In questo tutorial ti mostrerò come utilizzare un relè con Arduino e come funzionano i relè. Alla fine di questo tutorial avrai tutte le conoscenze per interfacciare i relè con Arduino. Potrai così controllare motori, interruttori di alimentazione e altre applicazioni ad alta potenza.
La prima parte dell’articolo copre le basi del relè e le connessioni della scheda relè. Proseguirò poi con il progetto Arduino in cui guiderai un relè usando Arduino per controllare un circuito DC.
Alla fine dell’articolo troverai tutti i dettagli per controllare un circuito AC (lampada 230 V, dimmer ecc.) usando Arduino.
Iniziamo!
1: Componenti necessari per controllare un relè con Arduino
Componenti hardware
- Arduino Uno Rev3 x 1
- Relay Module x 1
- Dupont wire x 3
- Arduino USB cable x 1
- Batteries (o alimentatore DC)
- Battery connector
Strumenti
- Screwdriver (per collegare i fili al modulo relè) x 1
- DC motor (carico) x 1
Software
Makerguides is a participant in affiliate advertising programs designed to provide a means for sites to earn advertising fees by linking to Amazon, AliExpress, Elecrow, and other sites. As an Affiliate we may earn from qualifying purchases.
Potrai completare il progetto con gli elementi elencati sopra. Ti consiglio di leggere prima tutto l’articolo per comprendere le connessioni, i consigli di sicurezza e altri suggerimenti utili.
Programmerai l’Arduino per controllare la scheda relè. La scheda relè accenderà o spegnerà il carico.
Nozioni di base sui relè
I relè sono utili quando devi controllare un circuito usando un segnale a bassa potenza (ad esempio un pin digitale di Arduino).
Esistono diversi tipi di relè per molteplici applicazioni. Il relè meccanico è costituito da una bobina che, quando attivata, chiude o apre l’interruttore (grazie alle proprietà magnetiche della bobina).
I relè a stato solido (SSR) sono meno ingombranti e non hanno parti mobili.
Ecco un esempio di relè a 5 V.
Esempio di datasheet – OMIH-SH-112L,394
Ho preso l’immagine dal datasheet sopra. Se prevedi un carico DC, la corrente massima supportata dal relè è 16 A.
A seconda del tipo di carico, devi anche deratarlo (scegliere un relè con una corrente nominale molto superiore a quella del carico)
Parametri importanti
Ti illustrerò i parametri più importanti da considerare prima di acquistare un relè per la tua applicazione.
- Tensione di commutazione – Ogni relè ha una tensione nominale separata per AC e DC. Devi assicurarti che la tensione del carico da pilotare sia inferiore alla tensione di commutazione del relè.
Esempio: se voglio pilotare un motore DC da 9 V con il relè, sceglierò un relè con tensione di commutazione pari o superiore a 12 V
- Corrente nominale di contatto – Questa corrente deve essere superiore alla corrente massima prevista del carico.
- Tensione della bobina – Questa è la tensione necessaria per attivare il relè. Non puoi fornire più di 5 V usando Arduino. Perciò puoi usare un circuito simile a quello sotto per fornire i 12 V necessari al relè.
Funzione
Il transistor funziona come un interruttore. Puoi usare un pin digitale di Arduino per controllare il transistor. Ti servirà questo circuito se vuoi pilotare un relè singolo e non una scheda relè.
Alla fine dell’articolo vedrai i vantaggi di usare relè e moduli relè.
Quando invii un Logic 1 al pin digitale di Arduino, il transistor si accende. Quando il transistor è acceso, il relè riceve la tensione necessaria alla bobina (VCC) e si attiva.
Per spegnere il relè, devi inviare un Logic 0 al transistor. Quando il transistor si spegne, la tensione sulla bobina del relè scende a zero. Il carico sarà quindi scollegato.
Devi usare un diodo in parallelo alla bobina del relè. Serve a proteggere sia il transistor che Arduino.
Quando il relè è acceso, la bobina immagazzina energia sotto forma di campo magnetico. Quando il relè si spegne, l’energia del campo magnetico si dissipa sotto forma di alta tensione. Il diodo flyback agisce da clamp e fornisce un percorso sicuro per scaricare l’energia immagazzinata nella bobina.
Per diversi tipi di circuiti di pilotaggio relè, ti consiglio di leggere the relay switch circuit tutorials.
2: Istruzioni passo passo
Evidenzierò prima i dettagli importanti dei pin e delle connessioni. I passaggi seguenti ti guideranno passo passo per completare questo progetto.
Informazioni sul pinout
| Arduino UNO | Scheda relè |
| 5 V | (+) Alimentazione positiva |
| GND | (-) Alimentazione negativa |
| PIN 7 | Pin S (pin di ingresso) |
Troverai la descrizione dei pin sul lato carico del modulo relè nella tabella sottostante.
| Pin scheda relè | Descrizione |
| NO | Normalmente aperto – questo pin si collega al pin COM quando il relè è acceso. |
| COM | Comune |
| NC | Normalmente chiuso – questo pin è collegato al pin COM quando il relè è spento. |
Passo 1: Collegamento tra Arduino e la scheda relè
In questo passaggio ti mostrerò il cablaggio necessario tra Arduino e il relè.
1) Prendi un jumper (cavo Dupont) e collega un’estremità al PIN 7 di Arduino
2) Collega l’altra estremità del jumper al pin S sul modulo relè. La connessione sarà simile all’immagine sotto
3) Collega il pin 5 V di Arduino al pin (+) sul modulo relè
4) Collega il pin GND di Arduino al pin (-) sul modulo relè
Troverai tre pin GND su Arduino UNO. Puoi collegarti al pin GND più facilmente accessibile.
Ora hai completato le connessioni tra Arduino UNO e il modulo relè.
Nei passaggi successivi collegheremo il modulo relè al carico.
Passo 2: Collegamento della scheda relè all’alimentazione e al carico
In questo passaggio ti mostrerò come collegare un’alimentazione da 9 V e il carico al modulo relè. Ho preso come esempio un motore DC per la dimostrazione.
1) Collega il terminale positivo della batteria da 9 V al pin NO del modulo relè
La parte di commutazione del relè è elettricamente isolata dal lato driver (dove hai collegato Arduino).
Questa isolazione protegge Arduino da alimentazioni ad alta tensione e carichi collegati al relè.
2) Collega il pin C (comune) del modulo relè al terminale positivo del motore DC
Potrai identificare il terminale positivo e negativo del motore DC dal colore dei fili.
Il filo rosso è il terminale positivo e il filo nero è il terminale negativo del motore DC.
3) Collega il terminale negativo della batteria al motore DC
Passo 3: Schema completo di collegamento per come usare un relè con Arduino
Puoi usare lo schema di collegamento per verificare ancora una volta le tue connessioni! Se non succede nulla, assicurati di aver detto ad Arduino di commutare il PIN 7 in modo che il relè passi tra gli stati ON e OFF.
Troverai il codice per Arduino nel passaggio successivo!
Gli stessi passaggi valgono sia per un’alimentazione da 12 V che da 9 V! Assicurati sempre che la corrente nominale del relè sia superiore a la tensione di alimentazione.
Quando lavori con la rete AC, devi prestare particolare attenzione. Effettua sempre le connessioni con la rete AC scollegata. L’alta tensione è molto pericolosa e la sicurezza viene sempre prima di tutto!
Dovresti sempre isolare le estremità aperte dei cavi e fornire una copertura per proteggere gli altri dal toccare accidentalmente la sezione del relè.
Passo 4: Sketch Arduino per come usare un relè con Arduino
Lo sketch commuta il relè ON e OFF ogni secondo. È uno sketch semplice solo per la dimostrazione.
Nelle applicazioni reali puoi pilotare il relè per accendere una luce quando rilevi un movimento o accendere un motore quando il livello dell’acqua è sotto una certa soglia!
I relè trovano applicazione ovunque intorno a te!
- Apri Arduino IDE
- Copia e incolla il codice sottostante nella scheda Editor di Arduino
- Collega Arduino al PC usando il cavo USB
- Programma Arduino
#define RELAY_PIN 7
void setup() {
// initialize digital pin RELAY_PIN as an output.
pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
}
// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // turn the RELAY on
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // turn the RELAY off
delay(1000); // wait for a second
}
3: Relè vs Scheda relè? Quale scegliere?
I moduli relè includono circuiti e componenti aggiuntivi montati su una scheda. Per prototipi rapidi sceglierei il modulo relè per i seguenti motivi.
- Viene fornito con connettori facili da usare
- Contiene tutta la circuiteria di pilotaggio necessaria
- Alcuni moduli hanno un LED che indica lo stato del relè
- Facile da montare su un supporto (sono presenti fori di montaggio)
- Fa risparmiare tempo nel prototipo
Ti spiegherò anche perché sceglierei un relè singolo.
- Fa risparmiare molto spazio
- Non tutti i relè di cui hai bisogno sono disponibili in modulo
- Posso progettare la mia circuiteria di pilotaggio e averne il pieno controllo
Quindi, sia collegare Arduino a un relè singolo sia a moduli relè ti offre vantaggi unici!
Conclusione
In questo articolo ho coperto le basi del relè e i parametri importanti da considerare. Ho anche mostrato come completare il collegamento tra Arduino e il modulo relè con un motore DC come esempio.
Sentiti libero di lasciare domande nella sezione commenti.
