IL
RELE'
COME SI COLLEGA UN RELE' ad ARDUINO :
Il relè è un dispositivo elettromeccanico costituito da:
una sezione COMANDO (Circuito di eccitazione di tipo elettrico - BOBINA)
Componenti necessari:
Relè a Doppio scambio
Transistor BD 131 LED rosso
DIODO 1N4007 Resistenza 330 ohm
CARATTERISTICHE TECNICHE DEL RELE' TRK 2243 F5
Resistenza della Bobina 82 ohm 5 Vcc
Prima di iniziare ad utilizzare un relè bisogna verificare:
I capi della bobina
Il contatto mobile e/o più contatti mobili
Il contatto chiuso e/o più contatti chiusi
Il contatto aperto e/o i più contatti aperti
Per la nostra esercitazione è necessario un relè a doppio scambio
In questo caso abbiamo un relè a doppio scambio dove:
La BOBINA è identificata dai PIN 1 e PIN 16
Il contatto MOBILE è il PIN 4 e il PIN 13
Il contatto CHIUSO, quando il relè è a riposo, è tra i PIN 13 e il PIN 11 e l'altro è tra i PIN 4 e PIN 6
il contatto APERTO, quando il relè è a riposo, è il PIN 8 e il Pin 9
SEZIONE di COMANDO
La massima corrente che può erogare ogni PIN di ARDUINO è pari a 20 mA
E' necessario realizzare il seguente circuito elettrico di comando :
Nella BOBINA del rele' ,in questo caso, per avere la massima efficienza , deve circolare una corrente pari a:
I = V/R I = 5 / 82 I = 61 mA
Come vedremo successivamente, sono sufficienti , ad ARDUINO , 5 mA per pilotare il rele'
PROGETTAZIONE della SEZIONE COMANDO
Diodo Led:
Il diodo led è stato inserito per verificare "visivamente" quando il relè viene "eccitato".
Un diodo led per funzionare correttamente è necessario che ad esso :
Bisogna inoltre rispettare la polarità:
al PIN più lungo si deve collegare il polo positivo +
a quello meno lungo il polo negativo -
Caratteristiche tecniche e calcoli:
Il led, quello comune, per poter funzionare correttamente deve essere "attraversato " da :
un minimo di 2 milliamper e un massimo di 20 milliamper. scegliamo 10 milliamper
Ai suoi capi deve essere presente una tensione di 2 volt. ( a seconda del colore varia tra 1.8 a 2 volt)
La resistenza da applicare ad uno dei capi del LED , per rispettare i parametri sopra esposti, si calcola nel seguente modo:
Quello personale molto pratico: (Tensione di alimentazione - 2 ) x 100 (5 - 2 ) x 100 = 300 ohm
Quello che scaturisce dal calcolo bisogna applicarlo al seguente circuito semplificato:
SCELTA del valore della resistenza
Per la scelta delle resistenze bisogna tenere presente che in commercio sono presenti dei valori normalizzati
secondo la SERIE E12 (quella più comune) o la SERIE E24.
SERIE E12 1,0 1,2 1,5 1,8 2,2 2,7 3,3 3,9 4,7 5,6 6,8 8,2
Moltiplicando qualsiasi valore della serie per 10 o un multiplo di esso ottengo un valore di resistenza prossimo a quella desiderato.
In questo caso prenderemo o una resistenza da 270 ohm o una da 330 ohm
IL DIODO
In questo caso la funzione del diodo è quella di essere utilizzato come via di fuga degli elettroni della BOBINA
ed evitare che il transistor venga compromesso(salvatransistor).
Nel momento in cui il relè viene disattivato si creano delle extracorrenti che potrebbero danneggiare il transistor
Alcune di queste correnti vengono dissipate nella resistenza della bobina e altre utilizzano una via di fuga
generata dal diodo e vengono rimesse in circolo nella bobina.
Questo accorgimento salva il transistor ed allunga di poco il tempo di esercizio del relè.
La tecnica a sequenziatore, nelle esercitazioni di elettropneumatica, funziona correttamente se ogni singolo relè,
che viene utilizzato, è dotato di diodo e LED.
IL TRANSISTOR
Il transistor verrà utilizzato come interruttore chiuso, comunemente detto in SATURAZIONE.
La formula per calcolare l'intensità di corrente che dovrà circolare sulla BASE affinchè
il transistor possa funzionare come interruttore chiuso è:
Ib >= 1.5 x(Ic /hFEmin) Ic = (5 - 0.2) / 82 = 60 mA
hFE è un parametro adimensionale va da un min e un max
Per il BD 131 hFE minimo è 20 e massimo è 40
Con i dovuti calcoli Ib = 4.5 mA fisso Ib = 5 mA
Rb = 5 / 5 mA = 1000 ohm
Dopo aver assemblato la prima sezione di comando andiamo a verificare il corretto funzionamento del relè con questo semplice circuito.
Sulla breadboard realizziamo due linee di alimentazioni:
Quella in alto alimenterà la SEZIONE COMANDO La tensione è prelevata dall'ARDUINO (5 Vcc)
Quella in basso alimenterà la SEZIONE di POTENZA La tensione è prelevata da un alimentatore da 12 Vcc
Provvisoriamente la tensione della SEZIONE di POTENZA verrà prelevata da quella della SEZIONE di COMANDO
Colleghiamo il contatto mobile del relè (colonna 10 ,vedi foto alto a sx) alla linea del +
Colleghiamo il contatto aperto del relè(colonna 14, con un capo della resistenza da 330 ohm)
Colleghiamo l'altro capo della resistenza con il PIN positivo del LED rosso
Inseriamo l'altro PIN del LED nella boccola della linea del -
Colleghiamo poi con un cavetto BLU l'estremità della resistenza da 1k ohm al PIN 8 di ARDUINO(COMANDO)
Fatto ciò,programmino per ARDUINO:
int relayPin = 8 ;
void setup()
{ pinMode(relayPin, OUTPUT)}
void loop()
{
digitalWrite(relayPin, HIGH);
DELAY(2000);
digitalWrite(relayPin,LOW);
delay(2000);
}
SEMBRA CHE FUNZIONI......
.......
SCHEDINA DEL RELE' PERSONALE:
P = pompa camper 12 volt
SCHEma elementare di collegamento di un rele'
