Реле для Arduino: одноканальные, двухканальные, четырёхканальные и твердотельные
Реле нужно там, где маломощная плата должна управлять чем-то сильным: лампой, насосом, обогревателем. Цепь управления и цепь нагрузки при этом полностью разделены — плата и двести двадцать вольт не имеют между собой электрического контакта, и это главное свойство, ради которого реле и ставят.
Голое реле к Arduino не подключают: катушке нужен ток больше, чем выдаёт вывод, а в момент отключения она выдаёт всплеск напряжения, способный убить микроконтроллер. Поэтому берут готовый модуль, где уже стоят транзистор, защитный диод и светодиод индикации.
Разборы конкретных моделей
Сколько каналов брать
Один переключатель, три вывода управления. Самый ходовой вариант: включить лампу, насос, вентилятор. Плата тянет его без внешнего питания.
Два независимых реле на одной плате и два сигнальных вывода. Схема подключения та же, просто сигнальных проводов два. Удобно, когда нужно управлять парой устройств: например, клапаном подачи и сливом.
От четырёх реле и выше. Здесь появляется важное ограничение: каждая катушка потребляет около семидесяти миллиампер, и четыре сработавших реле уже вытянут почти триста. От USB такое питать нельзя — нужен отдельный источник пять вольт с общей землёй.
Механики внутри нет вообще, коммутацию делает симистор. Не щёлкает, не изнашивается, выдерживает миллионы срабатываний и умеет переключаться десятки раз в секунду — то, что нужно для регулировки мощности нагревателя. Минусы: стоит дороже, греется под нагрузкой и требует радиатора, а ещё в закрытом состоянии пропускает небольшой ток утечки.
Оптопара: зачем она на модуле
На части модулей рядом с сигнальными выводами стоит чёрная микросхема на четыре ноги и перемычка с надписью JD-VCC. Это оптопара — светодиод и фотоприёмник в одном корпусе, между которыми нет электрической связи, только свет.
Она защищает плату от того, что творится на силовой стороне. Если снять перемычку и запитать реле от отдельного источника, микроконтроллер окажется полностью развязан с катушками: даже при пробое силовой части наводка до платы не дойдёт. Для проектов с сетевым напряжением такой модуль предпочтительнее.
На что смотреть в характеристиках
На корпусе реле написано что-то вроде «10A 250VAC». Это предел для самого реле, но не для модуля целиком: дорожки на дешёвой плате и винтовые клеммы часто рассчитаны на меньший ток. Практическое правило — не нагружать модуль больше чем наполовину от написанного.
Второе, что важно, — характер нагрузки. Мотор, насос или компрессор в момент разрыва цепи даёт искру, и контакты выгорают в разы быстрее, чем на лампе той же мощности. Для такой нагрузки берут реле с большим запасом по току или ставят снаббер-цепочку параллельно контактам.
И третье: часть модулей включается низким уровнем, а не высоким. Это не брак и не повод перепаивать схему — просто инверсия, которую учитывают в скетче одной строкой.