Elektrische actuatoren werken doorgaans op een hogere spanning dan Arduino en vragen meestal meer stroom dan de uitgangen van een Arduino kunnen verwerken. Ondanks deze uitdaging blijven Arduino-borden populair voor uiteenlopende projecten die programmeerlogica vereisen, dankzij hun beschikbaarheid, gebruiksgemak en open-sourcekarakter. De oplossing is een Arduino te gebruiken in combinatie met relais die aan de hogere vermogenseisen van de elektrische actuator kunnen voldoen. In dit artikel behandelen we hoe je een relais met Arduino gebruikt voor het aansturen van lineaire actuatoren. We laten ook in een video zien hoe je een lineaire actuator met relais en Arduino bedient.
De juiste relaismodule kiezen
Voorbeelden van relaismodules
Relais werken door stroom van de ingang te gebruiken om een elektromagneet te activeren, die een schakelaar aantrekt en zo hogere stromen aan de andere kant van het relais laat doorstromen. Omdat ze een zeer betrouwbare manier zijn om lineaire actuatoren te sturen, zelfs zonder een microcontroller, worden relais veel gebruikt: ze zijn goedkoop en effectief. Als er wel een microcontroller wordt ingezet, zijn relais echter onmisbaar. Dat komt doordat een Raspberry Pi of Arduino-microcontroller slechts met een beperkte elektrische uitgang kan werken. Om een zware elektrische belasting aan te kunnen, is een relais noodzakelijk.
We bieden 2-kanaals, 4-kanaals en 8-kanaals relaiskaarten die voor dezelfde taken worden gebruikt; het verschil zit echter in de voeding die elk model nodig heeft, afhankelijk van hoeveel kanalen er worden gebruikt. Onze relaismodules werken op 5V maar trekken verschillende hoeveelheden stroom, afhankelijk van hoeveel relais er geactiveerd zijn. Elk afzonderlijk relais trekt 70 milliampère. Acht relais die tegelijk worden gevoed, hebben een stroomopname van 0,56A; dat is te hoog voor onze Arduino. Het activeren van 1 actuator tegelijk is echter prima.
(70mA) x (8 relais) = 560mA
Het is belangrijk om zeker te weten dat de Arduino of het besturingsapparaat dat wordt gebruikt om de relais te activeren, de vereiste stroomopname van de relaispoelen aankan.
Relais aansluiten op Arduino
Actuator met 2-kanaals relais en Arduino-bedradingsschema
Als referentie voor de bedrading kun je hieronder ook naar onze video kijken:
In ons voorbeeld gebruiken we de LC-066 Arduino Uno. De eerste stap om een actuatorrelais te bedraden is de voeding aan te sluiten op de VCC- en GND-pinnen aan de stuurzijde van het relais. Aan dezelfde kant vind je de IN-pinnen. Daar sluit je de overeenkomstige microcontrollerpinnen op aan.
Op een 2-kanaals kaart is het bovenste relais IN1 en het onderste IN2. De 4-kanaals relaiskaart is gelabeld en de 8-kanaals relaiskaart is voorzien van diodes (D1 t/m D8) die aangeven welke corresponderende pin moet worden aangesloten. Relais worden geactiveerd zodra de IN-pinnen met de respectieve GND-pinnen zijn verbonden.
Bedrading van het relais voor de lineaire actuator
De tweede stap om het stuurcircuit van het actuatorrelais te voltooien, richt zich op de drie aansluitingen aan de relaiszijde. De bovenste is de normaal gesloten verbinding (NC) en de onderste is de normaal open verbinding (NO), met daartussen de gemeenschappelijke verbinding (COM).
Als de accu op de IN-pin is aangesloten (of de IN-pin nergens op is aangesloten), moet u schroeven gebruiken om de relaisklemmen NC en COM te verbinden. Als de IN-pin met de GND-pin is verbonden, is de relaisverbinding tussen de NO- en COM-klemmen verplicht.
De kaart is nu bedraad en dus klaar om te programmeren voor verder gebruik. Zodra dat is gedaan, is je apparaat klaar voor gebruik. Hieronder staat een voorbeeld dat laat zien hoe de programmering werkt.
const int forwards = 7;
const int backwards = 6;//wijs relay INx-pin toe aan Arduino-pin
void setup() {
pinMode(forwards, OUTPUT);//stel relais in als uitgang
pinMode(backwards, OUTPUT);//stel relais in als uitgang
}
void loop() {
digitalWrite(forwards, LOW);
digitalWrite(backwards, HIGH);//Activeer het relais in één richting; ze moeten verschillend zijn om de motor te laten bewegen
delay(2000); // wacht 2 seconden
digitalWrite(forwards, HIGH);
digitalWrite(backwards, HIGH);//Deactiveer beide relais om de motor te remmen
delay(2000);// wacht 2 seconden
digitalWrite(forwards, HIGH);
digitalWrite(backwards, LOW);//Activeer het relais in de andere richting; ze moeten verschillend zijn om de motor te laten bewegen
delay(2000);// wacht 2 seconden
digitalWrite(forwards, HIGH);
digitalWrite(backwards, HIGH);//Deactiveer beide relais om de motor te remmen
delay(2000);// wacht 2 seconden
}
Samenvatting
Lineaire actuatoren worden gebruikt om lineaire beweging te bieden in veel industriële en huishoudelijke toepassingen. Het gebruik van een door Arduino aangestuurd relais geeft je meer automatiseringsmogelijkheden en grotere flexibiliteit voor besturingen die programmering vereisen. We hebben ook een video toegevoegd die laat zien hoe je een lineaire actuator met relais en Arduino bedient. Wil je meer weten over onze lineaire actuatoren en motion-controlapparaten? Bekijk dan onze andere blogs met allerlei artikelen! Als je nog vragen hebt over het bedraden van een 12 V lineaire actuator, neem dan gerust contact met ons op! We zijn experts in ons vak en helpen je graag met al je technische vragen!
sales@progressiveautomations.com
1-800-676-6123