Опторазвязка для ардуино своими руками

Реле модуль для Arduino своими руками (DIY)

Опубликовано 09.06.2015 15:58:00

Проведена ревизия статьи, доступны Eagle файлы для скачивания, добавлены 3 варианта реле модулей.

В вашем проекте требуется включать/выключать освещение, либо что-нибудь иное, что, в силу потребляемого напряжения и тока, нельзя подключить напрямую к портам Arduino? С данной задачей отлично справится реле модуль!

Немного теории

Электромагнитное реле — устройство, замыкающее и размыкающее механические электрические контакты (зеленые точки) при подаче на обмотку реле (выводы обмотки отмечены красными точками) электрического тока.

Реле бывают различными по величине коммутируемого тока и напряжения, по количеству пар коммутационных контактов, по питающему напряжению катушки реле. Для наглядного примера остановимся на синих, знакомых глазу Ардуинщика, реле марки SONGLE SRD-05VDC. Они позволяют коммутировать до 10А 30V DC и 10A 250V AC, при подаче на обмотку реле всего 5 Вольт.

Реле модуль с транзистором в ключевом режиме

В архиве «Реле модуль DIP«

Казалось бы, раз реле включается от пяти вольт, то можно просто напросто подключить реле к цифровому выводу как светодиод. Но не всё так просто. Дело в том, что реле потребляет около 70мА, в то время как порт контроллера способен выдать лишь 20мА. Справиться с этой проблемой нам поможет биполярный транзистор + небольшая обвязка. Транзистор представляет из себя радиодеталь с тремя ногами: база, коллектор и эмиттер. В данном случае будем использовать NPN типа. Когда на базе транзистора нет сигнала — он закрыт, при появлении напряжения транзистор открывается и ток беспрепятственно течет через переход коллектор-эмиттер. С транзистором определились, переходим к обвязке.

Для корректной работы потребуются два резистора R1 и R2. R1 является токоограничительным и устанавливается для защиты порта контроллера. Во избежание ложных срабатываний, базу транзистора следует притянуть к земле резистором R2. Катушка реле является по сути своей индуктивностью, при резком обрыве тока на ней происходит скачок напряжения, который в последствии может вывести транзистор из строя. За сим следует замкнуть катушку на саму себя установив для этого диод D1 встречно напряжению.

Реле модуль с опторазвязкой

В архиве «Реле модуль DIP (оптрон)» и «Реле модуль SMD (оптрон)«

Более навороченным вариантом является реле модуль и опторазвязкой. Опторазвязка позволяет разделить цепь питания обмотки реле и сигнальную цепь Arduino.

В модулях используются широко распространенные оптроны PC817 (EL817), так что проблем с покупкой возникнуть не должно. Оптрон представляет из себя радиодеталь внутри которой находится фотодиод и фототранзистор, т.е сигнал передается через свет, Оптрон имеет 4 вывода назначение которых можно увидеть на картинке снизу.

При использовании оптрона схема не сильно усложнится. Добавится только токоограничительный резистор R1 для фотодиода. Т.к не всегда под рукой оказывается два источника питания, то на модулях было решено оставить возможность работы от одного источника путем замыкания джампера (об этом чуть ниже).

Подключение реле модуля с опторазвязкой

1. Питание от различных источников

Питание обмотки реле подключается к контактам «RV» и «RG», а управляющее к выводам «S» и «G».

2. Питание от одного источника

Замкнув джампер, мы объединили земли. Теперь модуль можно питать от одного источника.

В архиве лежат шаблоны под ЛУТ, Eagle файлы и списки деталей.

Открываем изображение => Печать => Во всю страницу

Для облегчения распайки smd компонентов с обратной стороны платы, где нет маркировки, приведу картинку.

А как же комментарии?

В данный момент еще реализованы не все элементы нашего сообщества. Мы активно работаем над ним и в ближайшее время возможность комментирования статей будет добавлена.

Источник

Опторазвязка для ардуино своими руками

• Текущее время: Пн сен 27, 2021 12:03 am
• Часовой пояс: UTC+03:00

Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Модератор: immortal

Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение DAP » Сб ноя 26, 2016 5:02 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение ser009 » Сб ноя 26, 2016 6:20 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение olehs » Сб ноя 26, 2016 9:44 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение olehs » Сб ноя 26, 2016 9:58 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение akouz » Вт ноя 29, 2016 3:17 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение olehs » Вт ноя 29, 2016 3:34 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение akouz » Ср ноя 30, 2016 9:03 am

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение DAP » Пт дек 02, 2016 12:21 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение olehs » Пт дек 02, 2016 12:29 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение akouz » Пт дек 02, 2016 3:58 pm

Опторазвязка используется в модулях дискретного ввода ПЛК и подобных систем. Используется потому, что источники сигнала — всяческие контакты, концевики и т.п. — часто запитываются от каких-то «левых» источников +24В. Какие там расклады получаются с землей и питанием, заранее сказать нельзя. При этом длина соединительных проводов может достигать нескольких сотен метров, а провода иногда могут лежать в одном кондуите с силовыми, хотя это и криминал в чистом виде. Поэтому в ПЛК сплошь и рядом используют опторазвязку — чисто для того, чтобы не парить мозги пользователям и не заставлять их думать о разводке. Это обычный перезаклад. В 99% случаев без нее можно прекрасно обойтись. Но оставшийся 1%, который по собственной дурости разведет систему сикось-накось кось-на-сикось, так проест мозги производителям ПЛК, что мало не покажется.

А вам-то это зачем? Так же, как изготовители ПЛК, вы делаете системы на продажу, поэтому не знаете как они будут разведены? Или просто из обезьянничанья хотите поставить оптроны, сами не знаете для чего, но «чтобы было как у серьезных дядек»?

Источник

Опторазвязка для ардуино своими руками

• Текущее время: Пн сен 27, 2021 12:03 am
• Часовой пояс: UTC+03:00

Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Модератор: immortal

Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение DAP » Сб ноя 26, 2016 5:02 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение ser009 » Сб ноя 26, 2016 6:20 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение olehs » Сб ноя 26, 2016 9:44 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение olehs » Сб ноя 26, 2016 9:58 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение akouz » Вт ноя 29, 2016 3:17 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение olehs » Вт ноя 29, 2016 3:34 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение akouz » Ср ноя 30, 2016 9:03 am

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение DAP » Пт дек 02, 2016 12:21 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение olehs » Пт дек 02, 2016 12:29 pm

Re: Плата ввода с опторазвязкой для ардуино

Сообщение akouz » Пт дек 02, 2016 3:58 pm

Опторазвязка используется в модулях дискретного ввода ПЛК и подобных систем. Используется потому, что источники сигнала — всяческие контакты, концевики и т.п. — часто запитываются от каких-то «левых» источников +24В. Какие там расклады получаются с землей и питанием, заранее сказать нельзя. При этом длина соединительных проводов может достигать нескольких сотен метров, а провода иногда могут лежать в одном кондуите с силовыми, хотя это и криминал в чистом виде. Поэтому в ПЛК сплошь и рядом используют опторазвязку — чисто для того, чтобы не парить мозги пользователям и не заставлять их думать о разводке. Это обычный перезаклад. В 99% случаев без нее можно прекрасно обойтись. Но оставшийся 1%, который по собственной дурости разведет систему сикось-накось кось-на-сикось, так проест мозги производителям ПЛК, что мало не покажется.

А вам-то это зачем? Так же, как изготовители ПЛК, вы делаете системы на продажу, поэтому не знаете как они будут разведены? Или просто из обезьянничанья хотите поставить оптроны, сами не знаете для чего, но «чтобы было как у серьезных дядек»?

Источник

Определяем наличие сети 220В при помощи оптопары для Arduino

Задача проверки наличия 220в появилась для диспетчеризации работы теплого пола.

Необходимо определять — подано ли напряжение на сервоприводы клапанов коллектора теплого пола.

Определив моменты открытия/закрытия направлений отопления водяным теплым полом, можно уже вести статистику и передавать значения на сервер.

Выбор платы для контроля 220В.

Существуют в продаже специальные платы.

На вход подается исследуемая на наличие 220В линия, а на выходе будет 0 или +5В.

Выход можно подключить к аналоговым входам платы Arduino и на основе полученных значений уже совершать требуемые действия.

Бывают три вида плат с разным количеством измеряемых каналов: 1, 3, 8 — по цене 120, 320 и 622р соответственно.

Мне нужно контролировать наличие 220В нескольких направлений, поэтому заказал плату на 8 каналов.

Как работают изолированные оптопары.

Для начала необходимо выяснить — как же работает плата AC 220V 8 Channel MCU TTL Level 8 Ch Optocoupler Isolation Test Board Isolated Detection Tester Module PLC Processors.

Подключим ее к контроллеру Arduino Uno WiFi и посмотрим что будет на аналоговом входе при подаче 220В.

Пока на соответствующем контролируемом направлении сетевое питание отсутствует, на аналоговом входе Arduino мы наблюдаем значение 1023:

После подачи напряжения значение на аналоговом входе фиксируется на уровне 17-20:

Конечно имеет место переходный процесс:

Как использовать плату для контроля 220В при помощи Arduino.

Нам не нужно аналоговое значение, а нужно бинарное значение: ВКЛ/ВЫКЛ.

Получить это значение можно при помощи такого кода:

Переходный процесс линейный, поэтому можно ставить простой программный ключ без отсечки дребезга.

Возможно нужно добавить область неопределенности

Но в моем случае это лишне усложнит код, а работает и так.

Проблемы.

Ну а куда же без них.

Очень долго выявлял проблему, возникшую при практическом решении задачи передачи данных о работе коллектора теплых полов на сервер.

Там я контролировал питание 4-х головок-актуаторов направлений и питание насоса.

В зависимости от ситуации бывали моменты, когда плата зависала.

Исследования показали, что плата не зависала, а прекращался обмен по Serial, если включались направления, висящие на 4 и 5 аналоговых входах Arduino.

Помогла выяснить причину смена полярности подключения VSS,GND платы с оптронами к Arduino UNO.

Раньше подключение было: VSS-5.0V, GND-GND.

Теперь подключил наоборот: GND-VSS, 5.0V-GND.

После этой смены значения аналоговых входов A1-A3 стали таки зависеть от сигнала:

Значения же A4,A5 не менялись и не зависели от сигнала.

Вот листинг вывода значений A1-A5, иллюстрирующий ситуацию:

В последних показаниях все направления включены, но выходы A4,A5 показывают иные значения, чем A1-A3.

В первых строчках направления для A4,A5 и направление A1 выключены, но показания A4,A5 постоянны.

Причем причина была не в плате с оптронами, а именно в Arduino — перестановка пина A3 на направления с пинов A4,A5 показывало, что каналы платы с оптронами работают одинаково.

Причем так же вела себя и совсем другая Arduino, что, вероятно, означает что тут я делаю что-то не так, а не Arduino такая.

Решать проблему не стал и обошёлся нормальными входами A0-A3.

В экспериментах я использовал входы A1-A4 для контроля направлений и вход A5 для контроля насоса.

Перенес контроль направлений на входы A0-A3, а от контроля насоса отказался.

Вернул полярность подключения в исходную и при не задействованных A4, A5 все работает нормально.

Источник

Управление мощной нагрузкой

“Универсальное” электромагнитное реле

Электромагнитное реле является по сути управляемым механическим выключателем: подали на него ток – оно замкнуло контакты, сняли ток – разомкнуло. Контакты являются именно контактами: металлическими “пятаками”, которые прижимаются друг к другу. Именно поэтому такое реле может управлять как нагрузкой постоянного, так и переменного тока.

Сама катушка реле является неслабой индуктивной нагрузкой, что приводит к дополнительным проблемам (читай ниже), поэтому для управления “голым” реле нам понадобится дополнительная силовая и защитная цепь.

После изучения данного урока вы сами сможете её составить (транзистор и диод), а сейчас мы поговорим о модулях реле: готовая плата, на которой стоит само реле, а также цепи коммутации, защиты и даже оптическая развязка. Такие модули бывают “семейными” – с несколькими реле на борту. Спасибо китайцам за это! Смотрите варианты у меня в каталоге ссылок на Али.

Такое реле сделано специально для удобного управления с микроконтроллера: пины питания VCC (Vin, 5V) и GND подключаются к питанию, а далее реле управляется логическим сигналом, поданным на пин IN. С другой стороны стоит клеммник для подключения проводов, обычно контакты подписаны как NO, NC и COM. Это общепринятые названия пинов кнопок, переключателей и реле:

• COM – Common, общий. Реле является переключающим, и пин COM является общим.
• NO – Normal Open, нормально открытый. При неактивном реле данный контакт не соединён с COM. При активации реле он замыкается с COM.
• NC – Normal Closed, нормально закрытый. При неактивном реле данный контакт соединён с COM. При активации реле он размыкается с COM.

Подключение нагрузки через реле думаю для всех является очевидным:

Важный момент: катушка реле в активном режиме потребляет около 60 мА, то есть подключать больше одного модуля реле при питании платы от USB не рекомендуется – уже появятся просадки по напряжению и помехи:

Такие модули реле бывают двух типов: низкого и высокого уровня. Реле низкого уровня переключается при наличии низкого сигнала (GND) на управляющем пине digitalWrite(pin, LOW) . Реле высокого уровня соответственно срабатывает от высокого уровня digitalWrite(pin, HIGH) . Какого типа вам досталось реле можно определить экспериментально, а можно прочитать на странице товара или на самой плате. Также существуют модули с выбором уровня:

На плате, справа от надписи High/Low trigger есть перемычка, при помощи которой происходит переключение уровня. Электромагнитное реле имеет ряд недостатков перед остальными рассмотренными ниже способами, вы должны их знать и учитывать:

• Ограниченное количество переключений: механический контакт изнашивается, особенно при большой и/или индуктивной нагрузке.
• Противно щёлкает!
• При большой нагрузке реле может “залипнуть”, поэтому для больших токов нужно использовать более мощные реле, которые придётся включать при помощи… маленьких реле. Или транзисторов.
• Необходимы дополнительные цепи для управления реле, так как катушка является индуктивной нагрузкой, и нагрузкой самой по себе слишком большой для пина МК (решается использованием китайского модуля реле).
• Очень большие наводки на всю линию питания при коммутации индуктивной нагрузки.
• Относительно долгое переключение (невозможно поставить детектор нуля, читай ниже), при управлении индуктивными цепями переменного тока можно попасть на большой индуктивный выброс, необходимо ставить искрогасящие цепи.

Важный момент связан с коммутацией светодиодных светильников и ламп, особенно дешёвых: у них прямо на входе стоит конденсатор, который при резком подключении в цепь становится очень мощным потребителем и приводит к скачку тока. Скачок может быть настолько большим, что 15-20 Ваттная светодиодная лампа буквально сваривает контакты реле и оно “залипает”! Данный эффект сильнее выражен на дешёвых лампах, будьте с ними аккуратнее (за инфу спасибо DAK). При помощи реле можно плавно управлять сильно инерционной нагрузкой, такой как большой обогреватель. Для этого нужно использовать сверхнизкочастотный ШИМ сигнал, у меня есть готовая библиотека. Не забываем, что реле противно щёлкает и изнашивается, поэтому для таких целей лучше подходит твердотельное реле, о котором мы поговорим ниже.

Постоянный ток

Оптопара

Оптопара – отличный элемент, позволяет выполнять две функции: коммутировать нагрузку (пусть и небольшую) и полностью физически развязывает микроконтроллер с ней. Оптопары можно использовать для имитации нажатия кнопок у других внешних устройств, то есть замыкать чисто логический сигнал. Также можно использовать для разрывания питания различных датчиков и модулей в устройстве вместо транзистора. Оптопара состоит из двух частей: светодиод, который мы включаем при помощи микроконтроллера, и выходная часть, которая может быть разной (транзистор, симистор и проч.), таким образом сигнал с микроконтроллера отделяется от нагрузки через луч света, что очень важно при коммутации высоковольтных или каких-то чувствительных цепей. Для управления внешними устройствами надо брать оптопары с транзисторным выходом, например очень распространённую PC814 и её аналоги (FOD814, LTV814 и прочие), при желании можно выковырять почти из любого блока питания. Данная оптопара позволяет коммутировать нагрузку с напряжением до 60 Вольт и током до 50 мА. Покажу вырезку из даташита с этими параметрами, у остальных оптопар параметры будут называться точно так же:

Подключается оптопара следующим способом: светодиодом мы управляем с МК через резистор, а выход подключаем в разрыв нагрузки, соблюдая полярность. Что касается светодиода на управляющем входе оптопары – для него нужен резистор, как считать резистор для светодиода было рассказано в уроке про светодиоды. В большинстве случаев достаточно поставить резистор на 220 Ом, как и для любых светодиодов. Если ток светодиода будет меньше указанного, соответственно уменьшится максимальный ток выхода, что для этой оптопары уже критично (светодиод хочет аж 50 мА). Оптопара не предусмотрена для управления большой нагрузкой, обычно это коммутация других логических цепей, поэтому о токе можно не думать. Подключение нагрузки (условный нагрузочный резистор):

Для управления “кнопкой” другого устройства (фотоаппарат, кофемашина) достаточно подключить оптопару параллельно кнопке. Во избежание замыкания оптопары на кнопку (что сожгёт оптопару) желательно поставить защитный резистор с номиналом 200-1000 Ом. Тут будет две схемы, по сути одинаковые. Перед подключением нужно проверить мультиметром, где у кнопки “плюс”, а где “минус”, так как выход с оптопары у нас полярный.

Существует также интересная оптопара TLP172 с мосфетным выходом, причём неполярным (может коммутировать нагрузку в любую сторону)! Управляет напряжением до 60 Вольт при токе до 400 мА – уже вполне серьёзная игрушка.

Транзистор

Самый компактный способ управлять нагрузкой постоянного тока – транзистор. Транзисторы бывают биполярные и полевые (MOSFET, полевик, ключ). Биполярные уже морально и физически устарели, имеют много характеристик и требуют дополнительного изучения темы, поэтому мы рассмотрим только полевые транзисторы. Схема типовая и выглядит вот так:

Или вот так, конкретно для корпуса to220. Также на этой схеме плата Ардуино питается от внешнего источника в пин Vin:

Полевики бывают и в других корпусах, для подключения по первой принципиальной схеме нужно загуглить распиновку (pinout) на свой конкретный транзистор. Но в основном там всё обстоит вот так:

Что за резисторы?

• Резистор на 100 Ом (можно ставить в диапазоне 100-500 Ом, мощность любая) выполняет защитную функцию: затвор полевика представляет собой конденсатор, в момент открытия затвора конденсатор начнёт заряжаться и в цепи пойдёт большой ток (практически короткое замыкание), который может повредить пин Ардуино. Резистор просто ограничивает ток в цепи пин-затвор и спасает пин от скачков тока. В целом можно его не ставить, но когда-нибудь оно обязательно сломается =)
• Резистор на 10 кОм (можно ставить в диапазоне 5-50 кОм, мощность любая) выполняет подтягивающую функцию для затвора. Если случится так, что плата Ардуино выключена или сигнальный провод от неё отвалился – на затвор будут приходить случайные наводки и он может случайно открыться. Если в этот момент будет подключен источник питания – нагрузка тоже включится! Восстание машин начнётся именно с этого момента. Подтягивающий к GND резистор позволяет “прижать” затвор, чтобы он не открылся сам по себе. Имеет смысл ставить его прямо на корпус транзистора, если монтаж производится навесом:

Я привёл схему, в которой используется N-канальный полевой транзистор, который управляет линией GND. Существуют также P-канальные мосфеты, они управляют линией питания. Такие транзисторы в целом дороже, реже встречаются и имеют высокий порог напряжения открытия, т.е. для их работы придётся ставить ещё один транзистор (биполярный) и с его помощью подавать более высокий сигнал от внешнего источника на затвор P-канального полевика. Поэтому в 99% случаев просто используют более удобные N-канальные ключи. Как выбрать транзистор для своей задачи? Первым делом смотрим на напряжение открытия транзистора (как читать график в даташите – см. видео урок ниже), 100% подойдёт транзистор с пометкой Logic Level в описании или даташите: такие мосфеты точно будут работать на полную катушку от пина МК. Само собой ток и напряжение должны соответствовать (взяты с запасом) для нагрузки, которую будет коммутировать мосфет. Есть ещё параметр сопротивление открытого канала, на этом сопротивлении будет падать напряжение и превращаться в тепло. Для мощных нагрузок нужно рассматривать полевики с низким сопротивлением канала, чтобы сильно не грелись. Приведу свой список мосфетов в двух основных корпусах: выводной to220 и dpack для поверхностного монтажа, в нём “Ток при 3V” и “Ток при 5V” означает максимальный ток через транзистор (на нагрузку) в Амперах при управлении логическим сигналом 3 и 5 Вольт. Максимальное напряжение для нагрузки смотрите у конкретного транзистора, но у всех оно выше 24V. “R” – сопротивление открытого канала в миллиомах (10^-3 Ом). Также полевики отсортированы по увеличению цены в российских магазинах =)

Маркировка	R, мОм	Ток при 3V	Ток при 5V
IRF3704ZPBF	7.9	10	120
IRLB8743PBF	3.2	20	>100
IRL2203NPBF	7	30	>100
IRLB8748PBF	4.8	10	>100
IRL8113PBF	6	40	>100
IRL3803PBF	6	20	>100
IRLB3813PBF	1.95	20	>100
IRL3502PBF	7	>100	>100
IRL2505PBF	8	20	>100
IRF3711PBF	6	80	>100
IRL3713PBF	3	20	>100
IRF3709ZPBF	6.3	40	>100
AUIRL3705N	6.5	20	>100
IRLB3034PBF	1.7	>100	>100
IRF3711ZPBF	6	20	>100

Маркировка	R, мОм	Ток при 3V	Ток при 5V
STD17NF03LT4	50	5	40
IRLR024NPBF	65	4	20
IRLR024NPBF	40	5	40
IRLR8726PBF	6	10	110
IRFR1205PBF	27	–	10
IRFR4105PBF	45	–	10
IRLR7807ZPBF	12	10	100
IRFR024NPBF	75	–	8
IRLR7821TRPBF	10	11	100
STD60N3LH5	8	30	160
IRLR3103TRPBF	19	11	100
IRLR8113TRPBF	6	40	110
IRLR8256PBF	6	10	110
IRLR2905ZPBF	13	–	100
IRLR2905PBF	27	20	90

Для слаботочных цепей мне нравится использовать полевик 2n7000 (купить мешок) – тянет до 400 мА. Корпус – компактный выводной to-92. Также у друзей-китайцев есть удобные готовые модули с мосфетами и всей необходимой обвязкой:

Ну и самый важный момент: на полевой транзистор можно подавать ШИМ сигнал для “плавного” управления нагрузкой: плавно менять скорость вращения мотора, яркость светодиодной ленты, мощность обогревателя и прочее прочее!

Твердотельное реле (SSR DC)

Более простой вариант – твердотельное реле (Solid State Relay, SSR) для постоянного тока (DC), найти можно на том же Aliexpress по запросу SSR DC. Внимательно смотрим на маркировку: под выходными клеммами должно быть написано VDC, т.е. постоянное напряжение. Твердотельное реле имеет стандартный корпус для моделей постоянного и переменного тока, поэтому нужно читать что написано и не перепутать. Также в маркировке после слова SSR обычно указан ток в Амперах, т.е. SSR-25 это реле на 25 Ампер. Максимальное напряжение указано под выходными клеммами.

Твердотельное реле подключается напрямую к Arduino, пин “-” к GND, “+” к любому цифровому пину. Выход реле ставится в разрыв цепи питания нагрузки, как выключатель. Важно не перепутать плюс и минус, потому что внутри реле представляет собой полевой транзистор на радиаторе =)

Переменный ток

Симистор как вкл/выкл

Симистор – радиоэлемент, похожий на транзистор, но может работать на переменном токе. Высокое напряжение – штука опасная, поэтому для управления симистором используется оптопара с симисторным выходом. Простейшая схема подключения выглядит вот так:

Для управления нагрузкой только в режиме вкл/выкл желательно ставить оптопару с детектором нуля (например MOC306x), она будет сама отключать и включать нагрузку только в моменты перехода напряжения в сети через 0, что сильно уменьшает помехи в сети. Также здесь стоят резисторы: 220 Ом – для ограничения тока на светодиод оптопары (смотри характеристики оптопары, как подбирать резистор я писал выше). И резистор между оптопарой и симистором: 220-470 Ом с мощностью 1-2 Вт (будет греться). Симистор нужно брать с хорошим запасом по току, чтобы меньше грелся. Также симисторы бывают серии BTA и BTB, у BTA корпус (металлическая часть) изолирован и рекомендуется брать именно их, чтобы не шарахало током от радиатора. Распиновка компонентов:

У китайцев есть готовые модули с симистором и всей обвязкой. Кстати да, симистор греется под нагрузкой! Наличие радиатора обязательно, начиная с 200 Ватт.

Симистор как диммер

Для плавного управления нагрузкой переменного тока задача сильно усложняется: нужно ловить момент переключения напряжения, засекать время и выключать симистор, отсекая часть синусоиды, это называется фазовым управлением.

Для этой схемы нужна оптопара без детектора нуля, например серии MOC302x. Схема такой поделки может выглядеть вот так:

Резисторы 51к обязательно мощные, так как на них будет выделяться 1 Ватт: гасим лишнее напряжение, чтобы не сжечь светодиод оптопары детектора нуля. Также готовый модуль можно купить на Али. Выглядит он вот так и имеет пины питания, пин контроля симистора и вывод детектора нуля. Как со всем этим работать – смотрите видос ниже:

Где-то существует китайская библиотека для управления таким модулем, но она мне не очень понравилась. Привожу два примера для ручного управления таким диммером на базе библиотеки GyverTimers: одноканальный и многоканальный. В многоканальном режиме достаточно подключить к Ардуино выход детектора нуля только с одного модуля, а вот управляющие пины уже указать в скетче. Рассмотренные ниже примеры можно чуть оптимизировать, заменив digitalWrite() на быстрый аналог.

Источник