Подключение тумблера через реле

Реле Arduino: устройства управления высоковольтным напряжением

В этом уроке по реле Ардуино мы научимся управлять высоковольтными устройствами с помощью микроконтоллеров Arduino.

Обзор

Мы можем управлять высоковольтными электронными устройствами с помощью реле. Реле на самом деле является переключателем, который электрически приводится в действие электромагнитом. Электромагнит активируется низким напряжением, например, 5 В от микроконтроллера, и он тянет контакт, чтобы создать или разорвать цепь высокого напряжения.

Модуль реле HL-52S для Ардуино

В качестве примера для этого урока по реле Arduino мы будем использовать 2-канальный релейный модуль HL-52S, который имеет 2 реле с номиналами 10 А при 250 и 125 В переменного тока и 10 А при 30 и 28 В постоянного тока. Выходной разъем высокого напряжения имеет 3 контакта, средний является общим контактом, и, как видно из маркировки, один из двух других контактов предназначен для нормально разомкнутого соединения, а другой – для нормально замкнутого соединения.

На одной из сторон модуля у нас есть 2 набора контактов. Первый имеет 4 контакта, заземление и контакт VCC для питания модуля и 2 входных контакта In1 и In2. Второй набор контактов имеет 3 контакта с перемычкой между JDVcc и контактом Vcc.

Комплектующие

Компоненты, необходимые для этого урока мы перечислим ниже. Вы можете заказать все комплектующие в удобном вам интернет-магазине:

• Модуль реле 5 В
• Плата Arduino
• Макетная плата и провода-перемычки
• Кабель, вилка, розетка

Принципиальная схема

Для лучшего понимания работы с реле Ардуино давайте рассмотрим принципиальную схему релейного модуля в этой конфигурации. Таким образом, мы можем видеть ниже, что 5 вольт от нашего микроконтроллера, подключенного к выводу Vcc для активации реле через оптрон, также подключены к выводу JDVcc, который питает электромагнит реле. Таким образом, в этом случае мы не получили изоляции между реле и микроконтроллером.

Чтобы изолировать микроконтроллер от реле, нам нужно снять перемычку и подключить отдельный источник питания для электромагнита к JDVcc и контакту заземления. Теперь с этой конфигурацией микроконтроллер не имеет физического соединения с реле, он просто использует светодиодную подсветку ИС оптопары для активации реле.

Есть еще одна вещь, которую следует отметить в этой принципиальной схеме. Входные контакты модуля работают в обратном порядке. Как мы видим, реле будет активировано, когда входной контакт будет НИЗКИМ, потому что таким образом ток сможет течь от VCC к входному контакту, который является низким или заземленным, светодиод загорится и активирует реле. Когда входной вывод будет ВЫСОКИМ, ток не будет течь, поэтому светодиод не загорится и реле не будет активировано.

Как использовать релейный модуль с устройствами высокого напряжения

Сначала давайте посмотрим на принципиальную схему. Как описано ранее, мы будем использовать адаптер 5 В в качестве отдельного источника питания для электромагнита, подключенного к JDVcc и заземляющему выводу. Вывод Arduino 5V будет подключен к выводу Vcc модуля, а вывод 7 к входному выводу In1 для управления реле. Теперь для части “высокое напряжение” нам понадобится вилка, розетка и кабель с двумя проводами. Один из двух проводов будет обрезан и подключен к общему и нормально разомкнутому контакту выходного разъема модуля. Таким образом, в этой конфигурации, когда мы активируем реле, мы получим замкнутую и рабочую высоковольтную цепь.

Ниже коснемся того, как сделать кабель. Нам нужны вилка, розетка и кабель. Аккуратно обрезаем кабель и обрезаем один из проводов, как показано на рисунке ниже. Подключаем их к нормально разомкнутым контактам релейного модуля. Также подключаем концы кабеля к вилке и розетке.

Окончательный вид кабеля, готового к использованию, ниже. Прежде чем использовать кабель, убедитесь, что он работает правильно. Вы можете проверить это с помощью мультиметра или сначала проверить его при низком напряжении.

Исходный код

Осталось написать простой код для нашего реле Ардуино и протестировать модуль на то, как он будет работать. Сам код достаточно простой, мы будем просто использовать контакт 7 для управления реле, поэтому мы определим его как выход и создадим программу, которая будет просто активировать и деактивировать реле каждые 3 секунды. Здесь я еще раз упомяну, что вход модуля работает обратно, поэтому низкий логический уровень на входе фактически активирует реле, и наоборот.

Были протестирована 3 устройства на основе данного примера. Сначала лампочка мощностью 100 Вт, затем настольная лампа и тепловентилятор. Все эти устройства работают на 220В. Таким образом возможно управлять любым высоковольтным устройством с помощью Arduino или любого другого микроконтроллера. И, конечно, возможности безграничны, например, мы можем управлять устройствами с помощью пульта дистанционного управления телевизора, Bluetooth, SMS, Интернета и так далее.

Схема подключения противотуманок через реле

Подключение противотуманных фар, если они не предусмотрены заводом изготовителем, вовсе необязательная процедура, но безусловно полезная. Не стоит говорить о том, как освещенность дорожного полотна может повлиять на безопасность движения, на усталость глаз и на комфорт вождения автомобиля в сложных погодных условиях. Противотуманки очень полезная штука, но подключать их нужно правильно, тем более современные модели.

Содержание:

Для чего и как подключать противотуманные фары

Каждый источник света имеет свой спектр излучения, и если мы говорим о противотуманных фарах в исконном понимании этого термина, то они должны обладать непростым спектральным балансом. Дело в том, что стандартный, стоковый свет, устанавливаемый на автозаводе имеет достаточный запас яркости, интенсивности, и если головной свет настроен правильно, то его с головой должно хватать для повседневной эксплуатации. Другое дело, старые модели автомобилей, которые на момент выхода с конвейера не имели таких осветительных приборов, как современные автомобили.

Так или иначе, но дополнительное освещение не помещает никогда. Смысл установки противотуманных фар трактуют зачастую не совсем верно. Противотуманка — это фара с особым цветовым спектром света, который совсем по-другому ведет себя в условиях густого тумана. Чаще всего на противотуманные фары ставили желтые светофильтры, потому что только они могли придать пучку света особые характеристики. Каким образом влияет светофильтр? Самым непосредственным.

Почему именно противотуманные?

Дело в том, что туман представляет собой водяную взвесь, мельчайшие частички влаги, которые во взвешенном состоянии находятся над почвой. Оптическая структура капли такова, что обычный свет от обычных фар головного света она просто отражает, как зеркало. Какой бы мощности ни были белые лампы, какой бы ни была природа их света, они ни за что не пробьют маленькую частичку воды, каких миллиарды расстелилось перед вашим капотом. Они просто будут создавать белую стену, и чем ярче будет свет, тем прочнее будет эта стена. Желтый спектр — наоборот, не отражается от водяной взвеси, а прошивает ее насквозь, и хотя видимость не стает идеальной, но значительно отличается от условий движения, которые создают фары головного света.

Электрическая схема подключения противотуманок

Таким образом, мы больше не будем путаться в терминах. Если речь идет о подключении мощной лампы, то она подключается по такой схеме.

Схема подключения противотуманных фар через реле поясняет практически все сложности, которые могут возникнуть при установке. Тем не менее, мы приведем несколько комментариев к схеме, чтобы ее работа была более понятной, а установка более осмысленной.

Как подключить противотуманные фары через реле

Для подключения фар нам понадобятся некоторые инструменты:

• дополнительные провода и клеммы;
• предохранитель противотуманных фар;
• реле противотуманных фар;
• изолента;
• колюще-режущие инструменты;
• кнопка включения, если вы не хотите задействовать одну из неиспользуемых на приборной панели.

Первым делом стоит определиться с физическим расположением реле. Оно небольшое, поэтому его можно даже не крепить, а спрятать за приборной панелью. Но место найти ему нужно, поскольку нужно как-то отмерять провода. Снимаем приборную панель и центральную консоль, находим место для реле.

Питать реле мы будем от габаритных огней, вместе с которыми включается подсветка приборов и центральной панели. Находим любой подсветочный провод с разъемом, крепим к нему первый провод от реле. Второй провод должен идти на кнопку включения. Где ее разместить — решать вам.

Далее протягиваем провод от контакта 87 к АКБ, предварительно расположив в удобном месте предохранитель. Контакт 86 реле соединяем с массой в любом удобном месте. Собственно, схема подключена, осталось только поставить противотуманки, а эта работа схемы не требует.

При установке самих противотуманок нужно внимательно ознакомиться с нормами установки дополнительного светового оборудования, которые прописаны в ПДД. Иначе, проблем потом не оберешься. Также противотуманки стоит тщательно отрегулировать, но это совсем другая история. Пусть ваши противотуманки светят ярко в любой туман, и безопасных вам дорог!

Что такое импульсное реле – схема подключения для управления освещением

Для комфортного проживания сегодня во многих домах и квартирах используются автоматизированные системы с электроникой. Возможно, вы уже слышали о проходных и маршевых выключателях: они помогают собрать схему управления освещением в нескольких местах. Несмотря на практичность принципы работы такой системы с разводкой проводов, а также ее подключение – дело не слишком простое. Тем не менее, существует более простой вариант – применение интересного бистабильного устройства, которое по-другому называется импульсное реле.

Назначение и где применяется

Этот переключатель предназначен для включения или отключения нагрузки при подаче сигнала на контакты. Реле называется бистабильным, потому что переключение в состояние включено-выключено происходит именно тогда, когда сигнал подается на управляющий вход. И в этом же положении реле остается после окончания входного сигнала.

Примечательно, что даже после отключения от электросети импульсное реле «запоминает» последнее положение контактов, а при включении возобновляет то состояние, которое было до выключения.

В быту данное устройство используется очень часто благодаря своему удобству, так как освещение можно контролировать как минимум из двух точек. Например, включение света произошло в спальне, а выключение – в коридоре перед выходом из квартиры. Такая система придется кстати в случае, когда помещения очень длинные и масштабные по размерам.

ВНИМАНИЕ! Помимо комфорта импульсное реле предлагает решение также и для такой задачи, как защита и сигнализация. К примеру, на промышленных фирмах, где требуется высокая электрическая мощность, прибор обеспечивает безопасность оператора благодаря тому, что работает от малого напряжения и может управляться дистанционно.

Принцип работы и внешний вид

Если говорить обобщенно, реле представляет собой электрический механизм, замыкающий или разрывающий электрическую цепь. Его работа осуществляется исходя из электрических или других параметров, которые на него действуют.

Выбирая режим работы реле нужно руководствоваться частотой включений, величиной тока, а также характером испытываемых нагрузок.

Конструкция состоит из следующих компонентов:

• Катушки.
  Катушка является медным проводом, который намотан на немагнитный материал; может находиться в тканевой изоляции или быть покрытым специальным лаком, который не пропускает электричество;
• Сердечника.
  Он содержит железо и приходит в действие при проходе тока через витки катушки;
• Подвижного якоря.
  Такой якорь является пластиной, крепящейся к якорю, он воздействует на замыкающие контакты;
• Контактной системы.
  Она является переключателем состояния цепи.

В основе работы реле – электромагнитная сила, появляющаяся в сердечнике катушки при пропускании через нее тока.

Катушка является втягивающим устройством, в котором сердечник связан с подвижным якорем. Он и приводит в действие силовые контакты. А к катушке можно дополнительно подключать резистор для увеличения точности срабатывания.

Разновидности импульсных реле

ВАЖНО! Бистабильное реле – это реле, которое может находиться в двух фиксированных (стабильных) состояниях. Из-за особенностей применения этого устройства его иногда называют «блокировочным» реле, так как оно блокирует сеть в одном состоянии.

Между некоторыми реле существуют большие отличия, поэтому их можно разделить, в основном, на 2 категории:

• электромеханические реле;
• электронные импульсные реле.

Электромеханические

Этот тип устройств потребляет электроэнергию только в момент срабатывания. Механизм блокировки обеспечивает высокую надежность и экономит электричество. Система работает неплохо: имеется в виду защита от колебаний в сети, которые приводят к ложным срабатываниям.

В основе конструкции: катушка, контакты, механизм с кнопками для включения-выключения.

Реле электромеханического типа считаются более надежными и удобными в использовании, так как не боятся помех. Плюс, к ним нет высоких требований для места установки.

Электронные

Электронные импульсные реле имеют характерную особенность: они используют микроконтроллеры. Благодаря этому в них присутствует расширенный функционал. К примеру, такие устройства позволяют добавлять таймер. Другие дополнительные функции помогают в построении сложных систем освещения.

В основе конструкции: электромагнитная катушка, микроконтроллеры, полупроводниковые ключи.

Электронные реле популярнее других типов благодаря функционалу и разнообразию, которое можно к ним добавить: можно создавать изделия для освещения любой сложности. Также возможно подбирать их под любое напряжение – 12 вольт, 24, 130, 220. В зависимости от установки такие реле могут быть DIN-стандартными (для электрощитов) и обычными (с другими способами монтирования).

Основные технические характеристики

Реле можно классифицировать по следующим параметрам, в зависимости от назначения и области применения:

• возвратный коэффициент — это отношение тока выхода якоря к току втягивания;
• выходной ток — это максимальное значение тока в катушке при выходе якоря;
• ток при втягивании — минимальное значение тока в катушке при возвращении якоря в исходное положение;
• уставка — величина срабатывания в пределах, которые заданы в реле;
• значение срабатывания — входной сигнал, на которое устройство отвечает автоматически;
• номинальные значения — это напряжение, ток и другие величины, которые лежат в основе действия реле.

Электромагнитные реле можно еще разделить по времени срабатывания. У такого устройства присутствует такой параметр, как долгая задержка – более 1 секунды, с возможностью настройки. Далее идут замедленные – 0,15 секунд, нормальные – 0,05 секунд, быстродействующие, самые быстрые безинерционные – менее 0,001 секунды.

Другими техническими характеристиками импульсного реле могут быть:

• максимальная нагрузка лампами накаливания;
• количество и тип контактов;
• диапазон рабочих температур;
• относительная влажность воздуха;
• и др.

Схемы подключения

Импульсное реле очень часто используется с подключением нескольких выключателей с пружинным возвратом кнопки. Подключаться они должны параллельно друг к другу по всем требованиям.

Для организации схемы управления освещением следует подключить силовой провод к бистабильному реле. А выключатели между собой соединяются посредством проводка. Благодаря этому в дальнейшем есть возможность обесточить всю сеть, используя всего один выключатель.

Данный вариант популярен, так как упрощается монтаж. При этом надо рассчитывать характеристики точно: к примеру, поддержку светодиодной подсветки кнопок, чтобы сеть полноценно функционировала.

Чтобы было удобнее, можно проверять маркировку. Производители используют такие обозначения, как:

• А1-А2 – контакты катушки;
• 1-2 (или другие цифры) – количество контактов, замыкающихся или размыкающихся при работе бистабильного реле;
• ON-OFF – маркировка контактов, которые переводят реле в состояние выключения или включения (используется при монтаже центрального управления).

СПРАВКА! Как правило, используется реле 220 вольт для подключения к силовому щиту. В этом случае к контактам подключаются кабели, и в дальнейшем управление выполняется через импульсное реле. А отдельные выключатели во всей системе освещения соединены проводками.

Достоинства и недостатки

Основные типы реле обладают множеством достоинств над полупроводниковыми ключами, такими как:

• относительно низкая стоимость (благодаря недорогим составляющим);
• присутствует мощная изоляция между катушкой и контактной группой;
• не подвержены вредному влиянию перенапряжения, помехам молний, коммутации мощных электрических установок;
• есть управление линиями с нагрузкой до 0,4 кВ (при малом объеме устройства).

Дополнительный плюс – отсутствие проблемы охлаждения и безвредность для атмосферы. Например, при замыкании с током в 10 А в реле по катушке распределяется меньше, чем 0,5 Вт. В сравнении с электронными аналогами данное значение выше 15 Вт.

Недостатки импульсного реле:

• износ, а также проблемы коммутации индуктивных нагрузок и высоких напряжений (если ток постоянный);
• при включении и выключении цепи происходят радиопомехи, поэтому требуется экранирование;
• относительно долгий период времени срабатывания.

Серьезным минусом можно считать непрерывный износ при коммутации (деформация пружин, окисление контактов, например).

Однако стоит уточнить, что при использовании именно электронных реле, есть такие плюсы как: безопасность, хорошая скорость подключения, доступность на рынке, бесшумная работа, расширенный функционал. А среди минусов: перегрев при коммутации больших токов, нарушение работы при сбоях в электросети, сопротивление в закрытом положении и др.