SENSORS/ACTUATORS

INTERNET OF THING (IoT)

Arduino rơ-le

Trong một bài hướng dẫn trước, chúng ta đã học cách bật/tắt một đèn LED. Trong bài hướng dẫn này, chúng ta sẽ học cách bật/tắt một số loại thiết bị sử dụng nguồn điện áp cao (chẳng hạn như bóng đèn, quạt, khóa điện từ, bộ truyền động tuyến tính...).

Điểm chung và sự khác biệt giữa việc điều khiển đèn LED và điều khiển một bóng đèn là gì?

Điểm chung: Giống như điều khiển LED, chúng ta sử dụng các chân đầu ra của Arduino để bật/tắt chúng.

Sự khác biệt:

Đối với LED, chúng ta có thể lấy nguồn từ bo mạch Arduino (≤ 5V). Do đó, chúng ta có thể kết nối LED trực tiếp với chân của Arduino.
Đối với bóng đèn, chúng ta phải sử dụng một nguồn điện khác (điện áp và/hoặc dòng điện cao), có thể làm hỏng bo mạch Arduino. Do đó, chúng ta không thể kết nối bóng đèn trực tiếp với chân của Arduino. Chúng ta cần dùng một rơ-le giữa chân Arduino và bóng đèn để bảo vệ Arduino khỏi điện áp/dòng điện cao.

Phần cứng cần chuẩn bị

1	×	Arduino Uno R3
1	×	USB 2.0 cable type A/B (for USB-A PC)
1	×	USB 2.0 cable type C/B (for USB-C PC)
1	×	Relay
1	×	LED Strip
1	×	12V Power Adapter
1	×	DC Power Jack
1	×	breadboard
1	×	dây jumper
1	×	(Khuyến nghị) Screw Terminal Block Shield for Arduino Uno
1	×	(Khuyến nghị) Breadboard Shield for Arduino Uno
1	×	(Khuyến nghị) Enclosure for Arduino Uno
1	×	(Khuyến nghị) Prototyping Base Plate & Breadboard Kit for Arduino UNO

Or you can buy the following kits:

1	×	DIYables STEM V3 Starter Kit (Arduino included)
1	×	DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays)
1	×	DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

Về Relay

Rơ le là một công tắc điện có thể lập trình, có thể được điều khiển bằng Arduino hoặc bất kỳ vi điều khiển nào. Nó được dùng để điều khiển bật/tắt các thiết bị theo cách lập trình, các thiết bị sử dụng điện áp và/hoặc dòng điện cao.

Đó là một cầu nối giữa Arduino và các thiết bị có điện áp cao.

Khi bạn thực hiện các dự án có kết nối với nguồn điện lưới, bạn cần biết mình đang làm gì, nếu không, bạn có thể bị điện giật. Đây là một chủ đề nghiêm trọng, và chúng tôi muốn bạn an toàn. Nếu bạn không chắc chắn 100% những gì bạn đang làm, hãy tự cứu mình bằng cách đừng chạm vào bất cứ thứ gì. Hỏi một người có kinh nghiệm!

Mặc dù một số loại rơ-le có thể hỗ trợ cả thiết bị DC và AC, chúng tôi khuyến nghị bạn nên dùng một thiết bị DC (dưới hoặc bằng 24V) để thử nghiệm.

Sơ đồ chân rơ-le

Rơ-le có hai nhóm chân: nhóm đầu vào (điện áp thấp) và nhóm đầu ra (điện áp cao).

Các chân trong nhóm đầu vào được kết nối với Arduino, bao gồm ba chân:

Chân DC-: cần được kết nối với GND (0V)
Chân DC+: cần được kết nối với VCC (5V)
Chân IN: nhận tín hiệu điều khiển từ Arduino

Các chân trong nhóm đầu ra được kết nối với thiết bị điện áp cao, bao gồm ba chân (thường ở đầu nối vít):

Chân COM: là chân chung. Nó được sử dụng ở cả chế độ thường mở và thường đóng
Chân NO: là chân thường mở. Nó được sử dụng ở chế độ thường mở
Chân NC: là chân thường đóng. Nó được sử dụng ở chế độ thường đóng

Trong thực tế, chúng ta thường không sử dụng hết tất cả các chân trong nhóm điện áp cao. Chúng ta chỉ sử dụng hai trong số chúng:

Chúng tôi chỉ sử dụng chân COM và chân NO khi chúng tôi sử dụng chế độ thường mở.
Chúng tôi chỉ sử dụng chân COM và chân NC khi chúng tôi sử dụng chế độ thường đóng.

Ngoài ra, nếu rơ-le hỗ trợ cả hai kích hoạt ở mức thấp và mức cao, thường có một jumper để chọn giữa hai: kích hoạt ở mức thấp hoặc kích hoạt ở mức cao.

※ Lưu ý:

Thứ tự các chân của module rơ-le có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất. Hãy luôn sử dụng nhãn in trên rơ-le. Nhìn kỹ!

Cách kết nối thiết bị điện áp cao với rơ-le

Cách hoạt động

Tùy thuộc vào nhà sản xuất và cách lắp đặt của người dùng, rơ le có thể hoạt động khác nhau.

Chế độ input mode (cho chân IN): Có hai chế độ đầu vào khiến rơ-le hoạt động ngược lại:

Kích hoạt ở mức thấp chế độ
Kích hoạt ở mức cao chế độ

The chế độ đầu ra mode (cho các chân đầu ra): Có hai chế độ đầu ra khiến rơ le hoạt động ngược nhau:

Chế độ tiếp điểm thường mở
Chế độ tiếp điểm thường đóng. Hai chế độ này là ngược nhau.

“thông thường” có nghĩa là “nếu chân IN được kết nối với điện áp thấp (0V)”.

Trước khi đi vào chi tiết, hãy xem một số thông tin nhanh:

Chế độ thông thường mở và thông thường đóng hoạt động ngược nhau
Phần lớn các mô-đun rơ le hỗ trợ cả hai chế độ thông thường mở và thông thường đóng.
Chế độ kích hoạt ở mức thấp và kích hoạt ở mức cao hoạt động ngược nhau
Không phải tất cả các mô-đun rơ le hỗ trợ cả hai chế độ kích hoạt ở mức thấp và kích hoạt ở mức cao.
Tại một thời điểm, mô-đun rơ-le chỉ có thể hoạt động ở một trong hai chế độ kích hoạt ở mức thấp và kích hoạt ở mức cao.

Sự kết hợp giữa chế độ đầu vào và chế độ đầu ra tạo ra nhiều trường hợp sử dụng. Nếu bạn là người mới bắt đầu, chúng tôi khuyến nghị sử dụng kích hoạt ở mức cao và thường mở.

Vì hai chế độ kích hoạt mức thấp và kích hoạt mức cao hoạt động ngược nhau, tiếp theo sẽ giải thích chi tiết chế độ kích hoạt mức cao. Chế độ kích hoạt mức thấp hoạt động ngược lại.

Kích hoạt mức cao - Chế độ Mở thông thường

Để sử dụng chế độ này, chúng ta cần kết nối thiết bị điện áp cao với chân COM và chân NO.

Nếu chân IN được kết nối với LOW (0V), công tắc đang mở. Thiết bị đang tắt (hoặc không hoạt động).
Nếu chân IN được kết nối với HIGH (5V), công tắc đang đóng. Thiết bị đang bật (hoặc hoạt động).

Kích hoạt ở mức cao - Chế độ đóng thông thường

Để sử dụng chế độ này, chúng ta cần kết nối thiết bị có điện áp cao với chân COM và chân NC.

Nếu chân IN được kết nối với mức thấp (0V), công tắc đóng. Thiết bị đang BẬT (hoặc hoạt động).
Nếu chân IN được kết nối với mức cao (5V), công tắc mở. Thiết bị đang TẮT (hoặc không hoạt động).

cách hoạt động của rơ-le - thông thường đóng

Tóm tắt

Input modes	Output Modes	IN pin (programmable)	Output pins	Relay state	Device state
HIGH Trigger	Normally Open	LOW	COM and NO pin	⇒ open	⇒ OFF
HIGH Trigger	Normally Open	HIGH	COM and NO pin	⇒ closed	⇒ ON
HIGH Trigger	Normally Closed	LOW	COM and NC pin	⇒ closed	⇒ ON
HIGH Trigger	Normally Closed	HIGH	COM and NC pin	⇒ open	⇒ OFF
LOW Trigger	Normally Open	LOW	COM and NO pin	⇒ closed	⇒ ON
LOW Trigger	Normally Open	HIGH	COM and NO pin	⇒ open	⇒ OFF
LOW Trigger	Normally Closed	LOW	COM and NC pin	⇒ open	⇒ OFF
LOW Trigger	Normally Closed	HIGH	COM and NC pin	⇒ closed	⇒ ON

Có tối đa 8 trường hợp sử dụng. Điều này có thể khiến bạn quá tải. Tuy nhiên, nếu bạn là người mới, bạn chỉ cần quan tâm tới hai trường hợp đầu tiên, nơi kích hoạt ở mức CAO và thông thường mở được sử dụng. Phần còn lại của hướng dẫn này sẽ sử dụng hai trường hợp đó.

Arduino - Rơ-le

Arduino điều khiển một thiết bị có điện áp cao bằng cách điều khiển một rơ-le.

Việc điều khiển rơ-le rất đơn giản. Chúng ta chỉ cần:

Kết nối một pin của Arduino với chân IN của rơ-le
Điều khiển rơ-le bằng cách thiết lập chân đó ở mức LOW hoặc HIGH

Sơ đồ đấu dây

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Cách Lập Trình Cho Rơ-le

Cấu hình một chân của Arduino ở chế độ đầu ra kỹ thuật số bằng cách sử dụng hàm pinMode(). Ví dụ, chân 3:

pinMode(3, OUTPUT);

Đặt chân ở mức LOW (0V) bằng cách sử dụng hàm digitalWrite():

digitalWrite(3, LOW);

Gán chân ở mức HIGH (5V) bằng cách sử dụng hàm digitalWrite():

digitalWrite(3, HIGH);

Mã Arduino

/* * Mã Arduino này được phát triển bởi newbiely.vn * Mã Arduino này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc. * Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập: * https://newbiely.vn/tutorials/arduino/arduino-relay */ // constants won't change const int RELAY_PIN = 3; // the Arduino pin, which connects to the IN pin of relay // the setup function runs once when you press reset or power the board void setup() { // initialize digital pin as an output. pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT); } // the loop function runs over and over again forever void loop() { digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); delay(500); digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); delay(500); }

Hướng dẫn từng bước

Sao chép mã ở trên và mở bằng Arduino IDE
Nhấn nút Tải lên trên Arduino IDE để tải mã lên Arduino
Xem trạng thái dải LED: đang nhấp nháy

Video Tutorial

Việc sản xuất video tốn rất nhiều thời gian. Nếu video hướng dẫn hữu ích cho việc học của bạn, hãy đăng ký kênh YouTube để ủng hộ. Nếu nhu cầu đủ cao, chúng tôi sẽ cố gắng làm thêm nhiều video.

Thử thách bản thân

Tự động bật đèn khi bạn bước vào phòng và tắt đèn sau khi bạn rời đi 30 giây. Gợi ý: Tham khảo Arduino - Cảm biến chuyển động.