Учебная практика ПМ.02 Применение микропроцессорных систем, установка и настройка периферийного оборудования / Отчет по практике 11

Практическое занятие № 11

Тема: «Управление мощной нагрузкой при помощи реле».

Цель занятия: «Изучить возможность управления мощной нагрузкой при помощи реле».

Оборудование:

– ПЭВМ в сборе;

– плата Arduino Uno;

– набор кабелей для подключения к ПК;

– набор драйверов;

– реле, наборы: резисторов, диодов, транзисторов, светодиодов;

– макетная плата;

– методические рекомендации к выполнению заданий, справочная литература или доступ в сеть Интернет

Ход работы:

1. Реле – это шлюз, который позволяет соединить вместе электрические цепи с совершенно разными параметрами. Обычный шлюз на реке соединяет водные каналы, расположенные на разной высоте, открывая или закрывая ворота. Реле в ардуино включает или выключает внешние устройства, определенным образом замыкая или размыкая отдельную электрическую сеть, в которую они подключены. С помощью ардуино и реле мы  управляем процессом включения или выключения так же, как включаем или выключаем свет дома – подавая команду на замыкание или размыкание. Ардуино подает сигнал, само же замыкание или размыкание “мощной” цепи будет делать реле через специальные внутренние механизмы. Реле можно представить себе в виде дистанционного пульта, с помощью которого мы выполняем нужные действия с помощью относительно “слабых” сигналов.

Реле характеризуется следующими параметрами:

• Напряжение или ток срабатывания.

• Напряжение или ток отпускания.

• Время срабатывания и отпускания.

• Рабочие ток и напряжение.

• Внутреннее сопротивление.

В зависимости от типа этих внутренних размыкающих механизмов и особенностях устройства  можно выделить две основные группы реле: электромеханические реле (включение с помощью электромагнита) и твердотельные реле (включение через специальные полупроводниковые компоненты).

Рассмотрим одноканальный модуль реле. Он имеет всего 3 контакта, подключаются они к Ардуино Uno следующим образом: GND – GND, VCC – +5V, In – 3. Вход реле – инвертирован, так что высокий уровень на In выключает катушку, а низкий – включает.

Светодиоды нужны для индикации – при загорании красного LED1 подается напряжение на реле, при загорании зеленого LED2 происходит замыкание. Когда включается микроконтроллер, транзистор закрыт. Для его открытия на базу нужен минус, подается при помощи функции digitalWrite(pin, LOW);. Транзистор открывается, протекает ток через цепь, реле срабатывает. Чтобы его выключить, на базу подается плюс при помощи digitalWrite(pin, HIGH);.

2. Собрали схему

3. Разработал код программы и проверил работоспособность.

int in1 = 7;

void setup() {

pinMode(in1, OUTPUT);

digitalWrite(in1, HIGH);

}

void loop() {

digitalWrite(in1, LOW);

delay(3000);

digitalWrite(in1, HIGH);

delay(3000);

}

Ответил на контрольные вопросы.

1. Укажите основные элементы на схеме подключения, поясните их назначение

Рассмотрим одноканальный модуль реле. Он имеет всего 3 контакта, подключаются они к Ардуино Uno следующим образом: GND – GND, VCC – +5V, In – 3. Вход реле – инвертирован, так что высокий уровень на In выключает катушку, а низкий – включает.

Светодиоды нужны для индикации – при загорании красного LED1 подается напряжение на реле, при загорании зеленого LED2 происходит замыкание. Когда включается микроконтроллер, транзистор закрыт. Для его открытия на базу нужен минус, подается при помощи функции digitalWrite(pin, LOW);. Транзистор открывается, протекает ток через цепь, реле срабатывает. Чтобы его выключить, на базу подается плюс при помощи digitalWrite(pin, HIGH);.

2. Укажите характеристики реле SRD-05VDC-SL-C

• Напряжение питания модуля: 5 В постоянного тока.

• Ток потребляемый модулем: до 75 мА на каждый включённый канал.

• Коммутируемые модулем выходные цепи:

  • до 30 В постоянного тока 10 A

  • до 250 В переменного тока 10 A

• Сопротивление обмотки реле: 70 Ω ±10%.

• Сопротивление изоляции реле: выше 100 МОм

• Время срабатывания реле при включении: до 10 мс.

• Время срабатывания реле при выключении: до 5 мс.

• Скорость механических переключений: до 300 операций / мин.

• Материал контактов реле: AgCdO.

• Рабочая температура: -25 … +70 °C

• Рабочая влажность: 45 … 85%

Вывод: Изучил возможность управления мощной нагрузкой при помощи реле.