Πως να συνδέσετε στο Arduino φορτίο μέσω ρελέ

Για να μπορέσει το Arduino να ελέγξει ένα μεγάλο φορτίο (π.χ. έναν προβολέα) πρέπει να χρησιμοποιήσουμε κατάλληλο ρελέ. Όμως οι έξοδοι του Arduino, ως γνωστόν, μπορούν να τροφοδοτήσουν φορτίο με ρεύμα μέχρι 40 mA και το πιθανότερο είναι το ρελέ μας να απορροφά περισσότερο ρεύμα από αυτό το όριο.

Η λύση είναι να χρησιμοποιήσουμε το ρελέ σε συνδυασμό με ένα τρανζίστορ, σύμφωνα με το παρακάτω κύκλωμα:

Η τάση λειτουργίας V του ρελέ δεν είναι απαραίτητο να είναι ίδια με του Arduino (5V), αρκεί να φροντίσουμε να ενώσουμε τις δύο γειώσεις (αρνητικό τροφοδοσίας του Arduino με αρνητκό τροφοδοσίας ρελέ).

Το κύκλωμα λειτουργεί ως εξής: όταν ενεργοποιηθεί η είσοδος (Arduino pin) το τρανζίστορ άγει και στην ουσία ο συλέκτης γειώνεται και ενεργοποιείται το ρελέ. Όταν η είσοδος απενεργοποιείται το τρανζίστορ δεν άγει και τα ρελέ απενεργοποιείται.

Το τρανζίστορ μπορεί να είναι ένα NPN γενικής χρήσεως, π.χ. το 2N2222. Σημαντικό ρόλο στη λειτουργία του κυκλώματος έχει ο σωστός υπολογισμός της αντίστασης R.

• Αρχικά πρέπει να μετρήσουμε την αντίσταση του πηνίου του ρελέ, έστω RΠ=60Ω.
• Αν η τάση V λειτουργίας του ρελέ είναι V=12V τότε το ρεύμα που διαρρέει το πηνίο του ρελέ (που είναι και το ρεύμα συλλέκτη IC) θα είναι i = V/RΠ = 200mA.
• Από το datasheet του τρανζίστορ παίρνουμε την παράμετρο hfe ή β, π.χ. τυπική τιμή για το 2N2222 είναι 70. Ξέρουμε ότι ισχύει IC = β * Ib, άρα Ib=IC/β ~ 2,9mA.
• Η τάση εισόδου είναι 5V και από το κύκλωμα εισόδου ισχύει R = (5-0.6)/Ib ~1,5KΩ (όπου 0.6V είναι η τάση εκπομπού βάσης όταν άγει το τρανζίστορ).

Κατά την διακοπή της λειτουργίας του τρανζίστορ και την απενεργοποίηση του ρελέ παράγεται από το πηνίο του ρελέ μια ανάστροφη τάση η οποία μπορεί να βλάψει το κύκλωμα. Για το λόγο αυτό τοποθετείται η δίοδος D.

Ακολουθώντας αυτούς τους υπολογισμούς μπορούμε να υπολογίσουμε το κύκλωμα για όποιο ρελέ χρειαστεί να χρησιμοποιήσουμε.

Π.

.