قيادة مرحل باستخدام اردوينو: 9 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

مرحبا بالجميع ، أهلا بكم من جديد في قناتي. هذا هو البرنامج التعليمي الرابع الخاص بي حول كيفية قيادة RELAY (وليس وحدة الترحيل) باستخدام Arduino.

هناك المئات من البرامج التعليمية المتاحة حول كيفية استخدام "وحدة الترحيل" ولكن لم أجد واحدة جيدة توضح كيفية استخدام وحدة الترحيل وليس وحدة الترحيل. لذلك ، نحن هنا لمناقشة كيفية عمل المرحل وكيف يمكننا توصيله بـ Arduino.

ملاحظة: إذا كنت تقوم بأي عمل باستخدام "الطاقة الرئيسية" مثل أسلاك طاقة التيار المتردد 120 فولت أو 240 فولت ، فيجب عليك دائمًا استخدام المعدات المناسبة ومعدات السلامة وتحديد ما إذا كان لديك المهارة والخبرة الكافية أو استشارة كهربائي مرخص. هذه المشاريع ليست مخصصة للاستخدام من قبل الأطفال.

الخطوة 1: الأساسيات

المرحل عبارة عن مفتاح ميكانيكي كبير يتم تشغيله أو إيقاف تشغيله عن طريق تنشيط الملف.

اعتمادًا على مبدأ التشغيل ، تكون مرحلات الميزات الهيكلية من أنواع مختلفة ، مثل:

1. المرحلات الكهرومغناطيسية

2. مرحلات الحالة الصلبة

3. المرحلات الحرارية

4. مرحلات الطاقة المتنوعة

5. مرحلات ريد

6. المرحلات الهجينة

7. مرحلات متعددة الأبعاد وما إلى ذلك ، مع تصنيفات وأحجام وتطبيقات متنوعة.

ومع ذلك ، في هذا البرنامج التعليمي سنناقش فقط حول المرحلات الكهرومغناطيسية.

دليل لأنواع مختلفة من التبديلات:

1.

2.

الخطوة 2: مرحلتي (SRD-05VDC-SL-C)

التتابع الذي أنظر إليه هو SRD-05VDC-SL-C. إنه تتابع شائع جدًا بين هواة إلكترونيات Arduino و DIY.

يحتوي هذا التتابع على 5 دبابيس. 2 للملف. الأوسط هو COM (شائع) والباقي يسمى NO (عادة مفتوح) و NC (إغلاق عادة). عندما يتدفق التيار عبر ملف المرحل ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي يتسبب في تحرك عضو الإنتاج الحديدي ، مما يؤدي إلى حدوث اتصال كهربائي أو قطعه. عندما يتم تنشيط المغناطيس الكهربائي ، يكون NO هو الذي يتم تشغيله ويكون NC هو الذي تم إيقاف تشغيله. عندما يتم إلغاء تنشيط الملف ، تختفي القوة الكهرومغناطيسية ويتحرك المحرك إلى الموضع الأصلي مقللاً جهة اتصال NC. يؤدي إغلاق وإطلاق جهات الاتصال إلى تشغيل وإيقاف تشغيل الدوائر.

الآن ، إذا نظرنا إلى الجزء العلوي من التتابع ، فإن أول شيء نراه هو SONGLE ، إنه اسم الشركة المصنعة. ثم نرى "تصنيف التيار والجهد": وهو الحد الأقصى للتيار و / أو الجهد الذي يمكن تمريره عبر المفتاح. يبدأ من 10A @ 250VAC وينخفض حتى 10A @ 28VDC أخيرًا تقول البتة السفلية: SRD-05VDC-SL-C SRD: هو نموذج التتابع. 05VDC: يُعرف أيضًا باسم "جهد الملف الاسمي" أو "جهد تنشيط الترحيل" ، وهو الجهد الضروري للملف لتنشيط التتابع.

S: ترمز إلى هيكل "النوع المختوم"

L: هي "حساسية الملف" التي تبلغ 0.36 وات

ج: يخبرنا عن نموذج الاتصال

لقد أرفقت ورقة البيانات الخاصة بالترحيل لمزيد من المعلومات.

الخطوة 3: الحصول على التتابع

لنبدأ بتحديد دبابيس ملف الترحيل.

يمكنك القيام بذلك إما عن طريق توصيل مقياس متعدد بوضع قياس المقاومة بمقياس 1000 أوم (نظرًا لأن مقاومة الملف تتراوح عادة بين 50 أوم و 1000 أوم) أو باستخدام بطارية. هذا التتابع ليس له قطبية مميزة عليه لأن الصمام الثنائي الكابح الداخلي غير موجود فيه. ومن ثم ، يمكن توصيل الإخراج الإيجابي لمصدر طاقة التيار المستمر بأي من دبابيس الملف بينما سيتم توصيل الخرج السالب لمصدر طاقة التيار المستمر بالدبوس الآخر للملف أو العكس. إذا قمنا بتوصيل بطاريتنا بالدبابيس الصحيحة ، يمكنك في الواقع سماع صوت النقر * عند تشغيل المفتاح.

إذا شعرت بالارتباك في اكتشاف أيهما لا وأيهما هو رقم NC ، فاتبع الخطوات أدناه لتحديد ما يلي بسهولة:

- اضبط جهاز القياس المتعدد على وضع قياس المقاومة.

- اقلب المرحل رأسًا على عقب لرؤية المسامير الموجودة في الجزء السفلي منه.

- الآن قم بتوصيل واحد على مسبار المتر المتعدد بالدبوس بين الملفات (الدبوس المشترك)

- ثم قم بتوصيل المجس الآخر واحدًا تلو الآخر بالدبوسين المتبقيين.

سيكمل واحد فقط من المسامير الدائرة وسيظهر نشاطًا على جهاز القياس المتعدد.

الخطوة 4: Arduino و Relay

* السؤال هو "لماذا استخدام التتابع مع اردوينو؟"

لا يمكن لدبابيس GPIO (إدخال / إخراج للأغراض العامة) لوحدة التحكم الصغيرة التعامل مع أجهزة طاقة أعلى. يعد مؤشر LED سهلًا بدرجة كافية ، لكن عناصر الطاقة الكبيرة مثل المصابيح الكهربائية أو المحركات أو المضخات أو المراوح تتطلب المزيد من الدوائر الكهربائية المخادعة. يمكنك استخدام مرحل 5 فولت لتبديل تيار 120-240 فولت واستخدام Arduino للتحكم في المرحل.

* يسمح المرحل أساسًا للجهد المنخفض نسبيًا بالتحكم بسهولة في دوائر الطاقة العالية. يحقق المرحل ذلك باستخدام 5 فولت الناتج من دبوس Arduino لتنشيط المغناطيس الكهربائي والذي بدوره يغلق مفتاحًا داخليًا ماديًا لتشغيل أو إيقاف تشغيل دائرة طاقة أعلى. يتم عزل جهات اتصال التبديل الخاصة بالمرحل تمامًا عن الملف ، وبالتالي من Arduino. الرابط الوحيد هو المجال المغناطيسي. هذه العملية تسمى "العزل الكهربائي".

* الآن يطرح سؤال ، لماذا نحتاج إلى الجزء الإضافي من الدائرة لقيادة التتابع؟ يحتاج ملف الترحيل إلى تيار كبير (حوالي 150 مللي أمبير) لقيادة المرحل ، والذي لا يستطيع Arduino توفيره. لذلك نحن بحاجة إلى جهاز لتضخيم التيار. في هذا المشروع ، يقود ترانزستور NPN 2N2222 التتابع عندما يتشبع تقاطع NPN.

الخطوة 5: متطلبات الأجهزة

في هذا البرنامج التعليمي نحتاج إلى:

1 × اللوح

1 × اردوينو نانو / أونو (كل ما هو سهل)

1 × تتابع

1 × 1 كيلو المقاوم

1 × 1N4007 الجهد العالي ، الصمام الثنائي ذو التصنيف العالي الحالي لحماية وحدة التحكم الدقيقة من طفرات الجهد

1 × 2N2222 ترانزستور NPN للأغراض العامة

1 × LED ومقاوم الحد الحالي 220 أوم لاختبار الاتصال

كبلات توصيل قليلة

كبل USB لتحميل الكود على Arduino

ومعدات اللحام العامة

الخطوة 6: التجميع

* لنبدأ بتوصيل دبابيس VIN و GND في Arduino بقضبان + ve and -ve للوح التجارب.

* ثم قم بتوصيل أحد دبابيس الملفات بسكة اللوح + الخامس 5 فولت.

* بعد ذلك نحتاج إلى توصيل الصمام الثنائي عبر الملف الكهرومغناطيسي. يعمل الصمام الثنائي عبر المغناطيس الكهربائي في الاتجاه العكسي عند إيقاف تشغيل الترانزستور للحماية من ارتفاع الجهد أو التدفق العكسي للتيار.

* ثم قم بتوصيل جامع ترانزستور NPN بالدبوس الثاني للملف.

* يتصل الباعث بسكة -ve من اللوح.

* نهائيًا ، باستخدام المقاوم 1k ، قم بتوصيل قاعدة الترانزستور بدبوس D2 في Arduino.

* هذه هي دائرتنا كاملة ، الآن يمكننا تحميل الكود إلى Arduino لتشغيل أو إيقاف تشغيل التتابع. بشكل أساسي ، عندما يتدفق + 5 فولت عبر المقاوم 1K إلى قاعدة الترانزستور ، يتدفق تيار يبلغ حوالي 0.0005 أمبير (500 ميكرو أمبير) ويشغل الترانزستور. يبدأ تيار يبلغ حوالي 0.07 أمبير بالتدفق عبر الوصلة التي تعمل على المغناطيس الكهربائي. يقوم المغناطيس الكهربائي بعد ذلك بسحب جهة اتصال التبديل وتحريكه لتوصيل طرف COM بالطرف NO.

* بمجرد توصيل طرف التوصيل NO ، يمكن تشغيل المصباح أو أي حمل آخر. في هذا المثال ، أقوم فقط بتشغيل وإيقاف تشغيل مصباح LED.

الخطوة 7: الكود

الكود بسيط جدا ما عليك سوى البدء بتحديد رقم التعريف الشخصي الرقمي 2 الخاص بـ Arduino على أنه دبوس الترحيل.

ثم حدد pinMode على أنه OUTPUT في قسم الإعداد من الكود. أخيرًا ، في قسم الحلقة ، سنقوم بتشغيل وإيقاف التتابع بعد كل 500 دورة CPU عن طريق ضبط دبوس الترحيل على HIGH و LOW على التوالي.

الخطوة 8: الخاتمة

* تذكر: من المهم جدًا وضع الصمام الثنائي عبر ملف الترحيل لأن ارتفاع الجهد (الارتداد الاستقرائي من الملف) يتولد (التداخل الكهرومغناطيسي) عند إزالة التيار من الملف بسبب انهيار المغناطيسية حقل. يمكن أن يؤدي ارتفاع الجهد هذا إلى إتلاف المكونات الإلكترونية الحساسة التي تتحكم في الدائرة.

* الأهم: مثل المكثفات ، نقوم دائمًا بتقليل معدل الترحيل للتخفيف من مخاطر فشل الترحيل. لنفترض أنك بحاجة إلى العمل عند 10A @ 120VAC ، لا تستخدم مرحلًا مصنّفًا لـ 10A @ 120VAC ، استخدم بدلاً من ذلك مرحلًا أكبر مثل 30A @ 120VAC. تذكر أن الطاقة = التيار * الجهد لذا يمكن لمرحل 30A @ 220V التعامل مع جهاز يصل إلى 6000 واط.

* إذا قمت فقط باستبدال مؤشر LED بأي جهاز كهربائي آخر مثل المروحة والمصباح والثلاجة وما إلى ذلك ، فيجب أن تكون قادرًا على تحويل هذا الجهاز إلى جهاز ذكي بمنفذ طاقة يتم التحكم فيه بواسطة Arduino.

* يمكن أيضًا استخدام المرحل لتشغيل أو إيقاف تشغيل دائرتين. واحد عندما يكون المغناطيس الكهربائي في وضع التشغيل والثاني عندما يكون المغناطيس الكهربائي مغلقًا.

* المرحل يساعد في العزل الكهربائي. يتم عزل جهات اتصال التبديل الخاصة بالمرحل تمامًا عن الملف ، وبالتالي من Arduino. الرابط الوحيد هو المجال المغناطيسي.

ملحوظة: الدوائر القصيرة على دبابيس Arduino ، أو محاولة تشغيل أجهزة عالية التيار منها ، يمكن أن تتلف أو تدمر الترانزستورات الناتجة في الدبوس ، أو تتلف شريحة AtMega بأكملها. غالبًا ما ينتج عن هذا دبوس "ميت" لوحدة التحكم الدقيقة ولكن الشريحة المتبقية ستظل تعمل بشكل مناسب. لهذا السبب ، من المستحسن توصيل دبابيس OUTPUT بأجهزة أخرى بمقاومات 470Ω أو 1k ، ما لم يكن الحد الأقصى للسحب الحالي من المسامير مطلوبًا لتطبيق معين

الخطوة 9: شكرا

شكرا مرة أخرى لمشاهدة هذا الفيديو! وآمل أن يساعد أنت. إذا كنت تريد دعمي ، يمكنك الاشتراك في قناتي ومشاهدة مقاطع الفيديو الأخرى الخاصة بي. شكرا مرة أخرى في الفيديو التالي الخاص بي.