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Verwendung eines 5V-Relaismoduls (Low-Trigger) mit Arduino

In diesem Tutorial werden wir untersuchen, wie man ein 5V-Relaismodul mit einem Arduino verwendet, wobei der Schwerpunkt auf einem Niedrigtrigger-Relais liegt. Ein Relais ermöglicht es Ihnen, Hochspannungsgeräte mit einem Niederspannungs-Mikrocontroller zu steuern, was es zu einem unverzichtbaren Bestandteil für verschiedene Automatisierungsprojekte macht. Am Ende dieses Tutorials werden Sie in der Lage sein, ein Relais mit Ihrem Arduino ein- und auszuschalten, was zur Steuerung von Lichtern, Motoren und anderen Geräten angewendet werden kann.

Um dies zu erreichen, werden wir ein einfaches Arduino-Programm schreiben, das das Relais in regelmäßigen Abständen ein- und ausschaltet. Dieses Projekt ist unkompliziert und ideal für Anfänger, die verstehen möchten, wie Relais mit Mikrocontrollern arbeiten (im Video bei 00:30).

Lastleistungsbewertung

Die Leistungsbewertung Ihres 5V-Relais, das für 10 Ampere gekennzeichnet ist, wird nicht durch die eigene Spulenspannung bestimmt, sondern durch den maximalen Strom, den es sicher für die Last (das Gerät), das Sie steuern, schalten kann. Die "5V" beziehen sich auf die erforderliche Spannung, umden Spul des Relais mit Energie versorgen, während das "10A" seinKontaktbewertung-der maximale Strom, den der interne Schalter verarbeiten kann. Um die maximale Lastleistung (in Watt) zu berechnen, die das Relais verbinden oder trennen kann, multiplizieren Sie die Strombewertung des Relais (10A) mit der Spannung des zu schaltenden Stromkreises. Zum Beispiel, bei einem 100V AC Netzgerät: 10A × 100V = 1000W. Für ein 12V DC Autozubehör: 10A × 12V = 120W.Entscheidend ist, dass Sie stets sicherstellen, dass die Spannung des Stromkreises, den Sie schalten, die vom Relais angegebene maximale Kontaktspannung nicht überschreitet, die in seinem Datenblatt als separate, höhere Bewertung (z. B. 250 V AC) aufgeführt ist.Daher kann Ihr Relais jede Last bis zu 10A steuern, sofern die Spannung der Last innerhalb der Kontaktspannungslimits des Relais liegt, und Sie berechnen die entsprechende Wattzahl von dort.

Hardware erklärt

Die Hauptkomponenten, die für dieses Projekt benötigt werden, sind ein Arduino-Board, ein 5V-Relaismodul und Jumpers. Das Arduino-Board dient als das Gehirn des Betriebs und sendet Signale an das Relaismodul, um dessen Zustand zu steuern. Das Relaismodul ist dafür ausgelegt, Geräte ein- oder auszuschalten, indem es die Hochspannungsseite mit einem Niederspannungssignal vom Arduino steuert.

Jedes Relaismodul enthält typischerweise einen Optokoppler zur Isolation zwischen den Niederspannungs- und Hochspannungskreisen, um den Arduino vor Rück-EMF und Spannungsspitzen zu schützen. In unserem Fall verwenden wir ein Niedrigtrigger-Relais, was bedeutet, dass es aktiviert wird, wenn das Steuersignal auf LOW gesetzt wird.

Was ist ein Relais?

Ein Relais ist ein elektromagnetischer Schalter, der einen kleinen elektrischen Strom verwendet, um einen viel größeren zu steuern und dabei verschiedene Teile eines Schaltkreises sicher zu isolieren. Wie in den Diagrammen dargestellt, hat es zwei Hauptbestandteile: dasSpuleund dieKontakte. Wenn Sie die 5V-Batterie über den kleinen Schalter anschließen, fließt Strom durch die Spule des Relais. Dies verwandelt die Spule in einen Elektromagneten, der den inneren Schalter physisch zieht-kontakte-geschlossen. Diese Aktion verbindet einen separaten, Hochleistungsstromkreis. Im Wesentlichen fungiert das winzige 5V-Signal von der Batterie und dem Schalter als Fernbedienung, die es Ihnen ermöglicht, einen sicheren, Niederspannungsstromkreis zu verwenden, um ein leistungsstarkes, Hochspannungsgerät ein- und auszuschalten, ohne dass die beiden Ströme jemals direkt miteinander vermischt werden.

Datenblatt-Details

• Stellen Sie eine ordnungsgemäße Wärmeableitung sicher, wenn Sie hohe Lasten verwenden.
• Verwenden Sie eine separate Stromversorgung für Hochspannungsgeräte.
• Überprüfen Sie die Verkabelung erneut, um Kurzschlüsse zu vermeiden.
• Bestätigen Sie, dass die Spezifikationen des Relais mit Ihrer geplanten Last übereinstimmen.
• Testen Sie das Relais mit einem Multimeter, bevor Sie Hochspannung anschließen.

Verdrahtungsanweisungen

Um das Relaismodul zu verdrahten, beginnen Sie damit, den VCC-Pin des Relaismoduls mit dem 5V-Pin des Arduino zu verbinden. Verbinden Sie dann den GND-Pin des Relaismoduls mit dem GND-Pin des Arduino. Der Steuerpin für das Relais, der oft als IN bezeichnet wird, sollte mit einem digitalen Pin am Arduino verbunden werden, zum Beispiel Pin 8. Dieses Setup ermöglicht es dem Arduino, den Zustand des Relais zu steuern.

Sobald die Verdrahtung abgeschlossen ist, erhalten Sie VCC und GND, die Strom zum Relaismodul liefern, während der Steuerpin Signale sendet, um das Relais ein- und auszuschalten. Stellen Sie sicher, dass die Verbindungen sicher sind, um während des Betriebs intermittierende Probleme zu vermeiden. Wenn Sie eine andere Arduino-Platine verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie den Steuerpin entsprechend zuordnen.

Code-Beispiele und Anleitung

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

void setup() {
  pinMode(relayPin, OUTPUT); // define pin 8 as output
}

void loop() {
  digitalWrite(relayPin, LOW); // turn the relay ON
  delay(500); // wait for 500 milliseconds
  digitalWrite(relayPin, HIGH); // turn the relay OFF
  delay(500); // wait for 500 milliseconds
}

Im Code beginnen wir damit, den Ausgangspin für das Relais zu definieren mitrelayPinset auf 8. In dersetup()funktion, wir konfigurieren diesen Pin als AUSGANG. Dieloop()Die Funktion wechselt kontinuierlich den Zustand des Relais, indem sie LOW an den Pin schreibt, ihn einschaltet und dann HIGH schreibt, wodurch er nach einer Verzögerung von 500 Millisekunden ausgeschaltet wird.

Demonstration / Was zu erwarten ist

Sobald die Verkabelung und Programmierung abgeschlossen sind, sollten Sie hören, wie das Relais alle halbe Sekunde klickt. Dies zeigt an, dass der Arduino das Relais erfolgreich steuert. Wenn Sie ein Hochspannungsgerät an das Relais anschließen, sollte es im Einklang mit dem Status des Relais ein- und ausgeschaltet werden. Stellen Sie sicher, dass das Relais für die Spannung und den Strom des Geräts, das Sie steuern, ausgelegt ist, um Schäden zu vermeiden (im Video bei 02:15).

Häufige Fehler sind falsche Verkabelungen, die dazu führen können, dass das Relais nicht wie erwartet funktioniert. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie ein Niedrigtrigger-Relais verwenden; andernfalls müssen Sie möglicherweise den Code anpassen, um ein Hochtrigger-Relais zu berücksichtigen.

Video-Zeiten

• 00:00Einführung in das Projekt
• 00:30Hardware-Übersicht
• 01:15Verdrahtungsanweisungen
• 02:15Demonstration des Relais in Aktion

Bilder

5V LOW-LEVEL trigger relay

Relay wiring when load is OFF

Relay wiring when load is ON

5V HIGH-level trigger relay module

controlling_Relay_AC_bulb_wiring_low_trigger

5V LOW-LEVEL trigger relay

Relay wiring when load is OFF

Relay wiring when load is ON

5V HIGH-level trigger relay module

controlling_Relay_AC_bulb_wiring_low_trigger