ПЗ вбудованих систем (ІПЗ): Лабораторна робота №7. Створення проектів з реле

Головна Календар Всі курси Кафедри Студентам ЦДТН

Відкрито з: вівторок, 15 жовтня 2019, 00:00

Формування компетенцій

ЗК 3, ФК 2, ФК 7, ФК 10, ФК 12.

Мета роботи: ознайомитись з особливістю будови та реле, та отримати навички роботи Arduino з серводвигунами.

Теоретичні відомості
Реле є найкращим способом управління будь-яким двигуном. У цій роботі ми будемо розбиратися як контролювати реле в Proteus ISIS. Реле є одним з ключових компонентів будь-якого електронного або електричного кола і, як правило, є проблемою при проектуванні.
Спочатку змоделюємо реле в простій схемі, в якій при запуску моделювання, реле автоматично активується, а після цього будемо керувати реле за допомогою логіки, тобто, коли ви подаєте + 5V до нього, то реле буде активуватися і коли ви даєте Gnd, то він буде знеструмлений. Крім того, розглянемо, що таке реле і як його використовувати?
Для управління різними виконавчими пристроями, комутації ланцюгів, управління приладами в електроніці активно застосовуються електромагнітні реле.

Будова реле досить проста. Його основою є котушка, що складається з великої кількості витків ізольованого проводу. Всередину котушки встановлюється стрижень з м’якого заліза. В результаті виходить електромагніт. Також в конструкції реле присутній якір. Він закріплений на пружному контакті. Сам же пружний контакт закріплений на ярмі. Разом зі стрижнем і якорем ярмо утворює магнітопровід.

Якщо котушку підключити до джерела струму, то магнітне поле, що утворилося намагнічує сердечник. Він в свою чергу притягує якір. Якір укріплений на пружному контакті. Далі пружний контакт замикається з іншим нерухомим контактом. Залежно від конструкції реле, якір може по-різному механічно управляти контактами.

Виконання роботи
Проста схема підключення Реле в Proteus ISIS
 відкрити Proteus ISIS и вибрати компоненти з бібліотеки компонентів Proteus

 встановіть та з’єднайте компоненти у схему, яка зображена нижче:

 коли реле буде під напругою, лампа L1 буде світитись і коли реле знеструмлене, лампа залишиться вимкненою. Світлодіод D1 виконує роботу індикатора, який свідчитиме, що напруга в колі є.
 після розробки схеми, натисніть на кнопку запуска, і якщо все зроблено правильно, то лампа буде світитись.

 Отже, тепер ви можете побачити, що світлодіодний індикатор також загоряється, та бачимо, що реле тепер з'єднаний з другим терміналом і, таким чином замикає ланцюг для лампи, яка тепер також світиться.

Керування реле за допомогою логіки в Proteus ISIS
 Наведена вище схема управляється вручну, це означає, що для того, щоб включити або виключити його потрібно включити або виключити живлення, але, як правило, потрібно, щоб реле знаходилось під автоматичним контролем якогось мікроконтролера.
 Зважаючи на те що мікроконтролери зазвичай працюють від 5V для того, щоб управляти реле 12V з використанням 5V мікроконтролера, ми повинні використовувати транзистор. У цьому випадку, коли ви даєте + 5V реле приводиться в дію, а коли ви даєте GND реле вимикається.

 Оскільки ми не використовуємо мікроконтролер, замість нього будемо використовувати логічний стан, він буде працювати так само, як мікроконтролер. Таким чином, схема дуже схожа на просту схему, яку ми вже робили. Єдина відмінність тут присутній n-p-n транзистор.

 У цьому випадку ми не забезпечуємо подачу живлення безпосередньо до реле, замість цього ми забезпечуємо його за допомогою цього транзистора. Так що, коли логічний стан дорівнює нулю (це означає землю), транзистор не працюватиме, і живлення не може досягти реле і коли ми робимо логічну 1, що означає + 5V на
вході транзистора, то схема реле буде завершена і реле буде запитана.
 Запускаємо симуляцію, світлодіодний індикатор працює тому, що живлення подається на схему, але лампа все ще вимкнена і на реле також не подається живлення, так як логічний стан 0.

 Тепер натисніть на логічному стані та зробимо логічну одиницю, тобто +5V, і лампа почне світитись.

Робота Arduino з реле
Реле модуль має 3 виводи:
VCC: "+"
GND: "-"
IN: вивід вхідного сигналу
Підключення модулю дуже просте:
VCC на + 5 вольт на Arduion.
GND на любий з GND пінов Arduion.
IN на любий з цифрових входів/виходів Arduion.

Переходимо до створення програми.

У даному прикладі реле буде включатись и виключатись з інтервалом у 2 секунди.
приклад програмного коду:
// Реле модуль підключено до цифрового виводу 4
int Relay = 4;
void setup()
{
pinMode(Relay, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(Relay, LOW); // реле вкл.
delay(2000);
digitalWrite(Relay, HIGH); // реле викл.
delay(2000);
}

Контрольні запитання
1 Що таке реле? Яка будова реле?
2 Які бувають комутативні контакти реле?
3 Принципи роботи транзистора?

Звіт повинен містити