استفاده از سوئیچ رید برای کنترل ریلی و بارهای AC/DC با آردوینو

این آموزش بخشی است از: کنترل رله با استفاده از آردوینو

این یک گروه از ویدیوهای مربوط به رله است. لینک سایر ویدیوها در زیر این مقاله قرار دارد.

استفاده از سوئیچ رید برای کنترل ریلی و بارهای AC/DC با آردوینو

در این آموزش، به بررسی چگونگی استفاده از یک سوییچ رید همراه با آردوینو برای کنترل یک ریلی که می‌تواند بارهای جریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC) را مدیریت کند، می‌پردازیم. سوییچ رید به‌عنوان یک حساس(حس کننده) مغناطیسی عمل می‌کند و به ما اجازه می‌دهد با توجه به نزدیکی یک آهنربا، ریلی را تحریک کنیم. این پیکربندی برای کاربردهایی مانند آلارم‌ها، چراغ‌های خودکار یا هر وضعیتی که بخواهید دستگاه‌ها را بر اساس حضور یا عدم حضور یک میدان مغناطیسی کنترل کنید، ایده‌آل است. نتیجه یک مدار کاملاً عملیاتی خواهد بود که بسته به وضعیت سوییچ رید می‌تواند یک چراغ یا آلارم را روشن یا خاموش کند.

در حین ساخت این پروژه، اجزای کلیدی درگیر را بررسی خواهیم کرد، از جمله سوییچ رید، ریلی و آردوینو. سوییچ رید سه پایه دارد: VCC (تغذیه)، GND (زمین) و OUTPUT (خروجی/سیگنال). وقتی یک آهنربا نزدیک می‌شود، سوییچ بسته می‌شود و اجازه می‌دهد پایه خروجی در حالت HIGH قرار گیرد که می‌تواند ریلی را تحریک کند. ریلی به‌عنوان یک کلید برای بارهای با ولتاژ بالاتر عمل می‌کند و آن را برای کنترل دستگاه‌هایی مانند لامپ‌ها یا آلارم‌ها مناسب می‌سازد.

برای نمایش تصویری و توضیحات بیشتر، حتماً ویدیوی مرتبط را در (در ویدیو در 00:00) تماشا کنید.

توضیح سخت‌افزار

اجزای اصلی این پروژه شامل یک سوئیچ رید، یک ماجیول ریلی و یک برد آردوینو است. سوئیچ رید یک حساس(حس کننده) مغناطیسی است که هنگام قرارگیری یک آهنربا در مجاورت، تماس‌هایش را می‌بندد و اجازه می‌دهد جریان از طریق پایه خروجی (OUTPUT) عبور کند. این پایه سیگنالی را به ریلی می‌فرستد که می‌تواند دستگاه‌های با ولتاژ بالا را به‌صورت ایمن کنترل کند.

ماجیول ریلی برای کنترل بارهای بزرگ‌تر طراحی شده است. این ماجیول سه اتصال اصلی دارد: مشترک (COM)، در حالت عادی باز (NO) و در حالت عادی بسته (NC). وقتی ریلی توسط آردوینو فعال می‌شود، پایه COM را به پایه NO متصل می‌کند و اجازه می‌دهد جریان به دستگاه متصل عبور کند. این تنظیم امکان کنترل انعطاف‌پذیر انواع دستگاه‌های الکتریکی را فراهم می‌کند بدون اینکه آردوینو مستقیماً با ولتاژهای بالا در تماس باشد. تقویت‌کنندهٔ اصلی که برای تقویت سیگنال کلید خوانده شده استفاده می‌شود، تقویت‌کنندهٔ عملیاتی LM393 است.

مشخصات فنی ماجیول

تولیدکننده	نامعلوم
ولتاژ منطقی/ورودی-خروجی	3.3 ولت - 5 ولت
ولتاژ تغذیه	5 ولت
جریان خروجی (به ازای هر کانال)	حداکثر 10 A
جریان پیک (برای هر کانال)	حداکثر 16 آمپر
راهنمای فرکانس PWM	قابل اجرا نیست
آستانه‌های منطقی ورودی	2.5 ولت حداقل (بالا)
افت ولتاژ / R_{درین-سورس (روشن)} / اشباع	0.1 V معمولی
محدودیت‌های حرارتی	حداکثر 85 °C
بسته	نصب روی برد مدار چاپی

دستورالعمل‌های سیم‌کشی

برای سیم‌کشی سیستم، با اتصال سوئیچ رید شروع کنید. پایه VCC سوئیچ رید را به خروجی 5V روی آردوینو وصل کنید و پایه GND آن را به یکی از پایه‌های زمین آردوینو متصل کنید. پایه OUTPUT سوئیچ رید باید به پایه دیجیتال2روی آردوینو. این امکان را به آردوینو می‌دهد که وضعیت سوئیچ رید را بخواند.

سپس ماجیول ریلی را سیم‌کشی کنید. پایه VCC ریلی را به خروجی 5V روی آردوینو و پایه GND را به زمین متصل کنید. پایه ورودی ریلی که کنترل عملکرد ریلی را بر عهده دارد باید به پایه دیجیتال متصل شود.10روی آردوینو. در نهایت، بار (مثل یک لامپ) را به پایه‌های مشترک (COM) و معمولاً باز (NO) ریلی وصل کنید و مطمئن شوید که بار با مشخصات ریلی سازگار است.

نمونه‌های شِفر (کود) و راهنمای گام‌به‌گام

قطعه شِفر (کود) زیر پایه‌ها را مقداردهی اولیه کرده و ارتباط سریال را برای اشکال‌زدایی راه‌اندازی می‌کند. کلید رید به پایه متصل است2، در حالی که ریلی از طریق پایه کنترل می‌شود10.


int LD = 200; // time in milliseconds to wait before making another reading.

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    pinMode(10, OUTPUT); // connected to relay
    pinMode(2, INPUT); // reed switch input pin 2  
    Serial.println("Robojax Test: Reed switch");
}

در تابع loop، وضعیت کلید رید به‌طور مداوم بررسی می‌شود. اگر کلید بسته باشد (نشان‌دهندهٔ وجود آهنربا)، ریلی روشن می‌شود. اگر کلید باز باشد، ریلی پس از تأخیر 5 ثانیه‌ای خاموش می‌شود تا یک دورهٔ مهلت قبل از غیرفعال شدن فراهم شود.


void loop() {
    if(digitalRead(2)){
      Serial.println("Switch ON "); 
      digitalWrite(10, LOW); // Turn the relay ON    
      delay(LD); 
    }else{
      delay(5000); // wait 5 seconds before turning the alarm off
      digitalWrite(10, HIGH); // Turn the relay OFF
    }
}

این شِفر (کود) امکان انعطاف در کنترل ریلی را بر اساس وضعیت سوئیچ رید فراهم می‌کند. شما می‌توانید زمان‌بندی و رفتار را با تغییر مقادیر تأخیر یا نحوه کنترل ریلی بر اساس ورودی سوئیچ تغییر دهید.

نمایش / آنچه باید انتظار داشته باشید

پس از تکمیل راه‌اندازی، نزدیک کردن یک آهنربا به سوئیچ رید باید ریلی را فعال کند و چراغ یا آلارم متصل را روشن کند. اگر آهنربا برداشته شود، چراغ برای یک مدت زمان تأخیر مشخص قبل از خاموش شدن روشن باقی می‌ماند و زمان بافری برای کاربر فراهم می‌کند. حتماً سیستم را آزمایش کنید تا مطمئن شوید ریلی همان‌طور که انتظار می‌رود عمل می‌کند و به‌درستی به سوئیچ رید پاسخ می‌دهد.