Laboratoriya ishi № Rele. Transistorlar yordamida rele boshqaruvi. Laboratoriya ishining maqsadi

Laboratoriya ishi № 5.

Rele. Transistorlar yordamida rele boshqaruvi.

Laboratoriya ishining maqsadi: Rele bilan tanishish, relening ishlash printsipi, releni turlari bilan tanishish va ularni loyihalarda qo‘llash. Transistor yordamida releni boshqarishni o‘rganing va bu ko‘nikmalarni loyihalarda qo‘llang.

Laboratoriyaning nazariy qismi.

Elektromagnit releni asosan boshqariladigan mexanik kalitdir: unga oqim qo‘llaniladi - u kontaktlarni yopadi, agar oqim olib tashlansa, u ochiladi. Kontaktlar shunchaki kontaktlar: bir -biriga bosilgan metall "nikellar". Shuning uchun bunday releni doimiy va o‘zgaruvchan yuklarni boshqarishi mumkin.

Arduno releni nisbatan yuqori tok yoki kuchlanish rejimlarida ishlaydigan qurilmalarni ulash imkonini beradi. Biz kuchli nasoslarni, motorlarni, hatto oddiy akkor lampochkani ham Arduino kartasiga to‘g‘ridan -to‘g‘ri ulay olmaymiz - taxta bunday yuk uchun mo‘ljallanmagan va ishlamaydi. Shuning uchun biz sxemaga o‘z relesini qo‘shishimiz kerak bo‘ladi, uni siz har qanday loyihada topishingiz mumkin.

Rele- bu butunlay boshqa parametrlarga ega bo‘lgan elektr zanjirlarini bir -biriga ulash imkonini beruvchi shlyuz. Oddiy daryo qulfi turli balandliklarda joylashgan suv kanallarini eshikni ochish yoki yopish orqali bog‘laydi. Arduinodagi rele tashqi qurilmalarni yoqadi yoki o‘chiradi, ma'lum tarzda ular ulangan alohida elektr tarmog‘ini yopadi yoki ochadi. Arduino va relelar yordamida biz uydagi chiroqni yoqish yoki o‘chirish singari yoqish yoki o‘chirish jarayonini boshqaramiz - yopish yoki ochish buyrug‘i bilan. Arduino signal beradi, "kuchli" sxemaning yopilishi yoki ochilishi maxsus ichki mexanizmlar orqali o‘z relesi bo‘ladi. O‘rnimizni masofadan boshqarish pulti deb hisoblash mumkin, uning yordamida biz "zaif" signallar yordamida kerakli harakatlarni bajaramiz.

Rele quyidagi parametrlar bilan tavsiflanadi:

• 
  kuchlanish yoki ish oqimi.
  
• 
  Kuchlanish yoki tushish oqimi.
  
• 
  Javob berish va chiqarish vaqti.
  
• 
  Ish oqimi va kuchlanish.
  
• 
  Ichki qarshilik.
  

Ushbu ichki ajratish mexanizmlarining turiga va qurilmaning xususiyatlariga qarab, ikkita asosiy rele guruhini ajratish mumkin: elektromekanik rele (elektromagnit yordamida yoqish) va qattiq holli rele (maxsus yarimo‘tkazgichli komponentlar orqali yoqish).

Rele o‘ramining o‘zi zaif bo‘lmagan induktiv yuk bo‘lib, u qo‘shimcha muammolarga olib keladi (quyida o‘qing), shuning uchun bizga "yalang‘och" releni nazorat qilish uchun qo‘shimcha kuch va himoya davri kerak bo‘ladi.

Ushbu darsni o‘rganib chiqqandan so‘ng, siz uni o‘zingiz tuzishingiz mumkin (tranzistor va diod), endi biz o‘rni modullari haqida gaplashamiz: rele o‘zi joylashgan tayyor plata, shuningdek, kontaktlarning zanglashiga olib o‘tish, himoya va optik izolyatsiya. Bunday modullar "oila" dir - bortda bir nechta rele bor. Buning uchun xitoyliklarga rahmat!

Bunday rele maxsus mikrokontrollerdan qulay boshqarish uchun qilingan: VCC (Vin, 5V) va GND quvvat pimlari quvvat manbaiga ulangan, keyin esa rele IN piniga qo‘llaniladigan mantiqiy signal yordamida boshqariladi. Boshqa tomondan, simlarni ulash uchun terminal bloki mavjud, odatda kontaktlar NO, NC va COM sifatida imzolanadi. Bu tugmalar, kalitlar va rele pinlarining umumiy nomlari:

• 
  COM - Umumiy, umumiy. Releni almashtirish va COM pin keng tarqalgan.
  
• 
  YO‘Q - Oddiy ochiq, odatda ochiq. Releni faol bo‘lmaganida, bu kontakt COM ga ulanmagan. Releni ishga tushirilganda, u COM bilan yopiladi.
  
• 
  NC - normal yopiq, odatda yopiq. Releni faol bo‘lmaganida, bu kontakt COM ga ulanadi. Releni ishga tushirilganda, u COM bilan ochiladi.
  

Menimcha, ortiqcha kuchni rele orqali ulash hamma uchun ravshan:

Muhim nuqta: faol rejimda rele taxminan 60 mA iste'mol qiladi, ya'ni karta USB -dan quvvat olganda bir nechta rele modulini ulash tavsiya etilmaydi - kuchlanish pasayadi va shovqin paydo bo‘ladi:.

Bu rele modullari ikki xil: past va yuqori. Boshqarish pinida past signal (GND) bo‘lganda past darajali rele o‘zgaradi.

digitalWrite(pin, LOW)

Yuqori darajadagi rele mos ravishda yuqori darajadan kelib chiqadi.

digitalWrite(pin, HIGH)

Qaysi turdagi rele borligini eksperimental tarzda aniqlash mumkin yoki uni mahsulot sahifasida yoki doskada o‘qish mumkin. Bundan tashqari, darajani tanlash modullari mavjud:

Platada, High/Low trigger yozuvning o‘ng tomonida o‘tish moslamasi bor, u bilan sath o‘zgartiriladi. Elektromagnit rele quyida muhokama qilingan boshqa usullardan bir qator kamchiliklarga ega, siz ularni bilishingiz va hisobga olishingiz kerak:

• 
  Kommutatsiya operatsiyalarining cheklangan soni: mexanik kontakt eskiradi, ayniqsa yuqori va / yoki induktiv yuklarda.
  
• 
  Sekin bosishlar!
  
• 
  Katta kuch bilan, rele "yopishishi" mumkin, shuning uchun yuqori oqimlar uchun siz ... kichikroq rele bilan yoqilishi kerak bo‘lgan kuchliroq rele yoki tranzistorlar ishlatishingiz kerak .
  
• 
  Releni boshqarish uchun qo‘shimcha zanjirlar talab qilinadi, chunki cho‘lg‘am induktiv yuk, va yukning o‘zi MK pin uchun juda katta (Xitoy rele moduli yordamida hal qilinadi).
  
• 
  Induktiv yuklarni almashtirishda butun elektr uzatish liniyasida juda yuqori kesishish.
  
• 
  Nisbatan uzoq o‘tish vaqtlari (nol detektorni qo‘yish mumkin emas, quyida o‘qing), AC induktiv davrlarini boshqarishda siz katta induktiv to‘lqinlarga kirishingiz mumkin, uchqun o‘chirish davrlarini o‘rnatish kerak.
  

Hamma biladiki, Arduino pinlari ularga ulangan modullarga yoki datchiklarga 3,3V yoki 5V yetkazib berishga qodir. Masalan, biz harorat va namlik sezgichlarini mikrokontrollerimizga ulashimiz mumkin, va displey - biz ekranda ma'lumotlar chiqishi bo‘lgan miniatyura ob -havo stantsiyasini olamiz; yoki biz ultratovush sensori yordamida har xil narsalarga masofani o‘lchashimiz mumkin. Biroq, yorug‘likni boshqarish haqida nima deyish mumkin? Axir, Arduino-dan quvvat oddiy LEDlar uchun etarli, lekin lampalar uchun emas (akkor, energiya tejaydigan yoki LED). Keling, bu muammoni rele yordamida hal qilaylik!

Boshlash uchun, biz ushbu maqolada gaplashayotgan lampalar ko‘pincha 220V tarmoqdan quvvatlanadi. Bundan tashqari, lampochkani to‘g‘ridan -to‘g‘ri taxtaga ulash qiyin bo‘lib tuyuladi, chunki u diodlarni ulashdan ko‘ra g‘ayrioddiy bo‘ladi.

Xuddi shu muammo, odatda, tarmoqdan quvvat oladigan boshqa qurilmalarni ulashda. Rele deb nomlangan qurilma yordamga keladi.

Rele modullari arzon, ular birdan bir nechta kanalga ega bo‘lishi mumkin. Quyidagi rasmda bitta kanalli rele moduli ko‘rsatilgan, u allaqachon Arduino-ga ulanishga tayyor.

Ushbu modul Arduinoga bemalol ulanishi mumkin, chunki u 5 voltlik ish kuchlanishini talab qiladi, lekin rele allaqachon bir nechta turli qiymatlarni o‘zgartirishi mumkin. Ko‘pincha ular korpusga yozilgan: ko‘pincha ular 10A 30V DC va 10A 250V AC gacha bo‘lgan bepul o‘tish.

Rele - bu boshqariladigan kalit, bu Arduino signalidan so‘ng, ikkita kontur orasidagi o‘rta kontaktni o‘zgartiradi va shu bilan sxemani ochadi yoki yopadi.

Arduinoga ulanish uchun 3 ta pin ishlatiladi: ikkita quvvat pini (5V va Gnd) va bortdagi raqamli pinga ulanadigan boshqaruv pini (masalan, pin raqami 3). Relening boshqa tomonida yana uchta kontakt bor, lekin yukni ulash uchun (masalan, lampochka) - ikkitasi lampochkaning boshqaruv kontaktlarini ulaydi, ikkinchisi esa bo‘sh qoladi (releni ichida) , u yerga ulangan). Shuning uchun, rele yoqilganda, COM (umumiy) va NC (odatda yopiq) kontaktlari yopiladi va chiroq yonadi va rele o‘chirilganda boshqa kontaktlar yopiladi - COM (umumiy) va NO (odatda ochiq) ). Lampochkaning kontaktlari 220V tarmoqqa ulangan bo‘lishi kerakligini unutmang.