شِفر (کود) آردوینو و ویدئو برای ریلی حالت جامد جهت کنترل لامپ یا بار AC

شِفر (کود) آردوینو و ویدئو برای ریلی حالت جامد جهت کنترل لامپ یا بار AC

در این آموزش نحوهٔ استفاده از ریلیٔ حالت‌جامد (SSR) برای کنترل بار AC یا DC، مانند یک لامپ، را بررسی خواهیم کرد. ریلیٔ حالت‌جامد امکان کلیدزنی ایمن و کارآمد بارهای الکتریکی را با استفاده از یک سیگنال ولتاژ پایین از آردوینو فراهم می‌کند. تا پایان این آموزش، شما یک مدار عملی خواهید داشت که می‌تواند لامپ را در فواصل زمانی مشخص روشن و خاموش کند.

برای پیاده‌سازی این پروژه از یک ریلی حالت جامد (SSR)، مشخصاً مدل G3MB-202P، استفاده خواهیم کرد که می‌تواند بار تا 2A را تحمل کند. ریلی توسط یک پایه دیجیتال از برد آردوینو کنترل می‌شود و این امکان را به ما می‌دهد که سیگنالی ارسال کنیم که بار را روشن یا خاموش کند. این پروژه نه تنها کاربردی است، بلکه معرفی بسیار خوبی برای کار با ریلی‌ها و آردوینو نیز محسوب می‌شود.

برای توضیح تصویری مفصل، حتماً ویدیوی همراه را تماشا کنید (در ویدیو در 00:00).

سخت‌افزار توضیح داده شده

در این پروژه، قطعهٔ اصلی ریلیٔ حالت‌جامد G3MB-202P است. این ریلی به شما امکان می‌دهد یک بار با ولتاژ بالا را با یک سیگنال ولتاژ پایین کنترل کنید. این ریلی با استفاده از اپتوایزولاتور مدار بار را قطع و وصل می‌کند و جداسازی الکتریکی بین سمت کنترل و سمت بار را فراهم می‌آورد. این ریلی سه پایه دارد: DC+، DC- و کانال ورودی که به آردوینو متصل می‌شود.

وقتی سیگنال ورودی در سطح پایین (0V) باشد، ریلی فعال می‌شود و اجازه می‌دهد جریان از بار عبور کند. برعکس، وقتی سیگنال ورودی در سطح بالا (5V) باشد، ریلی خاموش می‌شود و جریان به بار قطع می‌شود. این مکانیزم تحریک‌شونده با سطح پایین برای مدیریت ایمن دستگاه‌های با ولتاژ بالا بدون تماس الکتریکی مستقیم ضروری است.

جزئیات مشخصات فنی

تولیدکننده	اومرون
شماره قطعه	G3MB-202P
ولتاژ منطق/ورودی/خروجی	5 ولت
ولتاژ تغذیه	5 تا 24 V
جریان خروجی (برای هر کانال)	2 A
حداکثر جریان (برای هر کانال)	4 A
راهنمای فرکانس مدولاسیون عرض پالس (PWM)	تا 1 kHz
آستانه‌های منطقی ورودی	پایین: 0-1.5 V، بالا: 3-30 V
افت ولتاژ / R_{درین-سورس (در حالت روشن)}/ اشباع	حداکثر 1.5 V
محدودیت‌های حرارتی	-30 تا 100 °C
بسته	سوراخ عبوری
یادداشت‌ها / انواع	در ولتاژهای ورودی مختلف موجود است

اطمینان حاصل کنید که ریلی برای باری که قصد کنترل آن را دارید، دارای توان نامی مناسب باشد.
اگر در نزدیکی حداکثر جریان مجاز کار می‌کنید، از سینک حرارتی مناسب استفاده کنید.
سیم‌کشی را مجدداً بررسی کنید تا از بروز مشکلات قطبیت معکوس جلوگیری شود.
روی خطوط تغذیه از خازن‌های دیکاپلینگ استفاده کنید.
مراقب ورودی‌های شناور باشید؛ اطمینان حاصل کنید که سیگنال کنترل به‌درستی به زمین متصل شده باشد.
مطمئن شوید فرکانس PWM در محدوده مشخصات ریلی برای کاربردهای سوئیچینگ قرار دارد.

دستورالعمل‌های سیم‌کشی

Arduino wiring for single channel solid state relay

سیم‌کشی ریلی حالت جامد ساده است. پایه مثبت ریلی (DC+) را به پایه 5V روی آردوینو وصل کنید. پایه منفی (DC-) باید به زمین (GND) آردوینو متصل شود. پایه ورودی که ریلی را کنترل می‌کند به پایه دیجیتال 8 روی آردوینو وصل می‌شود. این پایه سیگنال LOW یا HIGH را برای فعال یا غیرفعال کردن ریلی ارسال می‌کند.

در سمت بار، یک سیم از لامپ AC را به پایه خروجی ریلی وصل کنید و سیم دیگر را به منبع تغذیه AC متصل نمایید. از کانکتورهای مناسب استفاده کرده و مطمئن شوید همه اتصالات محکم و ایمن هستند تا از بروز هرگونه خطر الکتریکی جلوگیری شود.

نمونه‌های شِفر (کود) و راهنمای گام‌به‌گام

در اینجا یک مرور کوتاه از شِفر (کود) آردوینو برای کنترل ریلی حالت جامد آمده است:

int relayPin = 8; // set pin 8 for relay output

void setup() {
    Serial.begin(9600); // initialize serial communication
    pinMode(relayPin, OUTPUT); // set relay pin as output
}

در این گزیده، ما تعریف می‌کنیمrelayPinبه‌عنوان 8، که متناظر با پایه دیجیتال متصل به ریلی است. اینsetup()این تابع ارتباط سریال را مقداردهی اولیه می‌کند و پایه ریلی را به‌عنوان خروجی تنظیم می‌کند.

void loop() {
    digitalWrite(relayPin, LOW); // turn relay ON
    Serial.println("Relay ON"); // output to serial monitor
    delay(2000); // wait for 2 seconds
}

درloop()در تابع، ریلی را با تنظیم روشن می‌کنیمrelayPinآن را به LOW تنظیم می‌کند، که ریلی را فعال کرده و اجازه می‌دهد جریان به بار جاری شود. پیامی برای تأیید روی نمایشگر مسلسل چاپ می‌شود.

    digitalWrite(relayPin, HIGH); // turn relay OFF
    Serial.println("Relay OFF"); // output to serial monitor
    delay(2000); // wait for 2 seconds
}

سپس با تنظیم ریلی را خاموش می‌کنیمrelayPinآن را روی HIGH قرار می‌دهیم که جریان عبوری به بار را متوقف می‌کند. دوباره پیامی روی نمایشگر مسلسل چاپ می‌کنیم تا وضعیت ریلی را نشان دهد. این فرایند به‌طور نامحدود تکرار می‌شود و ریلی را هر ۲ ثانیه یک‌بار روشن و خاموش می‌کند.

برای مشاهده شِفر (کود) کامل آردوینو، لطفاً به کدی که در پایین مقاله بارگذاری شده مراجعه کنید.

نمایش / چه انتظاری باید داشته باشید

هنگامی که شِفر (کود) روی آردوینو آپلود شد، باید ریلی را ببینید که با صدای کلیک روشن و خاموش می‌شود و لامپ متصل را هر دو ثانیه یک‌بار روشن و خاموش می‌کند. اگر ریلی طبق انتظار کار نکرد، اتصالات سیم‌کشی را بررسی کنید و مطمئن شوید که ریلی سیگنال کنترل صحیح را دریافت می‌کند. مشکلات رایج شامل معکوس بودن قطبیت در سمت بار یا اتصالات نادرست روی آردوینو است.

برای تأیید بصری بیشتر عملکرد ریلی به ویدیو مراجعه کنید (در ویدیو در 06:00) که در آن لامپ هنگام فعال شدن ریلی روشن و خاموش می‌شود.