15. Lesson: ModuleRelay
Last updated
Last updated
Rơle là một công tắc hoạt động bằng điện. Nhiều rơle sử dụng nam châm điện để vận hành cơ học một công tắc, nhưng các nguyên lý hoạt động khác cũng được sử dụng, chẳng hạn như rơle trạng thái rắn. Rơle được sử dụng khi cần điều khiển một mạch bằng tín hiệu công suất thấp riêng biệt hoặc khi một số mạch phải được điều khiển bằng một tín hiệu.
Trong bài học này, chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn cách hoạt động của Mô-đun chuyển tiếp 1 kênh và cách sử dụng nó với micro bit.
1x vi:bit
1x Cáp USB Micro B
Đột phá 1x micro:bit (có Tiêu đề)
1x Bảng mạch
Dây nhảy 5x
1x Mô-đun chuyển tiếp một kênh
Rơle là một thiết bị hoạt động bằng điện. Nó có một hệ thống điều khiển và (còn gọi là mạch đầu vào hoặc công tắc tơ đầu vào) và hệ thống điều khiển (còn gọi là mạch đầu ra hoặc tác nhân tiếp điểm đầu ra). Nó thường được sử dụng trong mạch điều khiển tự động. Nói một cách đơn giản, nó là một công tắc tự động để điều khiển mạch dòng điện cao bằng tín hiệu dòng điện thấp.
Ưu điểm của rơle nằm ở quán tính chuyển động thấp hơn, độ ổn định, độ tin cậy lâu dài và âm lượng nhỏ. Nó được áp dụng rộng rãi trong các thiết bị bảo vệ nguồn điện, công nghệ tự động hóa, thể thao, điều khiển từ xa, trinh sát và liên lạc, cũng như trong các thiết bị cơ điện và điện tử công suất. Nói chung, rơle chứa một bộ phận cảm ứng có thể phản ánh biến đầu vào như dòng điện, điện áp, công suất, điện trở, tần số, nhiệt độ, áp suất, tốc độ và ánh sáng, v.v. Nó cũng chứa một mô-đun truyền động (đầu ra) có thể cấp điện hoặc ngắt điện kết nối mạch điều khiển. Có một bộ phận trung gian giữa bộ phận đầu vào và bộ phận đầu ra được sử dụng để ghép và cách ly dòng điện đầu vào cũng như kích hoạt đầu ra. Khi giá trị định mức của đầu vào (điện áp, dòng điện và nhiệt độ, v.v.) cao hơn giá trị tới hạn, mạch đầu ra được điều khiển của rơle sẽ được cấp điện hoặc ngắt điện.
Lưu ý: Đầu vào của rơle có thể được chia thành hai loại: đại lượng điện (bao gồm dòng điện, điện áp, tần số, công suất, v.v.) và đại lượng không dùng điện (bao gồm nhiệt độ, áp suất, tốc độ, v.v.)
Đặc điểm của module Relay 1 kênh như sau:
Tốt về an toàn. Trong hệ thống điện và hệ thống điện áp cao, dòng điện thấp hơn có thể điều khiển dòng điện cao hơn.
Đầu ra hệ thống điện áp cao 1 kênh, đáp ứng nhu cầu điều khiển kênh đơn
Phạm vi điện áp rộng có thể điều khiển được.
Có khả năng điều khiển dòng tải cao có thể đạt tới 240V, 10A
Với tiếp điểm thường mở (NO) và tiếp điểm thường đóng (NC)
Nó có đầu cắm chân cắm 1×3 (2,54mm) để kết nối nguồn điện (5V//3,3V và 0V) và để điều khiển rơle. Các chân được đánh dấu trên PCB:
GND – Kết nối GND với chân này.
SIG – Điều khiển rơle này, hoạt động Thấp ! Rơle sẽ bật khi đầu vào này xuống dưới khoảng 2.0V
VCC – Kết nối 5V/3.3V với chân này. Được sử dụng để cấp nguồn cho bộ ghép opto
Mô-đun rơle 1 kênh có thể được coi giống như một dãy công tắc: 1 thường mở (NO), 1 thường đóng (NC) và 1 chân chung (COM).
COM- Chân chung
NC- Thường đóng, trong trường hợp này NC được kết nối với COM khi INT1 ở mức thấp và bị ngắt kết nối khi INT1 ở mức cao
NO- Thường mở, trong trường hợp này NO bị ngắt kết nối với COM1 khi INT1 ở mức thấp và được kết nối khi INT1 ở mức cao
Hoạt động của rơle có thể được hiểu rõ hơn bằng cách giải thích sơ đồ sau đây.
Có 5 phần trong mỗi rơle:
1. Nam châm điện – Nó bao gồm một lõi sắt bị thương bởi cuộn dây. Khi dòng điện đi qua nó sẽ trở thành từ tính. Vì thế nó được gọi là nam châm điện.
2. Phần ứng – Dải từ di động được gọi là phần ứng. Khi dòng điện chạy qua chúng, cuộn dây được cấp điện do đó tạo ra một từ trường được sử dụng để tạo hoặc phá vỡ các điểm thường mở (N/O) hoặc thường đóng (N/C). Và phần ứng có thể được di chuyển bằng dòng điện một chiều (DC) cũng như dòng điện xoay chiều (AC).
3. Lò xo – Khi không có dòng điện chạy qua cuộn dây trên nam châm điện, lò xo sẽ kéo phần ứng ra xa nên mạch điện không thể hoàn thành.
4. Bộ tiếp điểm điện – Có 2 điểm tiếp xúc:
．Thường mở - được kết nối khi rơle được kích hoạt và ngắt kết nối khi rơle không hoạt động.
．Thường đóng – không kết nối khi rơle được kích hoạt và được kết nối khi rơle không hoạt động.
5. Khung đúc – Rơ le được bọc nhựa để bảo vệ.
Sơ đồ hiển thị sơ đồ phần bên trong của rơle. Một lõi sắt được bao quanh bởi một cuộn dây điều khiển. Như hình vẽ, nguồn điện được cấp cho nam châm điện thông qua công tắc điều khiển và qua các tiếp điểm tới tải. Khi dòng điện bắt đầu chạy qua cuộn dây điều khiển, nam châm điện bắt đầu cung cấp năng lượng và do đó tăng cường từ trường. Do đó, cánh tay tiếp điểm phía trên bắt đầu bị hút vào cánh tay cố định phía dưới và do đó đóng các tiếp điểm gây ra đoản mạch nguồn điện cho tải. Mặt khác, nếu rơle đã mất điện khi các tiếp điểm đóng, thì tiếp điểm sẽ chuyển động ngược chiều và tạo ra mạch hở.
Ngay khi dòng điện trong cuộn dây tắt, phần ứng di động sẽ bị một lực đẩy trở lại vị trí ban đầu. Lực này sẽ gần bằng một nửa cường độ của lực từ. Lực lượng này chủ yếu được cung cấp bởi hai yếu tố. Chúng là lò xo và cũng là trọng lực.
Rơle chủ yếu được chế tạo cho hai hoạt động cơ bản. Một là ứng dụng điện áp thấp và một là ứng dụng điện áp cao. Đối với các ứng dụng điện áp thấp, sẽ ưu tiên hơn để giảm tiếng ồn của toàn bộ mạch. Đối với các ứng dụng điện áp cao, chúng được thiết kế chủ yếu để giảm hiện tượng hồ quang.
Rơle được sử dụng để bảo vệ hệ thống điện và giảm thiểu hư hỏng cho các thiết bị được kết nối trong hệ thống do quá dòng/điện áp. Rơle được sử dụng với mục đích bảo vệ các thiết bị được kết nối với nó.
Chúng được sử dụng để điều khiển mạch điện áp cao với tín hiệu điện áp thấp trong các ứng dụng khuếch đại âm thanh và một số loại modem.
Chúng được sử dụng để điều khiển mạch dòng điện cao bằng tín hiệu dòng điện thấp trong các ứng dụng như bộ khởi động điện từ trong ô tô. Chúng có thể phát hiện và cách ly các lỗi xảy ra trong hệ thống truyền tải và phân phối điện. Các lĩnh vực ứng dụng điển hình của rơle bao gồm
Hệ thống điều khiển chiếu sáng
Viễn thông
Bộ điều khiển quy trình công nghiệp
Điều khiển giao thông
Điều khiển truyền động động cơ
Hệ thống bảo vệ hệ thống điện
Giao diện máy tính
ô tô
Thiết bị gia dụng
Tải DC tối đa là 10A, điện áp tải DC tối đa là 30V tải AC tối đa là 10A, điện áp tải AC tối đa là 250V.
Tại sao nó quá nóng khi rơle đang được sử dụng? Nếu điện áp hoặc dòng điện tải khá cao, nó sẽ tỏa thêm nhiệt, không sao khi nhiệt độ được giới hạn trong khoảng 65oC. Bạn nên chọn một loại khác có thể hỗ trợ công suất lớn hơn nếu nhiệt độ trên 65oC.
Rơle sẽ phóng tia lửa điện hoặc từ trường trong quá trình đóng mở cơ khí. Để tránh bị can thiệp, tốt nhất bạn nên để nó tránh xa các MCU hoặc chip khác.
Trước khi chúng ta tiếp tục bài học này, tôi sẽ cảnh báo bạn ở đây rằng chúng ta sẽ sử dụng Điện áp cao mà nếu sử dụng không đúng cách hoặc không đúng cách có thể dẫn đến thương tích nghiêm trọng hoặc tử vong. Vì vậy hãy hết sức thận trọng với những gì bạn đang làm.
Trong ví dụ này, chúng tôi sẽ trình bày cách sử dụng rơle với micro bit.
Kết nối với mô-đun rơle:
Rơle
Đột phá Microbit
VCC
3,3V
GND
GND
SIG
P0
Sao chép và dán hoặc tạo lại mã sau vào trình chỉnh sửa MakeCode của riêng bạn bằng cách nhấp vào Tùy chọn “Chỉnh sửa” ở góc trên bên phải của cửa sổ trình soạn thảo. Bạn cũng có thể tải xuống ví dụ này bằng cách nhấp vào nút tải xuống ở góc dưới bên phải của cửa sổ mã.
Kết nối giao diện Relay với P0, sau đó tải mã vào Micro:bit, bạn sẽ nghe thấy âm thanh bật/tắt cơ học từ rơle cứ sau 1 giây, nếu bạn kết nối một số thiết bị điện áp cao khác với đầu ra của rơle thì chúng ta sẽ có thể điều khiển bật/tắt thiết bị này.
Nếu bạn không quen với việc viết mã, đừng lo lắng. Đầu tiên, bạn có thể nhập liên kết này: để lấy tham chiếu về khối microbit.
