Ардуино реле шилд своими руками

Релейный шилд на Arduino

В данном проекте на базе Arduino вы соберете на макетной плате небольшой релейный шилд. В шилд будет установлено одно или два реле.

Подсоедините Arduino и релейный шилд к вашему ПК через USB кабель. Загрузите на ПК программу и используйте ее для включения и выключения любого устройства, подключенного к реле.

На данном видео продемонстрирован шилд на базе Arduino и программа.
https://www.youtube.com/watch?x-yt-ts=1421914688&x-yt-cl=84503534&v=a8piLOKHRk4&feature=player_embedded

Электрическая схема

В данной схеме используется 5В реле, номер компонента JRC-23F (JRC-23FHS1DC5V).

Вид снизу схемы соединения для этого реле показан здесь:

Компоненты
Для проекта необходима плата Arduino, такая как Arduino Uno, а также небольшой шилд на макетной плате и компоненты, указанные в таблице ниже.

Кол-во Компонент Обозначение
2 2,2 кОм резистор R1, R2
2 470 Ом резистор R3, R4
2 3мм светодиод D1, D2
2 1N4148 диод D2, D3
2 PN2222, KSP2222 транзистор или аналогичный Q1, Q2
2 5В реле RLA1, RLA2
2 3-полюсные винтовые зажимы J1, J2

Если вы не можете достать требуемое по спецификации реле или совместимую по выводам часть, тогда потребуется модифицировать схему на макетной плате, чтобы она соответствовала вашему реле. Убедитесь, что используемое реле рассчитано на питание 5В.

Данное реле может коммутировать нагрузку 1A при напряжении 30В постоянного тока. Не пытайтесь коммутировать с помощью данного реле устройства, которые подключены к сети электропитания.

На фото ниже показаны компоненты, используемые в данном проекте релейного шилда на базе Arduino:

Сборка
Множество проводных соединений необходимы для подсоединения всех релейных контактов к коннекторам с винтовыми зажимами. Это наиболее сложная часть изготовления схемы. Новичкам рекомендуется использовать одиночное реле.

Для облегчения проводных соединений в дальнейшем, используйте только нормально открытые контакты реле и двухполюсный винтовой зажим.

На изображениях, показанных ниже, продемонстрирована верхняя и нижняя сторона собранного на макетной плате релейного шилда.


Программа
Arduino скетч
После сборки релейного шилда, подключите его к Arduino и загрузите следующий скетч:

Протестируйте шилд, запустив монитор последовательного интерфейса Arduino Serial Monitor и оправив ‘1’ для включения первого реле, ‘2’ для включения второго реле, ‘3’ для выключения первого реле и ‘4’ для выключения второго реле.

Обрабатывающий скетч
Загрузите обрабатывающий скетч для релейного шилда relay_shield_pc. Данная программа работает на ПК и позволяет вам включать и выключать Arduino реле.

Загрузите скетч relay_shield_pc в Processing IDE. Убедитесь, что Arduino подлючен к ПК и на нем запущен вышеуказанный Arduino скетч. Запустите обрабатывающий скетч из Processing IDE и посмотрите, какие номера портов отображаются в нижней панели IDE. При необходимости модифицируйте код, чтобы выбрать правильный порт, который закреплен за Arduino. Для получения дополнительной информации и просмотра видео как это сделать перейдите к нижней программной странице температурного шилда.

Когда запустится ПК программа, нажмите в ней кнопки, чтобы включить или выключить реле.

Источник

Relay Shield

Для управления электроприборами которые питаются от бытовой электросети, люди пользуются различными клавишными выключателями и тумблерами. Чтобы управлять такими электроприборами с помощью микроконтроллера существует специальный тип выключателей — электромеханические реле. Relay Shield содержит четыре таких реле и позволяет Arduino управлять четырьмя электроприборами.

Внимание!

Работа с высоким напряжением опасна для вашего здоровья и жизни. На плате существуют области, прикосновение к которым приведёт к поражению электрическим током. Это винты контактных колодок и места пайки выводов контактных колодок и реле. Не работайте с платой, если она подключена к бытовой сети. Для готового устройства используйте изолированный корпус.

Если вы сомневаетесь как подключить к реле электроприбор, работающий от общей сети 220 В и у вас есть сомнения, вопросы на тему того как это делается, остановитесь: вы можете устроить пожар или убить себя. Убедитесь, что у вас в голове — кристальное понимание принципа работы устройства и опасностей, которые связаны с высоким напряжением.

Элементы платы

На Relay Shield установлены 4 электромеханических реле, имеющих нормально замкнутый (normal closed, NC) и нормально разомкнутый (normal open, NO) контакты. Если на управляющей обмотке реле отсутствует напряжение, то между нормально замкнутым и коммутируемым контактами есть электрическая связь, а между нормально разомкнутым и коммутируемым — нет. При подаче напряжения на управляющую обмотку нормально разомкнутый контакт замыкается, а нормально замкнутый — размыкается.

Характеристики используемых реле

Нагрузка

Нагрузка к реле подключается через колодки под винт. Контакт от источника напряжения подключается к выводу COM, а нагрузка — к контакту NO или NC, в зависимости от задачи которую должно выполнять реле. Чаще всего реле используется для замыкания внешней цепи при подаче напряжения на управляющую обмотку. При таком способе даже если напряжение на Arduino по какой-то причине пропадёт, управляемая нагрузка будет автоматически отключена. Схема подключения нагрузки к колодкам при этом будет следующей:

Используемые пины

Для управлением реле используются контакты 4, 5, 6 и 7 Arduino.

Реле	Контакт Arduino
Реле 1	7
Реле 2	6
Реле 3	5
Реле 4	4

При установке логической единицы на контакте Arduino срабатывает соответствующее реле. При этом напряжение логической единицы может быть как 5 В, так и 3,3 В. При подаче на контакт Arduino логического нуля или при исчезновении напряжения на Arduino, реле возвращается в нормальное положение.

Контакты выбора управляющих пинов

Контакты 4, 5, 6 и 7, используемые для управления реле, подключены к вспомогательной логике управления реле через джамперы. Если в вашем устройстве какие-то из этих пинов уже заняты (например эти же пины используются для управления motor-shield), вы можете использовать любой свободный цифровой пин для управления реле. Для этого необходимо снять джампер напротив занятого пина, и припаять проводок между луженым отверстием рядом со снятым джампером и луженым отверстием рядом с нужным пином. На этой картинке мы перекинули управление первым реле с контакта 7 на контакт 9, а управление четвёртым реле с контакта 4 на контакт 2.

Индикатор состояния и обвязка реле

Микроконтроллер не может напрямую управлять реле: оно потребляет слишком большой ток и порождает выбросы обратного напряжения при отключении. Поэтому каждое реле подключено к управляющим контактам через транзистор, а обратный диод защищает остальную схему от выбросов напряжения. Между транзистором и обратным диодом находится индикатор состояния реле — светодиод. Светодиод горит если на реле подано напряжение. Если реле находится в нормальном состоянии — светодиод не горит.

Ограничения питания логической части

Отдельное реле в замкнутом состоянии потребляет 80 мА из логической цепи в 5 вольт. Все 4 реле при одновременном включении потребляют 320 мА. Если этот сценарий возможен в вашем проекте, необходимо удостовериться, что необходимый ток доступен.

Иными словами, все реле одновременно могут не работать в одном из следующих случаев.

Источник

Модуль реле для arduino: компоненты и схема сборки

Сегодня я расскажу, как собрать свой собственный релейный модуль, которое можно использовать где угодно: с Arduino, Распбери Пи и т.д. Цена такого реле будет очень низкой.

Причиной создания релейного модуля ардуино был мой проект, который мне нужно было завершить в короткие сроки. Как назло, в гараже не оказалось ни одного модуля. Я пошел в местный магазин, но там не оказалось ни одного модуля реле на 5 или 6 Вольт. Зато у них были сами реле, я купил несколько и на их основе сделал свой собственный модуль.

Модули дешевы и просты в в сборке, собирая их вручную вы сможете сэкономить немного денег. В то же время этот модуль может использоваться как обычный покупной модуль. Мой модуль — одноканальный, но вы можете сделать свою сборку на той же печатной плате — для создания дополнительных каналов сделайте копии той же самой схемы на одной печатной плате.

Шаг 1: Собираем нужные компоненты

Для изготовления реле arduino нужно собрать определённые компоненты по списку. Много из того, что пригодится, может просто лежать у вас в гараже.

1. Реле на 5V (я использовал реле на 6V, потому что мне нужно было реле на 6V).
2. Транзистор BC548.
3. Резистор 100 Ом.
4. Диод IN4001.
5. Винтовые клеммы (3 полюса, 2 шт.)
6. Светодиод (красный или зелёный)
7. Покрытая медью плата 5 * 3 см (опционально, если используете печатную плату общего назначения)
8. Печатная плата общего назначения (опционально, если используете медную плату).
9. Макетная плата и джамперы.

1. Паяльник
2. Провода
3. Паяльная паста (опционально, но рекомендую её использовать)
4. Соединительный провод

Шаг 2: Тестирование макетной платы

Теперь, когда мы собрали всё необходимое, нам нужно протестировать электросхему модуля реле на макетной плате. Не пропускайте этот шаг, он необходим во избежание ошибок при пайке на печатной плате и проверки, что всё работает хорошо.

Посмотрите на схему и раскладку печатной платы. Затем соберите всё по схеме на макетной плате. Дважды проверьте, что всё собрано правильно. Я приложил распиновку для резистора BC548 — будьте аккуратны при его подсоединении.

Теперь нам нужно проверить работу собранного устройства:

1. Скачайте файл relay.ino, затем откройте его в вашем Ардуино.
2. Соедините пины VCC и GND на модуле реле с соответствующими пинами 5V и GND на Ардуино.
3. Соедините входной пин реле (он выходит из основания транзистора) с цифровым пином 12 на Ардуино.
4. Загрузите код.
5. Проверьте, что реле включается и выключается с интервалом в одну секунду (светодиод на реле будет также загораться и потухать с интервалом в одну секунду)

Если схема не работает, немедленно выключите Ардуино. Затем проверьте всю схему на правильность соединения, если что-то соединено неправильно — исправьте и затем заново включите Ардуино.

Если всё работает как надо, то переходим к сборке схемы на печатной плате общего назначения или специальной печатной плате.

Шаг 3: Самодельный модуль реле на печатной плате общего назначения (опционально)

Пришло время собрать схему на печатной плате общего назначения или специальной печатной плате. Этот шаг опционален, пропустите его, если вы решите изготовить для проекта специальную плату. На самом деле я рекомендую изготовить для проекта специальную плату, так как она будет более профессиональной и совершенной.

Здесь я объясню, как сделать модуль на плате общего назначения.

1. Изготовьте печатную плату общего назначения и хорошо очистите её.
2. После чистки натрите её флюсом (опционально).
3. Установите компоненты на плате и припаяйте их.
4. После того, как всё припаяно к плате, соедините всё проводами.

После того, как всё собрано, проверьте работоспособность реле методом, который я описал выше.

Шаг 4: Самодельный модуль реле на специальной печатной плате (опционально)

Этот шаг опционален, пропустите его, если вы уже делаете модуль на плате общего назначения. Я рекомендую вам использовать именно специальную плату, потому что она более профессиональна и с ней меньше шансов на короткое замыкание.

В приложенном видео показано, как сделать свою плату при помощи метода переноса тонера. После того, как вы сделали всё по видео, скачайте файл проекта Fritzing, в котором находится дизайн нашей платы. Откройте программу Fritzing, если вы не знаете, как работать с Fritzing, посмотрите это руководство.

Затем проделайте шаги, описываемые в руководстве по травлению печатных плат. После этого просверлите отверстия в плате дрелью на 0.8 — 1 мм, установите все компоненты и спаяйте их. Готово!

Шаг 5: Готово!

На изготовление одного модуля реле у меня ушло около 20 минут. Это быстро, недорого, а также экономит ваше время (при заказе онлайн доставка займёт минимум день, а поход в магазин занимает также больше 20 минут).

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Источник