Подключение герконового переключателя (реле) к Arduino Uno

Герконовые переключатели (Reed switch) в настоящее время находят широкое применение в различных приложениях, например, дверях с магнитным переключателем, ноутбуках, смартфонах и т.д. В данной статье мы рассмотрим подключение герконового переключателя (реле) к плате Arduino Uno.

Внешний вид подключения герконового переключателя (реле) к Arduino Uno

Принципы работы герконового реле (переключателя)

Герконовое реле представляет собой электрический переключатель срабатывающий когда рядом с ним появляется магнитное поле. Оно было изобретено Элвудом в 1936 г. в лаборатории bell. Оно состоит из двух маленьких металлических полосок, заключенных в вакууме в стеклянную трубу. В большинстве случаев эти две металлические полоски сделаны из ферромагнитного материала и покрыты родием или рутением для большего срока службы.

Внешний вид герконового реле

Стеклянная трубка защищает металлические полоски от грязи, пыли и других частиц. Герконовое реле может успешно работать в условиях, где обычные открытые контакты работать не могут: присутствие легковоспламеняющихся газов, ядовитых жидкостей и т.д.

Существует два типа герконовых реле:
— с нормально разомкнутыми контактами;
— с нормально замкнутыми контактами.

В реле с нормально разомкнутыми контактами реле открыто (контакты разомкнуты) в отсутствии магнитного поля и закрыто при наличии магнитного поля. При появлении магнитного поля два металлических контакта внутри стеклянной в подобном реле притягиваются друг к другу и создают замкнутый контакт.

В реле с нормально замкнутыми контактами реле закрыто в отсутствии магнитного поля и открыто при наличии магнитного поля.

Обычно подобные герконовые переключатели применяются:

  • при телефонных обменах;
  • в ноутбуках чтобы перевести их в спящий режим при закрытии крышки;
  • в датчиках открытия дверей и окон в различных системах охранной сигнализации.

Необходимые компоненты

  1. Плата Arduino Uno.
  2. Герконовое реле (Reed switch).
  3. Резисторы.
  4. Светодиод.
  5. Магнит.
  6. Соединительные провода.

Работа схемы

Схема подключения герконового реле к плате Arduino Uno представлена на следующем рисунке.

Схема подключения герконового реле к плате Arduino UnoПлата Arduino Uno

Arduino Uno представляет собой плату с открытым исходным кодом, построенную на основу микроконтроллера ATmega328p. Она имеет 14 цифровых контактов (6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 6 аналоговых контактов, регуляторы напряжения и другие элементы. Arduino Uno имеет 32 кБ флэш памяти, 2 кБ SRAM (статическое ОЗУ) и 1 кБ EEPROM (энергонезависимая память). Плата работает на тактовой частоте 16 МГц. Arduino Uno обеспечивает связь по последовательного каналу связи, а также поддерживает протоколы связи I2C и SPI. В следующей таблице представлены технические характеристики платы Arduino Uno.

Микроконтроллер ATmega328p
Рабочее напряжение 5 В
Входное напряжение 7-12V (рекомендовано)
Количество цифровых контактов ввода/вывода 14
Количество аналоговых контактов 6
Flash memory (память программ) 32 Кб
SRAM (оперативная память) 2 Кб
EEPROM (энергонезависимая память) 1 Кб
Рабочая частота микроконтроллера 16 МГц

Чтобы подключить герконовое реле к плате Arduino Uno мы использовали делитель напряжения. Принцип его действия показан на рисунке ниже. Vo на этом рисунке будет равно +5V когда переключатель (реле) будет открыт и 0V когда переключатель будет закрыт. В этом проекте мы использовали реле с нормально разомкнутыми контактами – реле закрыто (контакты замкнуты) при наличии магнитного поля и открыто (контакты разомкнуты) при отсутствии магнитного поля.

Принцип действия используемого в схеме делителя напряжения

Тестирование работы схемы

Объяснение кода программы для Arduino

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы рассмотрим работу его основных фрагментов.

Вначале в программе мы должны инициализировать контакты, к которым подключены герконовое реле и светодиод. Герконовое реле подключено к цифровому контакту 4 платы Arduino, а светодиод – к цифровому контакту 7 через резистор, ограничивающий ток. Переменная “reed_status” используется для хранения статуса герконового реле.

В следующем фрагменте программы мы должны задать режимы работы используемых контактов: контакт 4 – на ввод данных, контакт 7 – на вывод данных.

Далее мы должны проверить состояние герконового переключателя, если оно равно 1 (переключатель открыт) – мы выключаем светодиод. Если же оно 0 (переключатель закрыт) – мы включаем светодиод. Этот процесс выполняется каждую секунду.

Исходный код программы (скетча)

Код программы достаточно простой, я думаю, у вас не возникнет с ним сложностей.

Видео, демонстрирующее работу схемы

(Проголосуй первым!)
Загрузка...
15 просмотров

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *