα από τα 2 καλώδια πρέπει να κοπεί και να συνδεθεί στην κοινή και κανονικά ανοιχτή υποδοχή του relay module. Με αυτή την συνδεσμολογία όταν ενεργοποιούμε το relay θα κλείνει το κύκλωμα υψηλής τάσης και η συσκευή μας θα δουλεύει.
Εδώ θα σας δείξω πως μετέτρεψα το καλώδιο της πρίζας. Πήρα την πρίζα με την υποδοχή της. Μετά προσεκτικά έκοψα το σύρμα και ένα από τα καλώδια όπως βλέπετε στην εικόνα. Αργότερα τα σύνδεσα στην κανονικά ανοιχτή ένωση του relay module. Την άλλη άκρη των καλωδίων την σύνδεσα στην υποδοχή όπως βλέπετε στην εικόνα. Εδώ βλέπετε την τελική μορφή του σύρματος, που είναι έτοιμο για χρήση.
Πριν να χρησιμοποιήσετε το σύρμα, βεβαιωθείτε ότι δουλεύει σωστά. Για τον έλεγχο μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πολύμετρο ή χαμηλής τάσης ηλεκτρισμό.
Περιγραφή Κώδικα Arduino:
Αυτό που υπολείπεται για αυτό το μάθημα είναι να γράψουμε τον κώδικα μας, και να κάνουμε την δοκιμή μας για το relay module. Εδώ είναι ένας απλός κώδικας. Αρχικά δηλώνουμε την υποδοχή 7 της κάρτας arduino για να ελέγχει το relay. Οπότε την δηλώνουμε ως υποδοχή εξόδου. Δημιουργούμε ένα πρόγραμμα για να ενεργοποιείται και να απενεργοποιείται το relay με 3 δευτερόλεπτα καθυστέρηση.
Θα αναφέρω ακόμα μία φορά πως η υποδοχή εισόδου του relay module δουλεύει αντίστροφα. Οπότε ένα χαμηλού επιπέδου σήμα logic θα ενεργοποιήσει το relay και ένα υψηλού επιπέδου σήμα logic θα το απενεργοποιήσει.
Εφαρμογή Παραδείγματος:
Εδώ βλέπεται την τελική μορφή του παραδείγματος που μόλις περιέγραψα. Το έχω ήδη ελέγξει σε 3 συσκευές. Αρχικά μία λάμπα των 100 Watt, μία λάμπα γραφείου και ένα αερόθερμο. Όλες αυτές οι συσκευές χρειάζονται 220 Volts.
Έτσι μπορούμε να ελέγξουμε όλων των ειδών συσκευές υψηλής τάσης χρησιμοποιώντας την κάρτα Arduino. Αντιλαμβάνεστε πως οι δυνατότητες για τον τρόπο ελέγχου των συσκευών υψηλής τάσης είναι απεριόριστες. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για τον έλεγχο των συσκευών Remote Control τηλεόρασης. Μπορούμε επίσης να τις ελέγξουμε μέσω Bluetooth, SMS, μέσω Wifi και πολλών άλλων τρόπων.
Παρακολουθείστε το βίντεο του μαθήματος στο κανάλι Youtube του Robots Cyprus.
Κώδικας:
int in1 = 7;
void setup() {
pinMode(in1, OUTPUT);
digitalWrite(in1, HIGH);
}
void loop() {
digitalWrite(in1, LOW);
delay(3000);
digitalWrite(in1, HIGH);
delay(3000);
}
