Modulo relè a 4 canali con foto accoppiatore

ultimo aggiornamento 11 agosto 2018


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Indice

Descrizione

 

Il modulo "4-Channel Relay Module with Optocoupler Low Level Trigger for Arduino" venduto da Icstation è un modulo con 4 relè il cui pilotaggio è protetto da un foto accoppiatore tipo EL817, le dimensioni del modulo sono: 72x45x18,5 mm, il peso è di 55g.

Sono disponibili moduli per varie tensioni di pilotaggio, quella base a 5V è direttamente interfacciabile con Arduino, per altri modelli si può utilizzare un modulo elevatore come il modulo è venduto dalla ICstation.com con codice 3448 e descritto in questa pagina.

Sono disponibili 4 diversi modelli di modulo display, la differenza è sostanzialmente la tensione con cui occorre alimenterei i relè per permetterne l'eccitazione della bobina. Sono disponibili i seguenti modelli:

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Tensione

Codice

Foto del modulo e link per l'acquisto

5V

3395

 

9V

3406

 

12V 3407

 

24V 3404

 

 

Il carico massimo collegabile sul relè sul pin normalmente aperto sono: AC 250 V / 10 A, DC 30 V / 10 A.
Il trigger di corrente è di 5mA, è presente un led che segnala l'alimentazione (rosso), mentre le spie di stato del relè sono rappresentati da 4 led verdi.

 

Per l'interfaccia del modulo è presente una pin strip maschio con 9 pin

Pin

Descrizione

VCC1

Cortocircuitando i due pin, permette di alimentare il modulo direttamente utilizzando il pin VCC

VCC

-

Non collegato

VCC

Alimentazione +5V

GND

GND

IN1

Pin di segnale, collegato con Arduino e controllo Relè 1

IN2

Pin di segnale, collegato con Arduino e controllo Relè 2

IN3

Pin di segnale, collegato con Arduino e controllo Relè 3

IN4

Pin di segnale, collegato con Arduino e controllo Relè 4

Uscita a relè

Pin

Descrizione

NC

pin normalmente chiuso del relè (NC1 ~ NC4)

COM

pin comune del relè (COM1 ~ COM4)

NO

pin normalmente aperto del relè (NO1 ~ NO4)

:

Foto del modulo relè

 

Schema del modulo

Lo schema del modulo è formato da 4 circuiti identici,  uno per ogni relè presente.

In questo circuito è presente una protezione da ritorno di tensione o correnti, questo perché i relè sono componenti dotati di una bobina o solenoide che eccitato da una corrente spostano un sistema meccanico. Tuttavia il passaggio di corrente nella bobina può causare disturbi e ritorno di corrente al pin che ha eccitato il relè e quindi presentarsi sul pin Arduino che ha innescato l’evento di eccitazione del relè stesso.

Per cui il segnale inviato da Arduino viene utilizzato per azionare un optoisolatore (nel nostro caso un EL817) che è un componente elettronico che permette di trasferire un segnale fra due circuiti mantenendo l'isolamento galvanico fra gli stessi.

EL817- Fotoaccoppiatore GaAs

robozak_battery-charger_FC1.jpg
Piedinatura Datasheet Foto del fotoaccopiatore

Come si vede dal simbolo l'optoisolatore è costituito da un LED accoppiato otticamente con un elemento fotosensibile. Le variazioni di luminosità legate al segnale in ingresso vengono rilevate dall'elemento fotosensibile ottenendo il trasferimento dell'informazione da un circuito all'altro senza che vi sia continuità elettrica.
Dato che i relè necessitano di correnti elevate per eccitarsi, ed essendo il fototransistor non in grado di fornire in uscita la corrente necessaria, è presente il transistor Q1 (un NPN tipo S8050).

Transistor NPN S8050 SOT23 (J3Y)
Piedinatura Datasheet Foto del transistor

Il diodo D1 (di tipo 1N4148) è necessario in quanto essendo il carico rappresentato dal relè induttivo in cui l'interruzione improvvisa della corrente porterebbe ad un brusco aumento nella tensione attraverso il dispositivo che genera l'interruzione. Questo picco nella tensione potrebbe portare ad un guasto transitorio o permanente del dispositivo di controllo.

1N4148 - Fast switching diode

Piedinatura Datasheet Foto

Essendo questo un circuito in corrente continua (CC), basta inserire un semplice diodo raddrizzatore disposto in parallelo con un carico induttivo (quali una bobina del relè o un motore elettrico). In questo caso spesso è chiamato diodo di "ricircolo" o di "libera circolazione" (free wheeling).
 

 

Schema di prova

Per testare il sensore si utilizzano i seguenti componenti

Arduino UNO Modulo relè a 4 canali con foto accoppiatore
Cavetti per Breadboard di vari colori Modulo DC/DC Step Up converter
basato sull'integrato MT3608 *

* Il modulo DC/DC Step Up converter basato sull'integrato MT3608 è opzionale nel caso si utilizzi un modulo con relè con tensione diversa dai 5V.

La scheda Arduino Uno è una scheda microcontrollore basato sul processore Atmega328. Dispone di 14 ingressi/uscita digitali  (di cui 6 possono essere utilizzate come uscite PWM), 6 ingressi analogici, come oscillatore è utilizzato un risuonatore da 16 MHz.
Sono disponibili: un collegamento USB, un jack di alimentazione, un header ICSP, e un pulsante di reset.
Esso contiene tutto il necessario per utilizzare il microcontrollore, è sufficiente collegarsi a un computer con un cavo USB (l'alimentazione può essere derivata alla presa USB) oppure alimentare con un adattatore AC-DC oppure tramite batteria per iniziare.

Schema di collegamento con tensione relè pari a 5V

Pin Arduino Pin Modulo 4 relè
+5V VCC
GND GND
2 INI
3 IN2
4 IN3
5 IN4

Schema di collegamento con tensione relè superiore a 5V

Pin Arduino Pin Modulo 4 relè Modulo step up
  VCC1 VOUT +
+5V VCC  
GND GND VIN -
2 INI  
3 IN2  
4 IN3  
5 IN4  
Vin   VIN +

In questo caso eliminare il cavallotto blu e alimentare il pin VCC1 tramite il modulo DC/DC Step Up converter basato sull'integrato MT3608 che deve essere preliminarmente tarato per la tensione di funzionamento dei relè.

Listato del programma

Il programma attiverà sequenzialmente i 4 relè con una pausa d 2 secondi, lo stato del relè sarà evidenziato dall'accensione del led e dal rumore di attivazione della bobina del relè

 
/*
  test_4_rele.ino

  Per ulteriori informazioni vedere
  http://www.adrirobot.it/in_out/rele/4-Channel_Relay_Module.htm

  Sito web http://www.adrirobot.it
  Blog http://it.emcelettronica.com/author/adrirobot
  Pagina Facebook https://www.facebook.com/Adrirobot-318949048122955
  Istagram https://www.instagram.com/adrirobot/
  This example code is in the public domain.
*/

//Impostazione dei pin a cui
//sono collegati i rele
int IN1 = 2;
int IN2 = 3;
int IN3 = 4;
int IN4 = 5;

#define ON   0
#define OFF  1

void setup()
{
  relay_init();//initialize the relay
}

void loop() {

  relay_SetStatus(ON, OFF, OFF, OFF); //Attiva RELE'_1
  delay(2000);//Pausa di 2s
  relay_SetStatus(OFF, ON, OFF, OFF); //Attiva RELE'_2
  delay(2000);//Pausa di 2s
  relay_SetStatus(OFF, OFF, ON, OFF); //Attiva RELE'_3
  delay(2000);//Pausa di 2s
  relay_SetStatus(OFF, OFF, OFF, ON); //Attiva RELE'_5
  delay(2000);//Pausa di 2s
}
void relay_init(void)//initializza i relè
{
  //Porta tutti i relè in OUTPUT
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);
  relay_SetStatus(OFF, OFF, OFF, OFF); //Porta tutti i relè a off
}
//Inposta lo stato dei relè
void relay_SetStatus( unsigned char status_1,  unsigned char status_2, unsigned char status_3, unsigned char status_4)
{
  digitalWrite(IN1, status_1);
  digitalWrite(IN2, status_2);
  digitalWrite(IN3, status_3);
  digitalWrite(IN4, status_4);
}

Filmato

 

 

Elenco revisioni:

11/08/2018

Aggiornato link

27/03/2018

Emissione preliminare