Wozu brauche ich dieses Relais?

Ein Relais ist wie ein Wandschalter, der das Licht in einem Raum einschaltet. Der Unterschied besteht darin, dass es elektrisch gesteuert wird, anstatt eines kleinen Hebels, den Sie mit der Hand umlegen. Im Inneren des Relais befindet sich ein kleiner Elektromagnet, der den Schalter für Sie antreibt. Wenn der Elektromagnet erregt ist (es wird eine Spannung angelegt), dann wird der Schalter in einer Richtung gehalten, ansonsten hält ihn eine Feder in der anderen Richtung.

Die Spannung und der Strom, die zum Betreiben des Elektromagneten erforderlich sind, können viel geringer sein als das, was der Schalter schalten kann. Ein 5-V-Relais benötigt beispielsweise möglicherweise nur 60 mA, um die Spule zu erregen, aber der Schalter kann 5 A bei 120 V AC verarbeiten.

Während Relais viel Verstärkung haben können (der Magnet benötigt viel weniger Strom als der Schalter schalten kann), benötigt die Art von Relais zum Betreiben einer Wasserpumpe immer noch mehr Strom als ein typischer digitaler Ausgang liefern kann. Eine Möglichkeit, von einem digitalen Ausgang zum Ansteuern einer Relaisspule zu gelangen, ist die Verwendung eines Transistors. Der digitale Ausgang schaltet den Transistor, der wiederum die Relaisspule schaltet. Dies funktioniert, weil Transistoren auch Verstärkung haben.

Es gibt viele einfache Schaltungen zum Ansteuern eines Relais von einem digitalen Signal, wahrscheinlich ein paar auf dieser Seite (ich bin mir ziemlich sicher, dass ich diese Frage hier schon mehrmals beantwortet habe), also werde ich das hier nicht wiederholen.

Ein Relais ist ein Gerät, das aus einem Elektromagneten (der „Spule“) und einer Reihe von Kontakten besteht, die aktiviert werden, wenn der Elektromagnet erregt wird.

Der bewegliche Kontakt (das „COMMON“ oder „COM“ oder „C“) ist am „Anker“ befestigt, einer magnetisch weichen Struktur, die üblicherweise federbelastet ist und verwendet wird, um den beweglichen Kontakt mit einem der festen Kontakte zu verbinden je nachdem, ob die Spule bestromt ist oder nicht.

Der Kontakt, mit dem COM verbunden ist und von der Ankerfeder gehalten wird, wenn die Spule nicht erregt ist, wird als Öffner (NC) bezeichnet, und der Kontakt, mit dem COM verbunden ist, wenn die Spule erregt ist, wird als Normalkontakt bezeichnet offener (Schließer) Kontakt.

Wie im folgenden Schema gezeigt, wird bei ausgeschaltetem S1 verhindert, dass Strom von BT1 durch die Spule von K1 fließt, und folglich wird die Spule entregt und COMA mit NC verbunden, wodurch BT2 von R1 getrennt bleibt.

Bei eingeschaltetem S1 wird die Spule erregt und das durch den Strom durch die Spule erzeugte Magnetfeld zieht den Anker an, der COM mit sich führt und eine Verbindung zwischen COM und NO herstellt. Wenn diese Verbindung hergestellt ist, wird BT2 über die hergestellten Kontakte mit R1 verbunden, und Strom fließt dann von BT2 über COM und NO zu R1 und dann zurück zu BT2.

Sie können also sehen, dass, obwohl das Schließen von S1 dazu führt, dass Strom durch R1 fließt, beide Kreise nur durch das von der Spule von K1 erzeugte Magnetfeld verbunden sind, wobei ihre Betriebsströme aufgrund ihrer isolierten Versorgung unabhängig sind.

„GPIO DIRECT“ unten zeigt den Fall, in dem ein MCU-E/A direkt mit der Relaisspule verbunden ist, die das Relais erregt, wenn die MCU den Strom liefern kann, den das Relais benötigt, ohne dass intern zu viel Spannung abfällt. Die Diode dient dazu, die von der Spule erzeugte Ldi/dt-Spitze aufzusaugen, wenn sie abrupt ausgeschaltet wird.

„GPIO WITH GAIN“ zeigt das wahrscheinlichste Szenario, wenn ein I/O verwendet wird, um das Relais zu betreiben, und funktioniert, indem ein kleiner Strom von einem MCU-I/O verwendet wird, um Q1 einzuschalten, wodurch wiederum Strom von BT1 durchfließen kann die Relaisspule und den Kollektor-Emitter-Übergang des Transistors zurück zu BT1, wodurch das Relais erregt wird. Die Diode dient dazu, die von der Spule erzeugte Ldi/dt-Spitze aufzusaugen, wenn sie abrupt ausgeschaltet wird.

"COMMON SUPPLY" zeigt eine Möglichkeit, eine gemeinsame Versorgung zur Stromversorgung der Last, (R2) des Relais und der MCU zu verwenden.$\ \ $ NICHT ALLGEMEIN EMPFOHLEN.