Arduino реле высокого уровня

Arduino и реле

Описание

Электромагнитное реле – универсальный способ коммутировать нагрузку. Универсальность в том, что реле имеет чисто механический контакт, то есть физически замыкает контакты. Это позволяет коммутировать нагрузку как переменного, так и постоянного тока в широком диапазоне напряжений: от 0 до сетевого, то есть 220 Вольт. По току производитель обещает 10 А, то есть можно коммутировать например 2 кВт обогреватель. Само реле напрямую к микроконтроллеру подключать нельзя, поэтому для управления силовая схема развязывается с логической, соответственно китайцы выпускают несколько типов модулей реле:

В наборе идёт красный модуль с настройкой логического уровня (жёлтый джампер-перемычка между буквами H и L). В центре – самый дешёвый модуль с минимальной обвязкой, высокого уровня. И справа – тоже неплохой модуль, но низкого уровня, что не всегда удобно использовать. Примечание: реле высокого уровня переключается при высоком сигнале на логический вход, а низкого – низком. Все модули реле имеют три пина на одном конце и три на другом:

Слева находятся пины питания и управления самого реле:

  • VCC (DC+, +) – питание
  • GND (DC-, -) – “земля”
  • IN (S) – логический управляющий сигнал

Справа находятся выходы самого реле, это одна контактная группа с переключением:

  • COM (Common) – общий контакт
  • NO (Normal Open) – нормально разомкнутый относительно COM контакт
  • NC (Normal Close) – нормально замкнутый относительно COM контакт

Работает это следующим образом: само реле (синяя коробочка на плате) питается от VCC и GND и подключается на питание схемы, так как реле потребляет около 60 мА при переключении. Но управляется реле логическим сигналом от микроконтроллера, который подаётся на пин IN. На выходе реле наблюдается следующая картина: у неактивного реле замкнуты контакты COM и NC. При активации реле контакт переключается и COM замыкается с NO.

Реле высокого уровня будет включаться и потреблять ток при подаче высокого сигнала (5, 3.3V), а низкого – при подаче низкого (GND, 0V). Чисто логически удобнее использовать реле высокого уровня: подали высокий сигнал – реле включилось. Мы кстати разбирали реле вот в этом уроке. И вот в этом:

Подключение

Примеры

Для активации реле достаточно подать высокий сигнал (для реле из набора) на логический вход. Для примера и проверки подойдёт и классический пример “мигания светодиодом”:

Источник

Управление реле с компьютера при помощи Arduino и bluetooth.

Сегодня в проекте рассмотрим беспроводное управление реле с компьютера при помощи Arduino NANO и bluetooth модуля hc-06. Приложение для компьютера сделал в программе Processing. Не смотря на свой простой дизайн приложения можно использовать для управления от 1 до 5 реле. Для этого достаточно в приложении и в прошивке для Arduino изменить одну переменную. При этом в интерфейсе приложения будет отображать нужное количество кнопок управления и сопутствующей информации.

Описание программы для управления реле с компьютера при помощи Arduino и bluetooth.

Пред тем как делать программу, нужно определиться с её функциями и возможностями. По планам, мое приложение для ПК должно иметь кнопку включения и выключения реле или светодиода. Изначально планировал сделать по 2 кнопки управления, одна включает, вторая выключает реле. Но потом понял, что гораздо нагляднее будет сделать 1 кнопку для управления реле и вывести статус «включено» или «выключено» реле. В итоге получился вот такой интерфейс.

Чтобы сделать программу более функциональной, решил изменить количество управляемого оборудования. Для этого достаточно поменять 1 значение в коде и количество элементов меняется от 1 до 5.

При нажатии на кнопку происходит изменение цвета обводки. Что наглядно отображает работу кнопки. А также при смене состояния реле меняется цвет шрифта на кнопке и изменяется статус: ВКЛ или ВЫКЛ.

Это мое первое приложение, сделанное в Processing, поэтому прошу строго не судить. Если вдруг увидите костыли, прошу указать на более правильное решение. Оставляйте ваши предложения в «Комментариях».

Для проекта понадобиться следующая электроника:

Описание кода Processing IDE для создания программы управления Arduino.

Сначала подключаем библиотеку для работы с последовательным портом и создадим объект, чтобы включить последовательное соединение, а также создадим массив для хранения статуса реле. Самая важная переменная это int n = 5; Отвечающая за количество управляемых реле.

В разделе настройки нам нужно установить размер окна программы и запустить последовательное соединение. Что касается номера COM-порта. Необходимо перейти в раздел «Панель управления\Оборудование и звук\Устройства и принтеры».

Посмотреть свойства вашего устройства, нажав на иконку правой кнопкой мыши и выбрав в выпадающем меню «Свойства».

В открывшемся окне переходим на вкладку «Службы». Тут мы увидим «Последовательный порт», в моем случае это «COM18». У вас будет другой.

В основной функции draw (), которая постоянно повторяется, мы делаем всю графику и функции программы. Итак, сначала нам нужно установить цвет фона, цвет заливки, размер и цвет обводки, а затем с помощью функции rect () рисуем кнопку. Используя функцию text (), мы выводим весь текст, включая строку ledStatus.

Теперь осталось сделать кнопки работоспособными. Для этого используем оператор «if», при нажатии кнопки символ команды будет отправлен через последовательный порт на Arduino, и это включит или выключит реле. Следующие строки используются для выделения кнопки при ее нажатии.

Изменения значения flag в массиве, изменяет состояние кнопки и статуса которые выводим ниже.

И для вывода определённого количества элементов управления необходим цикл.

Версию программы выложу с подключением и без подключения к последовательному порту, чтобы была возможность проверить интерфейс программу.

Схема подключения модуля с четырьмя реле и bluetooth hc-06 к Arduino.

Подключить реле можно в количестве от 1 до 5 шт. На схеме приведен пример подключения модуля с 4 реле и bluetooth hc-06 к Arduino. Вы можете использовать другое количество реле и другой модуль bluetooth. А также подключить твердотельное реле. В связи с тем, что твердотельное реле чаще всего высокоуровневое, в прошивке есть переменная, отвечающая за выбор логического уровня реле.

Пример исходного кода Arduino управления реле по Bluetooth.

В связи с тем, что программа для ПК получилась универсальная и можно изменять количество управляемых реле. Скетч для Arduino нужно также сделать максимально универсальным.

Первым делом подключим библиотеку для создания программного Serial порта. И укажем переменные, к которым подключим модуль Bluetooth.

Также в скетче я предусмотрел настройки для изменения типа рел. Значение 1 – позволит управлять реле высокого уровня. Значение 0 – в свою очередь позволит управлять реле низкого уровня.

Следующие 2 переменные определяют, сколько реле мы планируем подключить и номер пина, с которого будет вестись подключение. Соответственно, если мы начинаем с 5 pin и подключим 2 реле, это означает, что реле нужно будет подключить к пинам 5,6. Если нам нужно подключить 4 реле, то для этого будем использовать уже pin 5,6,7,8. И так далее.

Это основные настройки которые нужно знать. Всю программу разбирать не буду. Если вы разбираетесь в программировании, то вы без труда в ней разберётесь. Также в программе есть один костыль. Если у вас есть решение как его исправить пишите в комментариях.

Беспроводное управление светом с 2 мест с помощью bluetooth и переключателя.

Есть у меня на сайте проект, в котором я рассказываю, как можно управлять светом с 3 мест с помощью: Пульта ДУ, Радиопульта, Переключателя. Данное управление можно переделать. И вместо или помимо Пульт ДУ + Радиопульт подключить bluetooth. И управлять освещением еще и с компьютера. Достаточно удобно! Давайте рассмотрим, как это сделать.

Схема подключения Arduino NANO, bluetooth модуля hc-06 и модуля с двумя реле.

Как видим, схема изменилась не сильно и управлять также можно с ПК и с помощью переключателей.

Приложение для компьютера с двумя кнопками управления будет выглядеть следующим образом.

Описание работы управлением светом с компьютера по bluetooth.

Как видим на фото ниже, вместо радиоуправления подключил bluetooth модуль hc-06. Код использую тот же, что привел выше безо всяких изменений. Только указал нужное количество реле и тип сигнала низкого уровня. После чего можно приступать к управлению светом, включать с компьютера посредством беспроводной связи по bluetooth и переключателя, который можно установить в монтажную коробку как обычный выключатель.

Вариант отличный, но имеет ряд минусов, о которых я рассказывал в проекте про управление светом с 3 мест.

Подведём итог.

Управление реле с компьютера, скорее всего не очень востребовано, так как мы редко нуждаемся в управлении светом за компьютером. Хотя… Это возможно только мое мнение!

В свези с тем, что это мое первое приложение для компьютера учтены не все моменты и имеются некоторые недочеты. Также есть смысл сделать управление реле по Wi-fi. Жду ваши мнение и предложения.

Понравился проект Управление реле с компьютера при помощи Arduino и bluetooth? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.

А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу Вконтакте, в группу на Facebook.

Спасибо за внимание!

Технологии начинаются с простого!

Источник

Подключение реле к Arduino Uno

Программа мигания светодиодом является, пожалуй, первой программой, которую пишут начинающие радиолюбители при изучении платформы Arduino. Эта программа очень проста и не требует подключения к плате Arduino каких-либо дополнительных устройств. Но если с помощью платы Arduino необходимо включать какое-либо достаточно мощное устройство, то здесь уже не обойтись без помощи реле.

В этой статье мы рассмотрим подключение реле к плате Arduino и мигание с ее помощью электрической лампой переменного тока. В этом проекте мы не будем использовать никакого специального драйвера для управления реле (например, ULN2003) – для этой цели мы будем использовать NPN транзистор.

Необходимые компоненты

  1. Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
  2. Реле на 5 или 6 В.
  3. Электрическая лампочка или другое устройство переменного тока.
  4. Транзистор BC547 (купить на AliExpress).
  5. Резистор 1 кОм (купить на AliExpress).
  6. Макетная или перфорированная плата.
  7. Соединительные провода.
  8. Источник питания.
  9. Диод 1n4007 (купить на AliExpress).
  10. Зажимные контакты или блок контактов.

Принцип работы реле

Реле представляет собой электромагнитный переключатель, которое управляется малым значением тока, но может переключать значительно большие токи. Например, реле удобно использовать для включения/выключения различных устройств, работающих от переменного тока, при этом используя для управления ими постоянный ток небольшой величины. Одним из наиболее часто используемых реле являются реле SPDT типа (Single Pole Double Throw — однополюсное на два направления), которое имеет пять контактов (выводов), как показано на следующем рисунке.

Когда на катушку (обмотку) реле не подано никакого управляющего напряжения, то общий провод реле (COM) подсоединен к нормально замкнутому контакту (NC — normally closed contact). А если на катушку реле подано управляющее напряжение, то с помощью электромагнита происходит переподключение общего провода реле (COM) на нормально разомкнутый контакт (NO — normally open contact), что позволяет в этой цепи коммутировать достаточно большой ток. Реле бывают различных типов, мы в нашем проекте использовали реле на 6V и 7A-250VAC.

Реле обычно подключается в электрическую схему с помощью специальной схемы драйвера, состоящей из транзистора, диода и резистора. Транзистор используется для усиления тока чтобы полный ток (в нашем случае от батарейки на 9 В) смог протекать через катушку реле и запитывать ее. Резистор используется чтобы обеспечить управляющий ток для транзистора, а диод используется для предотвращения протекания тока в обратном направлении, когда транзистор закрыт. Здесь дело в том, что при внезапном отключении тока катушка может вызывать противоположно направленное электромагнитное поле (согласно правилу Ленца), которое будет приводить к появлению тока в обратном направлении, способного повредить электронные компоненты. Поэтому для предотвращения подобного эффекта в схеме используется диод. Этот модуль драйвера реле можно легко купить в магазине электронных компонентов, либо собрать его самому на макетной или перфорированной плате.

В нашем случае мы будем управлять реле с контакта A0 платы Arduino с помощью схемы управления реле, показанной на следующем рисунке:

Работа схемы

Схема устройства представлена на следующем рисунке.

В этой схеме мы управляем реле с помощью платы Arduino через транзистор BC547. База транзистора подключена к контакту A0 платы Arduino через резистор 1 кОм. Электрическая лампочка переменного тока используется для демонстрации работы схемы – управления реле с помощью платы Arduino.

Исходный код программы

Принцип работы схемы достаточно прост – нам просто нужно подать на контакт A0 платы Arduino напряжение высокого уровня (логическую «1») когда мы хотим включить реле и напряжение низкого уровня (логический «0») когда мы хотим выключить реле. Соответственно, реле при этом будет замыкать и размыкать цепь электрической лампочки.

В программе мы будем переключать состояние контакта A0 платы Arduino с задержкой в 1 секунду:

Источник

Adblock
detector