4-Kanal-Relais - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

von Bhawna Singh, Prerna Gupta, Maninder Bir Singh Gulshan

Schritt 1: RELAIS

Ein Relais ist ein elektrisch betätigter Schalter. Es besteht aus einem Satz Eingangsklemmen für ein oder mehrere Steuersignale und einem Satz Betriebskontaktklemmen. Der Schalter kann eine beliebige Anzahl von Kontakten in mehreren Kontaktformen aufweisen, wie beispielsweise Schließerkontakte, Öffnerkontakte oder Kombinationen davon.

Relais werden dort eingesetzt, wo es erforderlich ist, einen Stromkreis durch ein unabhängiges Signal geringer Leistung zu steuern, oder wo mehrere Stromkreise von einem Signal gesteuert werden müssen.

Relais werden häufig in unseren Elektronikanwendungen verwendet, insbesondere wenn wir hohe Lasten von Mikrocontroller-Schaltungen treiben müssen.

Schritt 2: Erforderliche Komponenten

1. SPDT-Relais 12V
2. 817 Optokoppler
3. Transistor BC547
4. SMD-LEDs
5. 1N4007 Diode
6. 1k Widerstand
7. Burgersticks männlich
8. Energieversorgung
9. Anschlusskabel

Schritt 3: Komponentenbeschreibung

Optokoppler

• PC817 ist ein 4 Pin Optokoppler, besteht aus einer Infrarot emittierenden Diode (IRED) & Fototransistor, wodurch er optisch verbunden aber elektrisch isoliert ist.
• Die Infrarot emittierende Diode ist an die ersten beiden Pins angeschlossen und wenn wir sie mit Strom versorgen, werden IR-Wellen von dieser Diode emittiert, wodurch der Fototransistor in Durchlassrichtung vorgespannt wird.
• Wenn auf der Eingangsseite kein Strom anliegt, hört die Diode auf, IR-Wellen zu emittieren und somit wird der Fototransistor in Sperrrichtung vorgespannt.
• PC817 wird normalerweise in eingebetteten Projekten zu Isolationszwecken verwendet.
• In meinen Embedded-Projekten platziere ich PC817 nach Mikrocontroller-Pins, um die Gegen-EMK zu isolieren, bei Motorsteuerung usw.
• PC-817 hat mehrere Anwendungen, z. B. Rauschunterdrückung in Schaltkreisen, Ein-/Ausgangsisolation für MCU (Micro Controller Unit).

PC817 Pinbelegung

• Die PC817-Pinbelegung besteht aus insgesamt vier (4) Pins, die ersten beiden sind mit der Infrarot-Emitting-Diode (IRED) verbunden, während die letzten beiden mit dem Fototransistor verbunden sind.
• Alle diese vier Pins sind in der folgenden Tabelle zusammen mit ihrem Namen und Status aufgeführt.

Schritt 4: Transistor BC547

Merkmale des BC547-Transistors

• Bipolarer NPN-Transistor
• DC-Stromverstärkung (hFE) beträgt maximal 800
• Der kontinuierliche Kollektorstrom (IC) beträgt 100 mA
• Emitter-Basisspannung (VBE) beträgt 6 V
• Der Basisstrom (IB) beträgt maximal 5 mA
• Erhältlich im To-92-Paket

BC547 ist ein NPN-Transistor, daher bleiben Kollektor und Emitter offen (in Sperrrichtung vorgespannt), wenn der Basisstift auf Masse gehalten wird, und werden geschlossen (in Vorwärtsrichtung vorgespannt), wenn ein Signal an den Basisstift geliefert wird. BC547 hat einen Verstärkungswert von 110 bis 800, dieser Wert bestimmt die Verstärkungskapazität des Transistors. Die maximale Strommenge, die durch den Collector-Pin fließen kann, beträgt 100 mA, daher können wir mit diesem Transistor keine Lasten anschließen, die mehr als 100 mA verbrauchen. Um einen Transistor vorzuspannen, müssen wir Strom an den Basisstift liefern, dieser Strom (IB) sollte auf 5 mA begrenzt werden.

Wenn dieser Transistor vollständig vorgespannt ist, kann er maximal 100 mA über den Kollektor und Emitter fließen lassen. Diese Stufe wird Sättigungsbereich genannt und die typische zulässige Spannung über dem Kollektor-Emitter (VCE) oder Basis-Emitter (VBE) kann 200 bzw. 900 mV betragen. Wenn der Basisstrom entfernt wird, wird der Transistor vollständig ausgeschaltet, diese Stufe wird als Grenzbereich bezeichnet und die Basis-Emitter-Spannung könnte etwa 660 mV betragen.

Schritt 5: SMD-LEDs

Die SMD-LED-Chips gibt es in verschiedenen Größen. SMD-LED kann Chips mit komplizierten Designs aufnehmen, wie die SMD 5050, die 5 mm breit ist. Die SMD 3528 hingegen sind 3,5 mm breit. Die SMD-Chips sind klein und entsprechen fast dem Design der flachen, quadratischen Computerchips.

Eines der besonderen Merkmale von SMD-LED-Chips ist die Anzahl der Kontakte und Dioden, die sie haben.

SMD-LED-Chips können mehr als nur zwei Kontakte haben (was sie von der klassischen DIP-LED unterscheidet). Auf einem einzelnen Chip können bis zu 3 Dioden vorhanden sein, wobei jede Diode eine eigene Schaltung hat. Jeder Stromkreis hätte eine Kathode und eine Anode, was zu 2, 4 oder 6 Kontakten in einem Chip führt.

Diese Konfiguration ist der Grund, warum SMD-Chips vielseitiger sind (Vergleich SMD vs. COB). Der Chip kann eine rote, grüne und blaue Diode umfassen. Mit diesen drei Dioden können Sie bereits durch einfaches Anpassen des Ausgangspegels praktisch jede Farbe erzeugen.

SMD-Chips sind auch dafür bekannt, hell zu sein. Sie können 50 bis 100 Lumen pro Watt erzeugen.

Schritt 6: 1N4007 Diode

Merkmale

• Der durchschnittliche Vorwärtsstrom beträgt 1A
• Nicht wiederholender Spitzenstrom beträgt 30 A
• Der Rückstrom beträgt 5uA.
• Spitzenrepetitive Sperrspannung ist 1000V
• Verlustleistung 3W
• Erhältlich im DO-41-Paket

Eine Diode ist ein Gerät, das Strom nur in eine Richtung fließen lässt. Das heißt, der Strom sollte immer von der Anode zur Kathode fließen. Der Kathodenanschluss kann anhand eines grauen Balkens identifiziert werden, wie in der Abbildung oben gezeigt.

Für 1N4007 Diode beträgt die maximale Strombelastbarkeit 1A sie hält Spitzen von bis zu 30A stand. Daher können wir dies in Schaltungen verwenden, die für weniger als 1A ausgelegt sind. Der Rückstrom beträgt 5uA, was vernachlässigbar ist. Die Verlustleistung dieser Diode beträgt 3W.

Anwendungen von Dioden

• Kann verwendet werden, um Probleme mit der umgekehrten Polarität zu vermeiden
• Halbwellen- und Vollwellengleichrichter
• Wird als Schutzgerät verwendet
• Stromflussregler

Schritt 7: 2-poliger Leiterplattenmontage-Klemmenblockverbinder

Schritt 8: Widerstände 1kΩ & 4-poliger Header

Schritt 9: Grundlegende Verbindungen

Logic GND: Verbinden Sie sich mit GND Ihres Mikrocontrollers.

Eingang 1: An einen digitalen Ausgang Ihres Mikrocontrollers anschließen oder unverbunden lassen, wenn der Kanal nicht verwendet wird.

Eingang 2: An einen digitalen Ausgang Ihres Mikrocontrollers anschließen oder unverbunden lassen, wenn der Kanal nicht verwendet wird.

Eingang 3: Verbinden Sie sich mit einem digitalen Ausgang Ihres Mikrocontrollers oder lassen Sie ihn nicht verbunden, wenn der Kanal nicht verwendet wird.

Eingang 4: Verbinden Sie sich mit einem digitalen Ausgang Ihres Mikrocontrollers oder lassen Sie ihn nicht verbunden, wenn der Kanal nicht verwendet wird.

Relaisstrom +: Schließen Sie das Pluskabel (+) der Stromquelle für Ihre Relais an. Kann 5 bis 24 V DC betragen.

Relaisstrom -: Schließen Sie das Minuskabel (-) der Stromquelle für Ihre Relais an.

Relais 1 +: Verbinden Sie sich mit der + Seite der Spule Ihres ersten Relais

Relais 1 -: Verbinden Sie sich mit der - Seite der Spule Ihres ersten Relais.

Relais 2/3/4 +: Wie Relais 1 +.

Relais 2/3/4 -: Wie Relais 1 -.

Schritt 10: PCB-Layout

Schritt 11: Bestellung der Leiterplatten

Jetzt haben wir das PCB-Design und es ist Zeit, die PCBs zu bestellen. Dazu müssen Sie nur zu JLCPCB.com gehen und auf die Schaltfläche „JETZT QUOTE“klicken.

Schritt 12:

JLCPCB ist auch Sponsor dieses Projekts. JLCPCB (ShenzhenJLC Electronics Co., Ltd.) ist das größte Unternehmen für Leiterplatten-Prototypen in China und ein High-Tech-Hersteller, der sich auf die schnelle Herstellung von Leiterplatten-Prototypen und PCB-Kleinserien spezialisiert hat. Sie können mindestens 5 Leiterplatten für nur 2 US-Dollar bestellen.

Um die Leiterplatte herzustellen, laden Sie die im letzten Schritt heruntergeladene Gerber-Datei hoch. Laden Sie die.zip-Datei hoch oder ziehen Sie die Gerber-Dateien per Drag & Drop.

Schritt 13:

Nach dem Hochladen der ZIP-Datei sehen Sie unten eine Erfolgsmeldung, wenn die Datei erfolgreich hochgeladen wurde.

Schritt 14:

Sie können die Leiterplatte im Gerber-Viewer überprüfen, um sicherzustellen, dass alles in Ordnung ist. Sie können sowohl die Ober- als auch die Unterseite der Platine anzeigen.

Nachdem wir sichergestellt haben, dass unsere Leiterplatte gut aussieht, können wir die Bestellung jetzt zu einem vernünftigen Preis aufgeben. Sie können 5 PCBs für nur 2 USD bestellen, aber wenn es Ihre erste Bestellung ist, können Sie 10 PCBs für 2 USD erhalten.

Um die Bestellung aufzugeben, klicken Sie auf die Schaltfläche „IN DEN WARENKORB SPEICHERN“.

Meine Leiterplatten brauchten 2 Tage, um hergestellt zu werden, und kamen innerhalb einer Woche mit der DHL-Lieferoption an. PCBs waren gut verpackt und die Qualität war wirklich gut.