آموزش رزبری پای پیکو با میکروپایتون بخش دوازدهم: اتصال رله Relay

ظرله نوعی کلید الکترونیکی عملگر است که به دو حالت خاموش و روشن میتوانید آنرا تغییر وضعیت دهید. توسط رله می‌توانید جریان را عبور و یا قطع کنید. تمامی ماژول های رله در تعداد پایه‌های خروجی برابر است و مدل‌های مختلفی مانند رله تک کانال، رله دو کانال، چهار کانال و هشت کانال است. در این آموزش روش اتصال رله به رزبری پای پیکو را بررسی خواهیم کرد. در ادامه با مرجع تخصصی رزبری پای به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

رله و کاربرد

رله نوعی کلید الکترونیکی عملگر است که به دو حالت خاموش و روشن میتوانید آنرا تغییر وضعیت دهید. توسط رله می‌توانید جریان را عبور و یا قطع کنید. برای ساخت چراغ مطالعه با آردوینو از رله استفاده می‌کنیم. تمامی ماژول های رله در تعداد پایه‌های خروجی برابر است و مدل‌های مختلفی مانند رله تک کانال، رله دو کانال، چهار کانال و هشت کانال در بازار موجود است. مشخصا اتصال پایه‌های سنسور به پایه‌های ورودی رله بسیار ساده است. پایه‌هایی که با IN مشخص شده است مستقیم به پایه‌های برد میکروکنترلر متصل می‌شود. در برد آردوینو UNO, Meg2560 از پایه های دیجیتال برای اتصال به IN رله میتوان استفاده کرد. در برد Nodemcu و Wemos از GPIO ها مانند D1, D2 می‌توان استفاده کرد. به همین ترتیب می‌توانید اتصالات ورودی را انجام داده و تغذیه ۵ ولت و GND را از برد میکروکنترلر از جمله آردوینو، Nodemcu, Wemos تامین کنید. هر رله دارای سه پایه NO, COM و NC است.

• پایه COM: پایه مشترک Common است.
• پایه NC به معنای نرمالی کلوز یا همان پیش فرض بسته است و زمانی استفاده می‌شود که بخواهید رله به صورت پیش فرض بسته باشد. به این صورت که جریان در مدار وجود دارد و در صورت ارسال سیگنال از آردوینو مدار باز شده و جریان را متوقف می‌کند.
• پایه NO به معنای نرمالی اوپن یا همان پیش فرض باز است و به این معنی که رله همیشه باز است و مدار باز بوده و پس از ارسال سیگنال از آردوینو مدار بسته خواهد شد.

رله SPDT یا معمولی که دارای بوبین و سیم پیج است و رله حالت جامد یا SSR که از قابلیت اطمینان بیشتری برخوردار است. در هر دو حالت عمل کلید بین مدار انجام می‌شود. ولی در رله معمولی از سیم پیچ القایی استفاده شده است و در اثر عملکرد زیاد ممکن است ایجاد جرقه و در اثر عبور جریان زیاد ممکن است منجر به آتش سوزی شود. بنابراین رله حالت جامد SSR با توجه به ساختار اصلی آن، از امنیت بیشتری برخوردار است. این موضوع به این خاطر است که در رله حالت جامد SSR هیچ قسمت متحرکی وجود ندارد. در پروژه اینترنت اشیاء IOT اطلاعات در لایه‌های مختلف ارسال و منتقل می‌شوند. در نهایت باید توسط یک مدار منجر به تغییرات فیزیکی شود. مثلا در اثر تغییر دما در محیط، سیستم تهویه روشن شود. یا در اثر تغییرات حضور انسان در محیط، سیستم روشنایی روشن و یا خاموش شود.

 فعال شدن در تریگر  activate the output on trigger

اگر بخواهیم در پروژه خروجی در تریگر فعال شود و بدون تریگر غیرفعال شود بایستی از پایه های COM و NO استفاده کنیم. در پروژه هایی که نیاز به غیرفعال نگه داشتن بار خروجی در بیشتر زمان ها و فعال شدن در زمان های کم است، پیشنهاد می‌شود از این قابلیت استفاده کنید.

 فعال شدن خروجی بدون تریگر activate the output without trigger

اگر بخواهیم در پروژه خروجی بدون تریگر فعال شود و با تریگر غیرفعال شود بایستی از پایه های COM و NC استفاده کنیم. در پروژه هایی که نیاز به فعال نگه داشتن بار خروجی در بیشتر زمان ها و غیر فعال شدن در زمان های کم است، پیشنهاد می‌شود از این قابلیت استفاده کنید.

اتصال رله به رزبری پای پیکو

طبق تستی که انجام شده است، پایه های GP رزبری پای از رله ها پشتیبانی می‌کنند. جریان ورودی درین برای پایه ها در حدود ۴۵ میلی آمپر است و مشکلی برای عملکرد مدار ایجاد نمی‌کند. از تمامی رله های تک کانال، دو کانال و چهار کانال میتوانید برای اتصال استفاده کنید. برای تغذیه رله از پایه ۳V3 , gnd استفاده شده است.

فرمان به رله با میکروپایتون

برای برنامه نویسی رله و فعال شدن تریگر از میکروپایتون استفاده می‌کنیم. برای شروع کدنویسی به نرم افزار Thonny نیاز دارید. یک پایه را برای رله در نظر بگیرید. در این آموزش از GP16 استفاده شده است. سپس پایه سیگنال ورودی رله را به پایه شماره ۱۶ رزبری پای پیکو اتصال دهید. در این کد رله به صورت Normally Close NC تعریف شده است.

from machine import Pin
from time import sleep

relay = Pin(16, Pin.OUT)

def relay_on():
relay.value(1)

def relay_off():
relay.value(0)

relay_on()
sleep(5)
relay_off()

از دو تابع برای روشن on و خاموش off شدن رله در برنامه استفاده شده است. به این صورت که در تابع relay-on رله روشن شده و در تابع relay-off رله خاموش می‌شود. در ادامه رله به مدت ۵ ثانیه روشن و سپس خاموش می‌شود.

اگر بخواهید رله به صورت Normally Open NO باشد کد برنامه به صورت زیر خواهد بود.

import _thread

from machine import Pin
from time import sleep

relay = Pin(16, Pin.OUT)

def relay_on():
relay.value(0)

def relay_off():
relay.value(1)

relay_on()
sleep(5)
relay_off()

وسایل مورد نیاز

رزبری پای پیکو Pico

رله تک کانال

رله دو کانال

رله چهار کانال

کابل فلت

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام اتصالات رله در پروژه‌های مختلف با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد.