Одноканальное реле — это электронный переключатель, которым можно управлять с помощью маломощного электрического сигнала, такого как, например, выход платы Arduino. Используя плату Arduino Uno и одноканальный модуль реле, вы можете управлять высоковольтными или мощными устройствами, такими как освещение, двигатели и бытовая техника, с вашего компьютера или мобильного устройства. В этой статье мы рассмотрим принцип работы модуля реле и как его подключить к плате Arduino чтобы с его помощью управлять электрической лампой.
Принципы работы одноканального модуля реле
Распиновка
Распиновка одноканального модуля реле приведена на следующем рисунке.
Назначение контактов:
VCC — контакт для подачи питания на модуль
GND — контакт общего провода (земли)
IN — управляющий контакт
COM — подключается к устройству которым вы хотите управлять
NC — нормально замкнутый контакт
NO — нормально разомкнутый контакт
Примечание: в некоторых универсальных модулях реле последовательность контактов может быть другой. В этих случаях рекомендуется познакомиться с даташитом на модуль прежде чем подключать его в схему.
Компоненты
Компоненты одноканального модуля реле показаны на следующих рисунках.
Конструкция одноканального модуля реле обычно состоит из следующих компонентов:
1. Катушка: она создает магнитное поле, когда через нее проходит электрический ток, который используется для размыкания или замыкания контактов переключателя.
2. Контакты: являются переключающими элементами реле и могут быть нормально разомкнутыми (NO) или нормально замкнутыми (NC) . Когда катушка находится под напряжением, магнитное поле притягивает подвижный якорь, который размыкает или замыкает контакты.
3. Якорь: представляет собой подвижный компонент, который притягивается магнитным полем, создаваемым катушкой. Он размыкает или замыкает контакты в зависимости от состояния катушки.
4. Рама: обеспечивает механическую опору для компонентов реле и защищает реле от внешних повреждений.
5. Клеммы: служат для подключения реле к внешним цепям. Катушка подключена к цепи управления, а контакты подключены к нагрузке.
В дополнение к этим основным компонентам некоторые модули реле могут также включать дополнительные функции, такие как светодиодные индикаторы, защитные диоды, демпфирующие цепи или другие компоненты для повышения их производительности и надежности.
Наиболее часто задаваемые вопросы про модули реле
В чем разница между 1-канальным и 2-канальным реле?
Одноканальное реле имеет один переключатель или канал, что означает, что оно может одновременно управлять только одной нагрузкой или цепью. Этот тип реле обычно используется в простых приложениях, где необходимо переключить только одну нагрузку, например, включить или выключить один источник света.
С другой стороны, двухканальное реле имеет два переключателя или канала, что означает, что оно может независимо управлять двумя отдельными нагрузками или цепями. Этот тип реле часто используется в более сложных приложениях, где необходимо переключать несколько нагрузок, например, для управления двумя отдельными светильниками или двигателями.
Для чего используются реле?
Реле используются для переключения нагрузок большой мощности с использованием управляющего сигнала малой мощности, обеспечивая гальваническую развязку между цепью управления и нагрузкой. Они часто используются для управления освещением, двигателями и другими мощными устройствами и могут управляться различными сигналами, такими как переключатели, датчики или микроконтроллеры. Реле также используются для независимого переключения различных нагрузок и для защиты чувствительных электронных компонентов от высоких напряжений и токов.
В чем разница между SSR и реле?
Основное различие между SSR (Solid State Relay — твердотельное реле) и реле заключается в том, что твердотельные реле используют твердотельную электронику для переключения нагрузки, в то время как традиционные реле используют электромеханические контакты. SSR обеспечивают более высокую скорость переключения и более длительный срок службы, не вызывают образования электрической дуги, но, как правило, стоят дороже, чем традиционные реле.
Как работает одноканальное реле?
Кратко принцип работы одноканального реле показан на следующем видео.
«Реле — это простой электрический компонент , который позволяет управлять мощным электрическим устройством с помощью маломощного электрического переключателя».
Теперь, что это на самом деле означает? По сути это как посредник, который действует как выключатель для другого устройства. Фактически, реле можно рассматривать как переключатель, который управляется электричеством. Вместо того, чтобы физически щелкать выключателем, электрический сигнал делает это за вас. Вот как это работает.
Электрический ток течет по катушке провода вокруг электромагнита реле, создавая магнитное поле. Это магнитное поле притягивает металлический якорь внутри реле и заставляет его двигаться, вступая в контакт с выключателем. Затем этот переключатель может управлять потоком электроэнергии к мощному устройству, такому как свет, двигатель или нагревательный элемент. При отключении электрического тока на катушку магнитное поле исчезает, и якорь возвращается в исходное положение, разрывая связь с выключателем.
Таким образом, реле действует как переключатель, которым можно управлять дистанционно. Он позволяет управлять мощным устройством с помощью маломощного электрического сигнала, что делает его очень полезным во многих приложениях, таких как автомобильная электроника, проекты автоматизации дома и промышленные системы управления.
Схема проекта
Схема подключения модуля реле к плате Arduino показана на следующем рисунке.
Реле обычно имеет 3 или 4 контакта. В нашем случае реле имеет 3 контакта — VCC, GND и управляющий контакт. В схеме мы подключили контакт VCC реле к контакту 5V платы Arduino, контакт GND реле к контакту GND Arduino и контакт IN реле к цифровому контакту 7 платы Arduino.
Объяснение кода программы
Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.
В следующем фрагменте кода мы присваиваем переменной relay_pin значение 7 потому реле подключено у нас к контакту 7 платы Arduino Uno.
|
1 |
int relay_pin = 7; |
В функции setup() мы будем использовать функцию pinMode() для задания режима работы используемого нами контакта платы — на вывод данных.
|
1 2 3 |
void setup() { pinMode(relay_pin,OUTPUT); } |
В функции loop() функция digitalWrite() будет использоваться для управления состоянием реле. Вначале мы с ее помощью подаем на контакт relay_pin уровень HIGH — это приводит к включению реле. Затем мы организуем задержку программу на 2 секунды с помощью функции delay(). Затем мы подает на relay_pin уровень LOW, что приводит к выключению реле.
|
1 2 3 4 5 6 |
void loop() { digitalWrite(relay_pin,HIGH); delay(2000); digitalWrite(relay_pin,LOW); delay(2000); } |
Фактически, наш код включает и выключает реле каждые 2 секунды, наглядно принцип работы нашего проекта можно посмотреть на следующем видео.
Исходный код программы
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
int relay_pin = 7; void setup() { pinMode(relay_pin,OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(relay_pin,HIGH); delay(2000); digitalWrite(relay_pin,LOW); delay(2000); } |
