SENSOREN/ACTUATOREN

Raspberry Pi - Relay

In een eerdere tutorial hebben we ontdekt hoe u een LED aan- en uitschakelt met een Raspberry Pi. Deze handleiding leert u hoe u bepaalde apparaten die op een hoge spanning werken (zoals een gloeilamp, ventilator, elektromagneetslot, lineaire actuator, enzovoort) kunt aan- en uitzetten met behulp van een Raspberry Pi.

? Wat zijn de overeenkomsten en verschillen tussen het aansturen van een LED en het aansturen van een gloeilamp met een Raspberry Pi?

De overeenkomst: Net als bij het aansturen van een LED gebruiken we de output-pin van de Raspberry Pi om ze aan en uit te schakelen.

Het verschil:

Een LED kan rechtstreeks op een pin van de Raspberry Pi worden aangesloten omdat deze weinig vermogen nodig heeft.
Voor een gloeilamp kunnen we deze niet direct op een pin van de Raspberry Pi aansluiten omdat deze hoge spanning en/of hoge stroom vereist, wat de Raspberry Pi kan beschadigen. Daarom is een relay nodig om de Raspberry Pi te beschermen tegen hoge spanning/stroom.

Hardware Benodigd

1	×	Raspberry Pi 5
1	×	Relais
1	×	LED-Strip
1	×	12V Voeding
1	×	DC Voedingsconnector
1	×	Breadboard (experimenteerprint)
1	×	Jumperdraden (mannelijk-mannelijk)
1	×	(Aanbevolen) Schroefklem Block Shield voor Raspberry Pi
1	×	(Aanbevolen) Raspberry Pi Prototyping Basisplaat & Breadboard Kit
1	×	(Aanbevolen) HDMI-Touchscreen-Monitor voor Raspberry Pi

Of u kunt de volgende kits kopen:

1	×	DIYables Sensorkit (30 sensoren/displays)
1	×	DIYables Sensorkit (18 sensoren/displays)

Openbaarmaking: Sommige van de links in deze sectie zijn Amazon-affiliate links. We kunnen een commissie ontvangen voor aankopen die via deze links worden gedaan, zonder extra kosten voor u. We waarderen uw steun.

Over Relay

Een relay is een elektrische schakelaar die geprogrammeerd kan worden met een Raspberry Pi of een andere microcontroller. Het wordt gebruikt om apparaten die hoge spanning en/of hoge stroom gebruiken programmeerbaar aan of uit te schakelen.

Een relay fungeert als een brug tussen de Raspberry Pi en componenten die op hoge spanning werken.

Wanneer u projecten maakt waarbij netspanning betrokken is, is het essentieel om de risico's goed te kennen. Dit is een serieuze zaak en wij willen dat u veilig werkt. Als u niet 100% zeker weet wat u doet, probeer het dan niet zelf, maar vraag iemand met ervaring om hulp.

Hoewel sommige relais gebruikt kunnen worden voor zowel gelijkstroom (DC) als wisselstroom (AC) apparaten, raden wij sterk aan om voor tests een DC-apparaat tot 24V te gebruiken.

Relay Pinout

Een relay heeft twee groepen pinnen: een ingangsgroep (lage spanning) en een uitgangsgroep (hoge spanning):

De ingangsgroep is verbonden met de Raspberry Pi en bestaat uit drie pinnen:

DC- pin: moet aangesloten worden op GND (0V)
DC+ pin: moet aangesloten worden op VCC (5V)
IN pin: ontvangt het besturingssignaal van de Raspberry Pi

De uitgangsgroep is verbonden met het apparaat dat hoge spanning gebruikt en bestaat uit drie pinnen (meestal schroefklemmen):

NO pin: de normaal open pin. Wordt gebruikt in de normaal open modus
NC pin: de normaal gesloten pin. Wordt gebruikt in de normaal gesloten modus
COM pin: de gezamenlijke pin. Wordt gebruikt in zowel normaal open als normaal gesloten modus

Meestal worden niet alle pinnen van de uitgangsgroep gebruikt. We gebruiken er slechts twee:

Bij gebruik van de normaal open modus gebruiken we COM pin en NO pin.
Bij gebruik van de normaal gesloten modus gebruiken we COM pin en NC pin.

Daarnaast, als de relay zowel LOW als HIGH niveau triggers ondersteunt, is er meestal een jumper waarmee u kunt kiezen tussen LOW level trigger of HIGH level trigger.

※ Notiz:

De indeling van de pinnen kan per fabrikant verschillen. Het is daarom belangrijk altijd de labels op de relaymodule goed te bekijken voordat u ermee werkt. Wees alert!

Hoe Sluit U Het Apparaat Met Hoge Spanning Aan Op De Relay

Hoe Het Werkt

Afhankelijk van de fabrikant en de uitvoering kan een relay anders werken.

Voor de IN pin zijn er twee ingangsmodes die het relais op tegenovergestelde manieren laten werken:

De LOW level trigger modus
De HIGH level trigger modus

Voor de uitgangspinnen zijn er twee werkingsmodi:

Normaal Open
Normaal Gesloten. Deze zijn tegengesteld.

De term "normaal" betekent "wanneer de IN pin verbonden is met LOW (0V)".

Voor we in detail treden, hierbij een samenvatting:

De normaal open en normaal gesloten modi werken tegengesteld
De meeste relaismodules ondersteunen beide modi: normaal open en normaal gesloten
De LOW level trigger en HIGH level trigger modi werken ook tegengesteld
Niet alle relaismodules ondersteunen beide triggers
Een relaismodule werkt steeds in slechts één van beide trigger-modi tegelijk

De combinatie van ingangsmodi en uitgangsmodi leidt tot meerdere gebruiksscenario’s. Voor beginners raden wij aan de HIGH level trigger modus en de normaal open modus te gebruiken.

De HIGH level trigger modus wordt hier uitgelegd, omdat deze tegengesteld werkt aan de LOW level trigger. Deze laatste werkt dus andersom.

HIGH Level Trigger - Normaal Open Modus

In deze modus moet het apparaat met hoge spanning aangesloten worden op de COM pin en NO pin.

Als de IN pin verbonden is met LOW (0V), is de schakelaar open en staat het apparaat uit (inactief).

Als de IN pin verbonden wordt met HIGH (5V), sluit de schakelaar en gaat het apparaat aan (actief).

HIGH Level Trigger - Normaal Gesloten Modus

In deze modus sluit u het apparaat met hoge spanning aan op de COM pin en NC pin.

Als de IN pin verbonden is met LOW (0V), is de schakelaar gesloten en staat het apparaat aan (actief).

Als de IN pin verbonden wordt met HIGH (5V), gaat de schakelaar open en gaat het apparaat uit (inactief).

Samenvatting

Input modes	Output Modes	IN pin (programmeerbaar)	Output pins	Relay status	Apparaatstatus
HIGH Trigger	Normaal Open	LOW	COM en NO pin	⇒ open	⇒ UIT
HIGH Trigger	Normaal Open	HIGH	COM en NO pin	⇒ gesloten	⇒ AAN
HIGH Trigger	Normaal Gesloten	LOW	COM en NC pin	⇒ gesloten	⇒ AAN
HIGH Trigger	Normaal Gesloten	HIGH	COM en NC pin	⇒ open	⇒ UIT
LOW Trigger	Normaal Open	LOW	COM en NO pin	⇒ gesloten	⇒ AAN
LOW Trigger	Normaal Open	HIGH	COM en NO pin	⇒ open	⇒ UIT
LOW Trigger	Normaal Gesloten	LOW	COM en NC pin	⇒ open	⇒ UIT
LOW Trigger	Normaal Gesloten	HIGH	COM en NC pin	⇒ gesloten	⇒ AAN

Er zijn in totaal 8 scenario’s mogelijk, wat overweldigend kan zijn. Voor beginners is het voldoende om alleen de eerste twee scenario’s te begrijpen, namelijk de HIGH level trigger met normaal open. De rest van deze tutorial behandelt deze twee use cases.

Raspberry Pi - Relay

De Raspberry Pi bestuurt een relay, die op zijn beurt een apparaat met hoge spanning aanstuurt.

Het aansturen van een relay is eenvoudig. U hoeft alleen maar:

Een pin van uw Raspberry Pi te verbinden met de IN pin van de relay
Deze pin te programmeren om LOW of HIGH te zetten en zo de relay te schakelen

Bedradingsschema

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Om uw bekabelingsopstelling te vereenvoudigen en te organiseren, raden we het gebruik van een Schroevenklemaansluiting-shield voor Raspberry Pi aan. Deze shield zorgt voor veiligere en beter beheerbare verbindingen, zoals hieronder weergegeven:

Raspberry Pi Schroevenklemaansluiting-Shield

Hoe Programmeert U Voor Relay

Stel pin 3 van de Raspberry Pi in als digitale uitgang met behulp van RPi.GPIO. Bijvoorbeeld:

import RPi.GPIO as GPIO GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Stel de GPIO-modus in (BCM of BOARD) GPIO.setup(12, GPIO.OUT) # Stel GPIO pin 12 in als uitgangspin

Zet de pin op 0V met de functie GPIO.output():

GPIO.output(12, GPIO.LOW) # Zet de relay uit

Zet de pin op 5V met de functie GPIO.output():

GPIO.output(12, GPIO.HIGH) # Zet de relay aan

Raspberry Pi Code

Snelle Stappen

Zorg dat u Raspbian of een ander Raspberry Pi compatibel besturingssysteem op uw Pi heeft geïnstalleerd.
Zorg dat uw Raspberry Pi verbonden is met hetzelfde lokale netwerk als uw pc.
Zorg dat uw Raspberry Pi met internet verbonden is als u extra libraries moet installeren.
Als dit de eerste keer is dat u Raspberry Pi gebruikt, bekijk dan de hoe Raspberry Pi in te stellen.
Verbind uw pc via SSH met de Raspberry Pi, gebruik de ingebouwde SSH-client op Linux en macOS of PuTTY op Windows. Zie hoe uw pc met Raspberry Pi te verbinden via SSH.
Zorg dat de RPi.GPIO library is geïnstalleerd. Zo niet, installeer deze via de volgende opdracht:

sudo apt-get update sudo apt-get install python3-rpi.gpio

Maak een Python scriptbestand aan met de naam relay.py en voeg onderstaande code toe:

# Deze Raspberry Pi code is ontwikkeld door newbiely.nl # Deze Raspberry Pi code wordt zonder enige beperking aan het publiek beschikbaar gesteld. # Voor volledige instructies en schema's, bezoek: # https://newbiely.nl/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-relay import RPi.GPIO as GPIO import time # Set the GPIO mode (BCM or BOARD) GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Define the GPIO pin connected to the relay module's IN pin RELAY_PIN = 12 # Set the relay pin as an output pin GPIO.setup(RELAY_PIN, GPIO.OUT) try: # Run the loop function indefinitely while True: # Turn the relay ON (HIGH) GPIO.output(RELAY_PIN, GPIO.HIGH) time.sleep(1) # Wait for 1 seconds # Turn the relay OFF (LOW) GPIO.output(RELAY_PIN, GPIO.LOW) time.sleep(1) # Wait for 1 seconds except KeyboardInterrupt: # If the user presses Ctrl+C, clean up the GPIO configuration GPIO.cleanup()

Sla het bestand op en voer het Python-script uit met het volgende commando in de terminal:

python3 relay.py

Bekijk de LED strip, die zou nu moeten knipperen.

Het script draait oneindig door totdat u Ctrl + C indrukt in de terminal.

Video Tutorial

We overwegen het maken van videotutorials. Als u videotutorials belangrijk vindt, abonneer u dan op ons YouTube-kanaal om ons te motiveren de video's te maken.

Bekijk onze video-tutorial voor een visuele begeleiding bij dit project! De video geeft extra inzichten en uitleg die het makkelijker maakt om alles te begrijpen.

Daag uzelf uit

Wanneer u uw kamer binnenkomt, gaat het licht automatisch aan. Nadat u de kamer verlaat, gaat het licht na 30 seconden uit. Voor meer informatie, zie de tutorial Raspberry Pi - Bewegingssensor.

Gerelateerde Tutorials

※ ONZE BERICHTEN

U bent welkom om de link naar deze tutorial te delen. Gebruik onze inhoud echter niet op andere websites. We hebben veel moeite en tijd gestoken in het maken van de inhoud, respecteer alstublieft ons werk!