ELECTRONICS

Реле и Arduino: схема подключения модуля KY-019, скетч и техника безопасности

РелеСкетч проверен компиляцией

Реле — это выключатель, которым управляет не палец, а электромагнит. Подаёте ток на катушку, внутри щёлкает якорь и замыкает контакты. Смысл в том, что цепь управления и цепь нагрузки полностью развязаны: пятивольтовая плата спокойно включает лампу на двести двадцать вольт и электрически с ней никак не связана.

Голое реле к плате не подключают: катушке нужно больше тока, чем даёт пин, а в момент отключения она выдаёт всплеск напряжения, способный убить микроконтроллер. Поэтому берут готовый модуль — на нём уже стоят транзистор, защитный диод и светодиод индикации. Ваша задача сводится к трём проводам.

Схема подключения

151R1Q1M7D1ON_LedTONGLING5VDC10A 250VAC15A 125VAC10A 250VACJQC-3FF-S-ZULCQCNCCOMNOS+−Keyes_SRly
Наведите курсор на провод — расскажу, зачем он нужен.

Распиновка

ПроводКуда и зачем
S (сигнал)Любой цифровой пин. В примере седьмой.
+ (VCC)Питание 5 В.
− (GND)Земля.
COMОбщий контакт силовой цепи — сюда заходит провод от источника.
NOНормально разомкнутый. Замыкается на COM, когда реле включено. Обычный режим для нагрузки.
NCНормально замкнутый. Соединён с COM, пока реле выключено.

Характеристики

Коммутация переменного тока
до 250 В, 10 А
Коммутация постоянного тока
до 30 В, 10 А
Напряжение катушки
5 В
Ток катушки
около 70 мА на канал
Ресурс контактов
около 100 000 срабатываний под нагрузкой

Работа с сетевым напряжением

Силовая сторона модуля — это настоящие двести двадцать вольт, а не учебная схема. Все соединения делают при полностью обесточенной цепи: вилка вынута, а не выключатель щёлкнут. Проверять пальцем «а есть ли там напряжение» нельзя ни при каких обстоятельствах.

Разрывать нужно фазный провод, а не нулевой: если разорвать ноль, на выключенной лампе всё равно останется фаза. Клеммы модуля рассчитаны на десять ампер, но дорожки на дешёвых платах — заметно меньше, поэтому чайник или обогреватель через такой модуль включать не стоит.

Если сомневаетесь — начните с безопасного: светодиодная лента на двенадцать вольт или моторчик от батарейки. Схема получится та же, а цена ошибки несравнима.

Библиотека

не нужна— Модуль управляется обычным digitalWrite. Всё, что нужно, — помнить про возможную инверсию сигнала.

Готовый скетч

const int RELAY_PIN = 7;

// У многих модулей вход инверсный: реле включается НИЗКИМ уровнем.
// Поставьте true, если ваш ведёт себя наоборот.
const bool ACTIVE_LOW = false;

void relayOn()  { digitalWrite(RELAY_PIN, ACTIVE_LOW ? LOW : HIGH); }
void relayOff() { digitalWrite(RELAY_PIN, ACTIVE_LOW ? HIGH : LOW); }

void setup() {
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
  relayOff();          // сначала выключаем, потом объявляем выходом
}

void loop() {
  relayOn();
  delay(5000);         // пять секунд включено

  relayOff();
  delay(5000);         // пять секунд выключено
}

Скетч собирается arduino-cli под Arduino UNO

Обратите внимание на порядок в setup: сначала задаём выключенное состояние. Иначе в первые миллисекунды после подачи питания пин болтается в неопределённом состоянии и реле успевает щёлкнуть.

Частые ошибки

Реле работает наоборот

Половина модулей на рынке инверсные: единица их выключает, ноль включает. Это не брак. Поменяйте ACTIVE_LOW в скетче и не переделывайте схему.

Щёлкает при включении и при загрузке скетча

Пока плата стартует или прошивается, выводы находятся в неопределённом состоянии. Для инверсных модулей помогает подтяжка сигнального провода к питанию резистором на 10 кОм.

Плата перезагружается в момент щелчка

Катушка при срабатывании даёт бросок тока. Один модуль плата обычно тянет, но при нескольких каналах или питании от слабого USB напряжение проседает. Лечится отдельным источником пять вольт с общей землёй.

Нагрузка подключена не к тем контактам

Провод от источника всегда идёт на COM. Второй провод — на NO, если нужно «выключено по умолчанию», и на NC, если наоборот. Подключать нагрузку между NO и NC бессмысленно: эти контакты между собой никогда не соединяются.

Контакты подгорели за неделю

Индуктивная нагрузка — насос, компрессор, мотор — искрит в момент разрыва. Для такой нагрузки берут реле с запасом по току или ставят снаббер-цепочку параллельно контактам.

Что понадобится