Conduzindo um relé com um Arduino: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Olá a todos, bem-vindos de volta ao meu canal. Este é meu quarto tutorial sobre como conduzir um RELAY (não um módulo de relé) com um Arduino.

Existem centenas de tutoriais disponíveis sobre como usar um "módulo relé", mas não consegui encontrar um bom que mostrasse como usar um relé e não um módulo relé. Portanto, aqui estamos para discutir como um relé funciona e como podemos conectá-lo a um Arduino.

Nota: Se você fizer qualquer trabalho com "energia elétrica", como fiação de 120 V ou 240 V CA, você deve sempre usar equipamentos e engrenagens de segurança adequados e determinar se você tem habilidade e experiência adequadas ou consultar um eletricista licenciado. Este projeto não se destina ao uso por crianças.

Etapa 1: noções básicas

Um relé é uma grande chave mecânica, que pode ser ligada ou desligada energizando uma bobina.

Dependendo do princípio de operação e das características estruturais, os relés são de diferentes tipos, tais como:

1. Relés eletromagnéticos

2. Relés de estado sólido

3. Relés Térmicos

4. Relés de potência variada

5. Relés de palheta

6. Relés híbridos

7. Relés multidimensionais e assim por diante, com classificações, tamanhos e aplicações variadas.

No entanto, neste tutorial iremos discutir apenas sobre relés eletromagnéticos.

Guia para diferentes tipos de relés:

1.

2.

Etapa 2: Meu Relé (SRD-05VDC-SL-C)

O relé que estou olhando é um SRD-05VDC-SL-C. É um relé muito popular entre os entusiastas da eletrônica Arduino e DIY.

Este relé possui 5 pinos. 2 para a bobina. O do meio é COM (comum) e os outros dois são chamados de NO (Normalmente Aberto) e NC (Normalmente Fechado). Quando a corrente flui através da bobina do relé, é criado um campo magnético que faz com que uma armadura ferrosa se mova, fazendo ou interrompendo uma conexão elétrica. Quando o eletroímã é energizado, o NO é o que está ligado e o NC o que está desligado. Quando a bobina é desenergizada, a força eletromagnética desaparece e a armadura volta à posição original girando o contato NF. O fechamento e a liberação dos contatos resultam em ligar e desligar os circuitos.

Agora, se olharmos para o topo do relé, a primeira coisa que vemos é SONGLE, é o nome do fabricante. Em seguida, vemos a "Classificação de corrente e tensão": é a corrente e / ou tensão máxima que pode ser passada pelo switch. Ele começa com 10A @ 250VAC e desce até 10A @ 28VDC. Finalmente, a parte inferior diz: SRD-05VDC-SL-C SRD: é o modelo do relé. 05VDC: Também conhecida como "Tensão Nominal da Bobina" ou "Tensão de Ativação do Relé", é a tensão necessária para a bobina ativar o relé.

S: Significa estrutura de "Tipo Selado"

L: é a "Sensibilidade da Bobina" que é 0,36 W

C: nos fala sobre o formulário de contato

Anexei a folha de dados do relé para mais informações.

Etapa 3: Colocando as mãos em um relé

Vamos começar determinando os pinos da bobina do relé.

Você pode fazer isso conectando um multímetro ao modo de medição de resistência com uma escala de 1000 ohm (já que a resistência da bobina normalmente varia entre 50 ohm e 1000 ohm) ou usando uma bateria. Este relé não tem polaridade marcada, pois o diodo interno de supressão não está presente nele. Conseqüentemente, a saída positiva da fonte de alimentação DC pode ser conectada a qualquer um dos pinos da bobina, enquanto a saída negativa da fonte de alimentação DC será conectada ao outro pino da bobina ou vice-versa. Se conectarmos nossa bateria aos pinos corretos, você poderá ouvir o som de * clique * quando o interruptor for ligado.

Se você ficar confuso em descobrir qual é NÃO e qual é o pino NC, siga as etapas abaixo para determinar facilmente:

- Defina o multímetro para o modo de medição de resistência.

- Vire o relé de cabeça para baixo para ver os pinos localizados em sua parte inferior.

- Agora conecte um na ponta de prova do multímetro ao pino entre as bobinas (pino comum)

- Em seguida, conecte a outra sonda, uma a uma, aos 2 pinos restantes.

Apenas um dos pinos completará o circuito e mostrará atividade no multímetro.

Etapa 4: Arduino e um relé

* A questão é "Por que usar um relé com um Arduino?"

Os pinos GPIO (entrada / saída de uso geral) de um microcontrolador não podem lidar com dispositivos de maior potência. Um LED é bastante fácil, mas grandes itens de energia, como lâmpadas, motores, bombas ou ventiladores, exigiam circuitos mais sorrateiros. Você pode usar um relé de 5 V para alternar a corrente de 120-240 V e usar o Arduino para controlar o relé.

* Um relé basicamente permite que uma tensão relativamente baixa controle facilmente os circuitos de alta potência. Um relé faz isso usando a saída de 5 V de um pino do Arduino para energizar o eletroímã que, por sua vez, fecha um interruptor físico interno para ligar ou desligar um circuito de alta potência. Os contatos de comutação de um relé são completamente isolados da bobina e, portanto, do Arduino. A única ligação é pelo campo magnético. Este processo é denominado "Isolamento Elétrico".

* Agora surge a pergunta: Por que precisamos de um pouco mais de circuito para acionar o relé? A bobina do relé precisa de uma grande corrente (cerca de 150mA) para acionar o relé, o que um Arduino não pode fornecer. Portanto, precisamos de um dispositivo para amplificar a corrente. Neste projeto, o transistor NPN 2N2222 aciona o relé quando a junção NPN fica saturada.

Etapa 5: Requisito de Hardware

Para este tutorial, precisamos:

1 x tábua de pão

1 x Arduino Nano / UNO (o que for útil)

1 x relé

1 x resistor de 1K

1 x 1N4007 Diodo nominal de alta tensão, alta corrente para proteger o microcontrolador de picos de tensão

1 x 2N2222 Transistor NPN de uso geral

1 x LED e um resistor limitador de corrente de 220 ohms para testar a conectividade

Poucos cabos de conexão

Um cabo USB para fazer upload do código para o Arduino

e equipamentos de solda em geral

Etapa 6: Montagem

* Vamos começar conectando os pinos VIN e GND do Arduino aos trilhos + ve e -ve da placa de ensaio.

* Em seguida, conecte um dos pinos da bobina ao trilho + ve 5v da placa de ensaio.

* Em seguida, precisamos conectar um diodo na bobina eletromagnética. O diodo através do eletroímã conduz na direção reversa quando o transistor é desligado para proteger contra um pico de tensão ou o fluxo reverso de corrente.

* Em seguida, conecte o Coletor do transistor NPN ao 2º pino da bobina.

* O Emissor se conecta ao trilho -ve da placa de ensaio.

* Final, usando um resistor de 1k conecte a Base do transistor ao pino D2 do Arduino.

* Pronto, nosso circuito está completo, agora podemos fazer o upload do código para o Arduino para ligar ou desligar o relé. Basicamente, quando + 5v fluem através do resistor de 1K para a base do transistor, uma corrente de cerca de 0,0005 amperes (500 microamperes) flui e liga o transistor. Uma corrente de cerca de 0,07 amperes começa a fluir através da junção ligando o eletroímã. O eletroímã então puxa o contato de comutação e o move para conectar o terminal COM ao terminal NO.

* Uma vez que o terminal NO é conectado, uma lâmpada ou qualquer outra carga pode ser ligada. Neste exemplo, estou apenas ligando e desligando um LED.

Etapa 7: O Código

O código é muito simples. Comece definindo o pino digital número 2 do Arduino como o pino de relé.

Em seguida, defina o pinMode como OUTPUT na seção de configuração do código. Finalmente, na seção de loop, vamos ligar e desligar o relé a cada 500 ciclos da CPU, definindo o pino do relé como HIGH e LOW, respectivamente.

Etapa 8: Conclusão

* Lembre-se: É muito importante colocar um diodo na bobina do relé porque um pico de tensão (retrocesso indutivo da bobina) é gerado (interferência eletromagnética) quando a corrente é removida da bobina devido ao colapso do magnético campo. Este pico de tensão pode danificar os componentes eletrônicos sensíveis que controlam o circuito.

* Mais importante: o mesmo que os capacitores, sempre subavaliamos o relé para mitigar o risco de falhas do relé. Digamos que você precise trabalhar a 10A @ 120VAC, não use um relé classificado para 10A @ 120VAC, em vez disso use um maior, como 30A @ 120VAC. Lembre-se de que potência = tensão atual *, portanto, um relé de 30 A a 220 V pode suportar até um dispositivo de 6.000 W.

* Se você apenas substituir o LED por qualquer outro dispositivo elétrico como ventilador, lâmpada, geladeira, etc., deverá ser capaz de transformar esse dispositivo em um dispositivo inteligente com uma tomada controlada por Arduino.

* O relé também pode ser usado para ligar ou desligar dois circuitos. Um quando o eletroímã está ligado e o segundo quando o eletroímã está desligado.

* Um relé ajuda no isolamento elétrico. Os contatos de chaveamento de um relé são completamente isolados da bobina e, portanto, do Arduino. A única ligação é pelo campo magnético.

Nota: Curtos-circuitos nos pinos do Arduino, ou a tentativa de executar dispositivos de alta corrente a partir dele, podem danificar ou destruir os transistores de saída no pino ou danificar todo o chip AtMega. Freqüentemente, isso resultará em um pino "morto" do microcontrolador, mas o chip restante ainda funcionará adequadamente. Por este motivo, é uma boa ideia conectar os pinos de SAÍDA a outros dispositivos com resistores de 470Ω ou 1k, a menos que o consumo máximo de corrente dos pinos seja necessário para uma aplicação particular

Etapa 9: Obrigado

Obrigado novamente por assistir este vídeo! Espero que ajude você. Se você quiser me apoiar, você pode se inscrever no meu canal e assistir meus outros vídeos. Obrigado, ca novamente no meu próximo vídeo.