Как подключить реле к микроконтроллеру

в Микроконтроллеры, Управление 0 5,439 Просмотров

Самый простой способ подключить реле к микроконтроллеру — это использовать обычный NPN транзистор. Параметры данного транзистора подбираются исходя из рабочего напряжения реле и тока. Величина тока реле зависит от типа реле. Как правило, чем больше реле, тем больше нужен ток.

Паяльный фен YIHUA 8858

Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час…

Подробнее

Если взять типовое реле малого размера с коммутацией от 2…4 А, то как правило для его переключения необходим ток в районе 60 мА.

Весьма легко определить необходимый ток, зная сопротивление катушки. По закону Ома:

I = V / R

Например, если у нас есть реле на 5 В с сопротивлением катушки 100 Ом, мы можем рассчитать потребляемый ток:

I = 5 В / 100 Ом = 50 мА

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров.

..

Подробнее

Ток 50 мА слишком высок, и поэтому мы не можем подключить реле непосредственно к выходу микросхемы (CMOS или TTL), а также к микроконтроллеру.

Поэтому необходимо использовать транзистор в режиме ключа, который может обеспечить необходимый ток для реле.

Для правильной работы транзистора необходимо подобрать оптимальный ток базы, который задается путем подключения резистора между базой и выходом микроконтроллера. Расчет данного сопротивления рассмотрим на примере.

Предположим, что мы используем транзистор BC547, этот транзистор имеет статический коэффициент усиления (hFE) 100 или более. Поэтому для получения необходимого выходного тока в 50 мА (ток коллектора), ток базы транзистора должен составлять:

I_б = I_к / hFE => I_б = 0,05A/100 = 0,0005 A

По закону Ома:

R = (V — V_бэ) / I_б => (5В — 0,6 В) / 0,0005A = 8800 Ом

Чтобы обеспечить достаточный (надежный) выходной ток для реле, мы можем уменьшить полученное сопротивление в два с лишним раза, при этом выходной ток микроконтроллера останется на безопасном уровне.

R = 8800 Ом / 2,5 = 3520 Ом => возьмем 3,3 кОм

Как видно на рисунке добавлен диод 1N4001, подключенный параллельно катушке, но в обратном направлении. Это делается для того, чтобы погасить всплеск ЭДС самоиндукции катушки реле (в момент ее отключения), который может повредить транзистор.

Для наглядности можно подключить светодиод (с соответствующим сопротивлением), который будет указывать на работу реле.

В случае, если необходимо подключить более мощное реле, то придется использовать более мощный транзистор. Как известно мощные транзисторы обладают малым коэффициентом усиления, поэтому здесь желательно использовать дополнительный маломощный транзистор. В связке они образуют так называемый транзистор Дарлингтона, обладающий высоким коэффициентом усиления.

В этом случае ток базы будет следующим:

I_б = I_к / (hFE_T1 * hFE_T2)

Наконец, если нужно подключить несколько реле, то есть более элегантное решение, состоящее из использования интегральной микросхемы ULN2003 (или других моделей того же семейства). Микросхема ULN2003 состоит из 7 групп транзисторов, подключенных в конфигурации «Дарлингтон», имеет входные резисторы, а также защитные диоды.

источник

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

реле 2018-02-11

С тегами: реле

Схемы подключения ключа с реле к выходу микроконтроллера или индикатора

Для индикации уровня сигнала или постоянного напряжения, тока частоиспользуют поликомпараторные микросхемы вроде AN6884, КА2284, ВА6124 или многие другие аналогичные. Такая микросхема представляет собой набор компараторов, с выходами на светодиоды, а так же измерительную схему и схему предварительного усиления, детектора.

На рисунке 1 показана типовая схема включения микросхем AN6884, КА2284, ВА6124. Деталей минимум, и получаем пятипороговый индикатор уровня. Светодиоды работают по принципу «градусника», то есть, если их расположить последовательно в линию и признать это все как непрерывную линию, то чем больше сигнал, тем длиннее линия (тем больше светодиодов горит).

Но, бывают случае, когда необходимо не только визуально определить уровень сигнала, но и предпринять какие-то меры, если уровень сигнала достиг некоторого уровня. Например, при зажигании светодиода HL5 нужно чтобы включилось электромагнитное реле и своими контактами включило некую нагрузку или устройство.

Схема подключения реле

На рисунке 2 показано как можно подключить обмотку реле. Но сначала обратите внимание на рисунок 1 — все светодиоды подключены к выходам микросхемы непосредственно, без каких-либо токоограничительных резисторов. Хотя, в литературе встречаются схемы и с токоограничительными резисторами.

На самом деле в токоограничительных резисторах, касательно микросхем AN6884, КА2284, ВА6124 и их аналогов, нет никакой необходимости, потому что внутри микросхемы, на каждом выходе есть схема ограничения тока. Поэтому, напряжение между выходом и положительной шиной питания не бывает больше прямого напряжения падения на светодиоде.

Рис. 1. Типовая схема включения микросхем AN6884, КА2284, ВА6124.

Рис. 2. Схема подключения реле к каналу индикатора сигнала.

Но такого небольшого напряжения недостаточно ни для обмотки реле, а зачастую и даже для открывания транзисторного ключа. Однако, повысить напряжение между выходом и шиной питания можно просто включением дополнительного токоограничительного резистора (R2 на рисунке 2). Благодаря ему напряжение на промежутке от выхода микросхемы до шины питания увеличивается. Изменяя сопротивление этого резистора можно выставить необходимое напряжение.

На рисунке 2 показана схема управления обмоткой реле — его включением, при включении светодиода HL5. При включении HL5 напряжение на выводе 1 относительно общего минуса падает, но относительно шины питания увеличивается. Достигает уровня, достаточного для открывания транзистора VT1. Он открывается, и вслед за ним открывается более мощный транзистор VT2. А в его коллекторной цепи включена обмотка реле К1.

Напряжение питания реле может отличаться от напряжения питания микросхемы. Точно таким же образом, можно соединить реле и с любым другим выходом микросхемы типа AN6884, КА2284, ВА6124, и даже сделать пять реле по числу выходов.

Затем это надо? Причин может быть множество. Например, при превышении уровня громкости нужно отключить источник звука, либо включить сигнализацию.

Или нужно реагировать на превышение тока в нагрузке. Или можно сделать переключатель, состоящий из переменного резистора и этой схемы. При вращении ручки переменного резистора будет меняться напряжение на входе микросхемы, а на её выходах будут включаться реле.

Снятие сигнала с индикатора

Если нужно управлять не реле, а каким-то цифровым устройством, например, при превышении некоего уровня сигнала подавать логическую единицу на вход микроконтроллера или сигнализатора, можно собрать схему, показанную на рисунке 3. Здесь также для примера взят вариант со светодиодом HL5, хотя, конечно, можно и с любого другого выхода микросхемы.

Рис.3. Схема получения логического сигнала с сегмента индикатора.

При зажигании HL5 напряжение на базе VT1 относительного его же эмиттера увеличивается, транзистор открывается и на его коллекторе напряжение увеличивается до уровня логической единицы, соответственно напряжению питания микросхемы.

Рис. 4. Подключение с опто-развязкой.

Ну и последний вариант, — использовать оптопару. Можно любую оптопару, как с мощным симистором для управления каким-то нагревателем (так называемое, «твердотельное реле»), так и маломощную транзисторную, для передачи команды на другую схему.

В любом случае, два варианта, либо светодиод оптопары включить последовательно индикаторному светодиоду, как показано на рисунке 4, либо вместо него, как на рисунке не показано, но можно догадаться, но только если в индикации нет никакой необходимости.

Каравкин В. РК-2016-04.

Управление реле с помощью микроконтроллера

спросил 3 года 10 месяцев назад

Изменено 3 года, 10 месяцев назад

Просмотрено 1к раз

\$\начало группы\$

Я работаю над модулем ввода-вывода для управления двигателями переменного и постоянного тока и лампами с помощью реле. Но я не знаю, как управлять реле. Кто-то говорит, что я должен использовать оптопару, кто-то говорит, что транзисторная матрица.

Нашел оптопару TLP280, на рисунке есть схема. Могу ли я использовать его, подав 3,3 В для управления двигателем постоянного тока 24 В и некоторыми ягнятами.

• микроконтроллер
• реле
• оптоизолятор

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Релейные контакты при переключении создают небольшой шум, особенно если нагрузка имеет большую индуктивность (например, двигатель или даже из-за длинных проводов, расположенных не близко друг к другу), поэтому оптоизолятор может быть хорошей идеей, потому что это предотвращает передачу шума обратно на землю источника питания, используемого для вашей логики. Если вы используете массив транзисторов (и запирающий диод на катушке реле), у вас, вероятно, не будет никаких проблем с управлением катушкой реле, но у вас могут возникнуть проблемы при подключении нагрузок.

Чтобы это было ценно, питание реле должно быть изолировано от питания логики, скажем, другого источника питания 12 В.

Вам понадобится последовательный резистор для управления током светодиода (ваша оптопара имеет вход переменного тока, поэтому один из светодиодов не будет использоваться). CTR составляет всего 50% в зависимости от ранга, поэтому, если вы управляете им с 5 мА, выходной ток может составлять всего 2,5 мА (допустим, 1 мА, чтобы учесть эффекты температуры и старения), поэтому вам потребуется какой-то дополнительный драйвер для большинства реле. Предположим, вы следуете за оптопарой с массивом Дарлингтона ULN2003, тогда вы можете переключать важные реле, а также включены ловящие диоды.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Вы можете просто использовать массив транзисторов для управления реле. Само реле электрически изолирует клемму управляющего сигнала (рабочее напряжение) и клеммы переключателя (НО/НЗ).

Или вы можете избежать массива транзисторов, используя твердотельные реле (SSR). Они имеют широкий диапазон рабочего напряжения, более длительный срок службы, отсутствие механического шума и оптопару. Вы можете напрямую управлять SSR от микроконтроллеров. При выборе твердотельных реле убедитесь, что используется правильный тип для нагрузки, которую вы собираетесь использовать (доступны полупроводниковые реле как переменного, так и постоянного тока).

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Если вы не уверены в выходной стороне реле, особенно с подключенными к ним двигателями, лучше перестраховаться и использовать оптопары. В техническом описании указано, что светодиод имеет прямое напряжение 1,15 В при прохождении прямого тока 10 мА, поэтому простой расчет светодиода должен указать вам необходимое значение резистора R = (3,3-1,15) / 0,01 = 215 Ом, поэтому 220 Ом должно работать. В зависимости от того, какой ток потребляют катушки вашего реле, вы можете добавить еще один транзистор или между оптическим и реле, потому что я вижу, что транзисторная сторона оптического транзистора может выдерживать ток коллектора только 50 мА.

^{смоделируйте эту схему – схема создана с помощью CircuitLab}

Если ток катушки вашего реле меньше 50 мА, игнорируйте второй транзистор и подключите нижнюю часть катушки к коллектору Opto.

\$\конечная группа\$

0

\$\начало группы\$

Обычный простой подход заключается в использовании одного или нескольких полевых транзисторов. Ваш микроконтроллер может обеспечить достаточный ток для включения полевого транзистора, который может выдерживать более высокую мощность, необходимую для переключения вашего реле.

Самая простая конфигурация может выглядеть так:

^{имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab}

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Использование оптопары обеспечит лучшую защиту контактов ввода-вывода, поскольку они полностью электрически изолированы от шины питания. Это может иметь смысл для суровых сред или выходов, когда вы не знаете, что пользователь будет к ним подключать. Но обычно при проектировании всей системы в этом нет необходимости, и вы можете просто использовать полевые транзисторы для переключения реле.

\$\конечная группа\$

1

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.

Микроконтроллер

— управление реле с помощью выходного контакта микроконтроллера и попытка управления соленоидом с использованием того же источника питания

Задавать вопрос

спросил 3 года, 1 месяц назад

Изменено 2 года, 9несколько месяцев назад

Просмотрено 545 раз

\$\начало группы\$

Я использовал известную схему для успешного (подождите!) управления реле 12 В с помощью вывода MCU 3,3 В. Из рисунков вы можете убедиться, что я использую один и тот же источник питания 12 В для обоих (реле и MCU). ), но MCU питается от выхода регулятора напряжения L78L, который преобразует 12 в 3,3 В. Проблема возникает, когда я использую это реле для управления соленоидом (ток 1 А и тот же источник питания 12 В для него), после замыкания переключателя NO весь ток идет на соленоид, и ни один из них не достигает моего MCU (следовательно, выключая его) , только через 1 секунду ток снова устанавливается в MCU и сбрасывается.

Мой вопрос: есть ли другой способ, кроме установки больших конденсаторов (> 100 мкФ) на выход L78L, чтобы попытаться сохранить питание моего MCU, когда реле активно (таким образом, ток 1 А течет к соленоиду)?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Проблема здесь в том, что моя схема (MCU + драйвер реле) и соленоид подключены к одному и тому же источнику питания (12 В), и соленоид потребляет весь ток источника питания в течение примерно 1 секунды. Резюме:

12V -> Соленоид и цепь

12V_Protect -> Драйвер реле и L78L

TP_3.3 -> MCU

Если я использую другой источник питания для соленоида, схема работает нормально.

• микроконтроллер
• реле
• конструкция
• драйвер

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Вы не должны управлять своим реле от 12V_Protect, а напрямую от источника напряжения, который не имеет прямой возможности «отбирать ток» от C16.

Подход:

 Шоттки
 12В -->|------+------->|--- >к C16
      Д0 | Д1
          12V_Защита
 

Диод Шоттки достаточного размера будет иметь более низкое падение напряжения, даже если реле потребляет большой ток.