Подключение модуля реле к Arduino — робототехнический урок

Мы уже знаем как управлять слабым светодиодом и даже мощным двигателем с помощью Ардуино. Но как быть, если мы задумаем управлять устройствами, подключенными к бытовой сети? Напомню, что даже небольшая настольная лампа питается от источника переменного тока с напряжением 220 Вольт. Обычный полевой транзистор, который мы использовали в схеме с двигателем уже не подойдет.

Чтобы управлять мощной нагрузкой да еще и с переменным током воспользуемся реле. Это такое электромеханическое устройство, которое механическим способом замыкает цепь нагрузки с помощью электромагнита. Посмотрим на внутренности:

Принцип действия реле следующий. Подаем напряжение на электромагнитную катушку. В катушке возникает поле, которое притягивает металлическую лапку. В свою очередь, лапка механически замыкает контакты нагрузки.

У реле есть два основных применения. Во-первых, мы можем подав всего 5 Вольт на катушку, замкнуть цепь очень мощной нагрузки. Например, реле, используемое в уроках для Ардуино, может включить свет в доме или отключить забытый утюг. Во-вторых, некоторые виды реле могут одновременно замкнуть и разомкнуть сразу несколько разных цепей с разным напряжением.

Подключение реле к Ардуино

На этом уроке мы будем работать не с отдельным реле, а с целым релейным модулем. Помимо самого реле, модуль содержит еще и оптоэлектронную развязку с транзистором, которые защищают выводы Ардуино от скачков напряжения на катушке.

У одинарного модуля реле есть всего три контакта. Подключим их по следующей схеме.

Кстати, вход реле является инвертированным. Это означает, что высокий уровень на контакте In выключит катушку реле, а низкий уровень — включит.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

Программа для Ардуино

Напишем простую программу, которая будет включать лампу на 3 секунды, а затем гасить на 1 секунду.

const int relPin = 3; void setup() { pinMode(relPin, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(relPin, HIGH); delay(1000); digitalWrite(relPin, LOW); delay(3000); }

Загружаем программу на Ардуино. Теперь подключаем питание к лампе и к реле. Наконец, подаем питание на контроллер.

Автоматический светильник или уличный фонарь

С помощью контроллера, реле и датчика света можно сделать несложный автоматический светильник. Контроллер будет зажигать лампу в момент, когда уровень света на датчике станет меньше заданного значения.

В качестве датчика используем готовый модуль на основе фоторезистора. Подключим все три устройства по следующей схеме.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

Программа автоматического светильника

Аналоговый вывод датчика дает значения в диапазоне от 0 до 1023. Причем, 0 — для максимального уровня света и 1023 для полной темноты.

Сначала нам нужно определиться при каком уровне света включать лампу, а при каком выключать. В нашей лаборатории при свете дня датчик показывает значение L = 120, а ночью около L = 700. Будем включать реле при L > 600, и выключать при L < 200. Вспомним как работать с аналоговыми входами и напишем программу.

const int photoPin = A5; const int relPin = 3; void setup() { pinMode(photoPin, INPUT); pinMode(relPin, OUTPUT); } void loop() { if( analogRead(photoPin) < 200 ) digitalWrite(relPin, HIGH); if( analogRead(photoPin) > 600 ) digitalWrite(relPin, LOW); }

Загружаем программу на Ардуино и проводим эксперимент. Лучше всего это делать ночью.

Задания

1. Музыка реле. Как известно, электромеханическое реле издает щелчок при срабатывании. Попробуйте воспользоваться этим для проигрывания какой-нибудь несложной мелодии.

2. Управление двигателем. Имея два трехконтактных реле, таких же как в этом уроке, можно собрать схему для изменения направления вращения двигателя.

Как повысить давление включения насосной станции?

Для повышения давления включения насосной станции можно предпринять следующие меры:

1. Проверить и, при необходимости, отрегулировать давление в баке насосной станции. Если давление в баке ниже определенного уровня, то насос начинает работать на нижней границе своей мощности, что приводит к низкому давлению. Давление в баке можно проверить манометром, который обычно находится на корпусе насосной станции.

2. Проверить фильтр на входе в насосную станцию. Если фильтр засорен, то насосу будет труднее всасывать воду, что приводит к снижению давления. Рекомендуется очистить или заменить фильтр, если это необходимо.

3. Проверить наличие утечек в системе водоснабжения. Если в системе есть утечки, то давление в ней может снижаться. Необходимо проверить все трубы и фитинги на наличие течей и устранить их.

4. Проверить настройки реле давления на насосной станции. Реле давления отвечает за включение и выключение насоса при определенном давлении в системе. Если реле давления настроено неправильно, то это может приводить к снижению давления. Рекомендуется проверить настройки реле давления и при необходимости отрегулировать их.

5. Проверить насос на предмет износа. Если насос сильно изношен, то это может приводить к снижению его мощности и, как следствие, к снижению давления в системе. Если насос изношен, то его нужно заменить.

6. Увеличить диаметр труб в системе. Если трубы в системе слишком узкие, то это может приводить к снижению давления. Увеличение диаметра труб может помочь увеличить давление в системе.

Если вы не уверены в своих способностях, лучше обратиться к специалисту для диагностики и устранения проблемы.