Wie verwende ich ein 5-V-Relais mit einem 3,3-V-Arduino Pro Mini?

Ich verwende ein paar Arduino Pro Mini (3,3 V) für ein Hausautomationsprojekt und möchte dem endgültigen PCB-Design Relais hinzufügen, um einige Dinge ein- und auszuschalten.

Da ich ein 5V-Relais wie dieses verwenden möchte: HF 46F 5V, Miniatur-HF-Leistungsrelais, 5 V, 1 NO 5 A.

Ich frage mich, wie ich dieses Relais mit dem Arduino schalten kann, da der Pro Mini nur einen Ausgang von 3,3 V an den Pins hat. Das Arduino wird von einem 3,7-V-Li-Ionen-Akku angetrieben.

Eine andere Frage wäre, wie man das Relais sicher mit hohen Spannungen benutzt. (Abgesehen von der Leiterbahnbreite und dem Leiterbahnabstand zwischen Hoch- und Niederspannungsteilen auf der Platine) Vielen Dank im Voraus!

arduino relay 5v 3.3v

— Henry
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Warum nicht ein Relais mit niedrigerer Spannung wählen? Es gibt eine 3V-Version des Modells, mit dem Sie verknüpft sind. Möglicherweise reichen 3,7 V aus, um die Kontakte einiger Relais mit höherer Spannung zu schließen . es wird im Datenblatt sagen. Die minimale Ansprechspannung für das angeschlossene Relais beträgt 3,75 V, daher würde dies nicht funktionieren. Ich habe keine Erfahrung damit, ein Relais langfristig zu unterbinden, daher kann ich nicht definitiv sagen, dass Sie sich auf diese Technik verlassen sollten.

— CharlieHanson

Lassen Sie das Relais von dem Netzteil mit höherer Spannung ab, das den Arduino speist, und entlasten Sie den 3,3-V-Regler. Sie suchen einen MOSFET oder Transistorschalter. Es gibt Tausende von Posts auf dieser SE-Site zu diesem Thema.

— Transistor

@CharlieHanson Es gibt keine Möglichkeit, dass der Controller genug Strom liefert / senkt, um ein solches Relais direkt anzusteuern, selbst wenn die Spulenspannung übereinstimmt. Sie benötigen immer eine Art Pufferstufe.

— Jippie

@jippie Ich habe nicht gesagt, dass der Controller jemals könnte. Da dies ein Kommentar und keine Antwort war, sah ich keine Notwendigkeit, über aktuelle Themen lyrisch zu werden.

— CharlieHanson

Warum wird diese Batterie mit Strom versorgt und verwendet kein von der Lastversorgung abgeleitetes Netzteil? Selbst wenn Sie möchten, dass die MCU-Batterie zu Sicherungszwecken mit Strom versorgt wird, betreiben Sie Ihr Schaltelement (Relais usw.) über eine Versorgung, die von der Lastversorgung abgeleitet ist. Das Klicken auf das Relais hat keinen großen Vorteil, wenn keine Netzstromversorgung für die Last vorhanden ist. und Ihre Batterielebensdauer wird viel besser, wenn Sie die Relaisspule nicht davon laufen lassen.

— Chris Stratton

Antworten:

Es gibt sehr viele Möglichkeiten, ein 5-V-Gerät an einen 3,3-V-Ausgangspin anzuschließen.

// bearbeitet Die ursprüngliche / akzeptierte Antwort finden Sie unten. Dieser bearbeitete Teil sollte eine verbesserte Version des Originals sein.

Beachten Sie, dass diese Antwort für das Ansteuern von Relais gilt. Wenn Sie 20 VDC bei ~ 3A schalten, ist ein MOSFET eine bessere / billigere Lösung, da Sie das Relais nicht benötigen.

Ausgangsstifte sollten nicht zum Ansteuern von Gegenständen verwendet werden. Ausgangssignale sind Niedrigstromsteuersignale. Es wird akzeptiert, eine LED direkt von einem Ausgangspin anzusteuern (wenn ein ausreichend hoher Strombegrenzungswiderstand verwendet wird), dies kann jedoch zu Problemen führen, da der Gesamtstrom über mehrere Pins auch durch die Hardware begrenzt werden kann. Für die Kommunikation kann es manchmal funktionieren, 3,3 V zu verwenden, da dies als logisches Hoch registriert werden kann, aber Sie sollten sich bei ernsthaften Anwendungen besser nicht darauf verlassen.

Sie können ein Relais auswählen, das mit niedriger Spannung / niedrigem Strom arbeiten kann. Ihre beste Wahl wäre ein "Halbleiterrelais", da für diese keine Spule erforderlich ist und möglicherweise mit niedriger Spannung / niedrigem Strom gearbeitet wird. Überprüfen Sie die technischen Daten, um eine zu finden, die Ihren Anforderungen entspricht.

Normalerweise müssen Sie das 3,3-V-Gerät über einen 5-V-USB- oder 9-V-Stecker mit Strom versorgen. Diese Quellen können häufig die Leistung liefern, die zum Erregen der Spule Ihres Relais erforderlich ist. Sie müssen das Steuersignal Ihrer Platine erzeugen und die "Eingangsleistung" über die Spule Ihres Relais schalten. (TODO Diagramm hinzufügen, ich kann derzeit nicht, gib mir 12h)

Beachten Sie, dass einige Relaisausbrüche bereits Schaltkreise dafür haben. Und dass Ihre Eingangsspannung nicht höher / niedriger sein sollte als die, für die die Spule ausgelegt ist. Ihre Quelle sollte in der Lage sein, genügend Strom für das Relais zu liefern.

Die Spule kann "plötzlich" viel Strom aufnehmen, Sie können sehen, dass die Spannung auf Ihrer Platine abfällt oder dass sie zurückgesetzt wird. Oft ist das Netzteil nicht "reaktionsschnell genug". Sie können dies beheben, indem Sie einen Kondensator hinzufügen, um die Stromversorgung zu "puffern", sodass er in dem Moment freigegeben werden kann, in dem die Spule erregt werden muss, und der Rest der Platine nicht mit Strom versorgt wird.

// Ende der Bearbeitung

Schließen Sie es einfach an. (Der falsche Weg)**

Dies funktioniert möglicherweise in einigen Szenarien, jedoch nicht in diesem Szenario. Das Relais zieht zu viel Strom. Zum Anschließen einer Niedrigstrom-Datenverbindung kann dies tatsächlich funktionieren, da 3,3 V als logisch HOCH angesehen werden können.

2. Der Arduino-Weg.

Kaufen Sie einen TTL Logic Level Shifter - https://www.sparkfun.com/products/12009

Diese kleine Karte ändert den Ausgang um 5 V, wenn sie beim Signaleingang mit 3,3 V versorgt wird. Das einzige Problem ist jedoch, dass Sie am Eingang der Karte 5 V benötigen.

3. Der Weg der Elektronik.

Sie können leicht einen Transistor oder Mosfet verwenden, um einen anderen (höheren) Strom zu schalten. Dies unterscheidet sich nicht wirklich von Option 2, ist aber etwas komplizierter, aber billiger.

4. Ein anderer Weg, wie ein Chef.

Durchsuchen Sie Stack-Exchange / Google nach Personen mit demselben Problem. Ich habe festgestellt, dass Sie tatsächlich 3,3 V auf 5 V erhöhen können, so dass Sie keine 5 V-Versorgung benötigen. https://www.circuitsathome.com/dc-dc/33v-to-5v-dc-dc-converter

5. Problemumgehung

Holen Sie sich ein Relais, das mit Ihrer Batteriespannung arbeitet und ab 3,3 V ausgelöst werden kann. Sie könnten so etwas in Betracht ziehen: http://www.ebay.com/itm/5PCS-3V-3-3V-Relay-High-Level-Driver-Module-optocouple-Relay-Module-for-Arduino-/331413255692

Es hat einen Optokoppler, um das Arduino vom eigentlichen Relais zu isolieren. Es ist möglicherweise besser, eine zu erwerben, die tatsächlich in Ihrem Batteriespannungsbereich funktioniert. Damit Sie es an die Batterie (und den Signalstift an das Arduino) anschließen können. Die Spule wird also nicht direkt vom Arduino aktiviert, was zu viel Strom ziehen würde.

6. Verwenden einer 5-V-Versorgung

Sie können die Dinge umdrehen, wenn Sie wirklich wollen. Möglicherweise möchten Sie eine USB-Powerbank (oder eine selbst hergestellte / mitgelieferte Schaltung) für die Stromversorgung Ihres Pro Mini verwenden. Der Pro Mini kann die 5 V direkt aufnehmen. ( Https://www.arduino.cc/en/ Main / ArduinoBoardProMini )

Sie können jetzt die 5V verwenden, um Ihr Relais mit den Optionen 2, 3 oder 5 zu versorgen.

— Paul
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@jippie Du hast recht, habe es sofort bearbeitet, als ich es gesehen habe.

— Paul

Vielen Dank! Ich denke, es wäre besser, ein 3V-Relais zu verwenden. In diesem Fall brauche ich keinen Spannungsregler (der viel Platz beansprucht, den ich nicht habe). <br/> Ich werde mit dem billigen chinesischen Songle SRD- fahren. 03VDC-SL-C (ich werde dies nur für Spannungen unter 20V DC verwenden) Um das Songle-Relais sicher anzusteuern, benötige ich einen Transistor und eine Diode (bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege). Ich werde mit dem NPN 2N2222 und dem 1N4007 wenn das in Ordnung ist. So sehen meine Schaltpläne aus (D5 ist Digital Arduino Pin 5; GND.2 ist GND des Arduino): Link

— Henry

@ Henry Ich kenne nicht so viel Elektronik / Schaltpläne, aber das wird nicht funktionieren. Sie müssen die Batterie in Reihe mit der Spule schalten und den Transistor als "Schalter" verwenden. So kann der Arduino den Transistor aktivieren und den höheren Strom der Batterie zum schweren Heben lassen. Ich könnte prüfen, ob ich einen Schaltplan erstellen kann, aber es wird morgen sein.

— Paul

Ja, ich habe gemerkt, dass ich da oben etwas durcheinander gebracht habe: D Ich habe ein bisschen gegoogelt und bin zu dieser neuen Verkabelung gekommen: Link Ist es richtig? Danke im Voraus!

— Henry

@Henry, dachte ich an so etwas wie diese wired.com/geekdad/wp-content/uploads/2012/09/relay_driver.jpg nur google: „Transistortreiberrelaisschaltung“ Sie nicht die erste Person sind , dies zu tun, so Keine Notwendigkeit, das Rad neu zu erfinden (in diesem Fall) :)

— Paul

Diese Schaltung kann Ihr Problem lösen. Ich hoffe, es funktioniert auch für 3,3-V-Versorgung und 5-V-Relais. Um den Grund zu erklären, warum es funktioniert, zitieren Sie auf der verlinkten Seite:

"Diese Schaltung ermöglicht es einem 12-V-Relais, mit einer 6-V- oder 9-V-Versorgung zu arbeiten. Die meisten 12-V-Relais benötigen etwa 12 V zum" Einziehen ", halten aber etwa 6 V". Die 220u werden über die 2k2- und untere Diode aufgeladen. Bei einem Eingang über 1,5 V wird an den Eingang der Schaltung angelegt, beide Transistoren werden eingeschaltet und die 5 V über dem Elektrolyt bewirken, dass das negative Ende des Elektros um etwa 4,5 V unter die 0-V-Schiene fällt, und dies legt etwa 10 V über das Relais. "

— Abu Bakar
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Woher kommt der 5V?

— CharlieHanson

Ich habe den Punkt verpasst, dass kein anderes Angebot verfügbar war. Die Schaltung wurde aktualisiert. Vielen Dank, dass Sie mich darauf aufmerksam gemacht haben.

— Abu Bakar

Suchen Sie ein Relais mit einer Spule für 3,3 Volt oder. . .

Sie müssen eine 5-Volt-Versorgung erhalten (oder erstellen).

Wenn Sie nach "Step-up Breakout" suchen, finden Sie Produkte, die 3,3 V bis 5 Volt erhöhen können. Ein solches Gerät kostet ein paar Dollar.

Wenn Sie Wechselstromkreise betreiben, können Sie einen TRIAC-Treiberkreis direkt von Ihren 3,3 Volt verwenden.

Ein SSR (Solid State Relay) könnte ebenfalls in Betracht gezogen werden.

EDIT: Aufgrund von Kommentaren wurde mir gerade klar, dass Sie einen Transistor (MOSFET) benötigen, um die Spule des Relais anzusteuern.

— Marla
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Ihre Bearbeitung macht den gesamten Rest der Antwort ungültig. Sobald Sie den Transistor haben (eigentlich besser bipolar als FET), mattiert die MCU-Spannung zumindest im Bereich von 3,3 V und mehr wenig.

— Chris Stratton