UNO relejni shield kompatibilno z Arduino

Arduino UNO relejni shield

Relejni shield priklopi na Arduino UNO osem relejev tipa SPDT in jih krmili prek I2C vodila z razširjevalcem vhodno-izhodnih linij PCF8574 – za upravljanje vseh osmih relejev zadostujeta le pina SDA in SCL, prosti digitalni pini pa ostanejo razpoložljivi za ostale komponente.

Shield se natakne neposredno na glave Arduino UNO (R3 in novejše), napaja pa se iz 5 V pina plošče. Ker deluje na I2C, je združljiv tudi z Arduino Mega, Leonardo in drugimi ploščami, ki imajo I2C na standardnih pinih.

Ključne lastnosti

• 8 relejev SPDT – vsak ima skupni (COM), normalno odprt (NO) in normalno zaprt (NC) kontakt, kar omogoča preklop med dvema tokokrogoma
• Razširjevalec PCF8574 – krmiljenje prek I2C z naslovom 0x20–0x27; naslov se nastavi s tremi DIP-stikali na shieldu
• Kontaktna zmogljivost 10 A / 250 V AC – primerno za priklop omrežnih bremen do 2500 VA pri izmenični napetosti
• LED-indikatorji stanja – za vsak rele posebej, odčitek stanja na prvi pogled brez merilnikov
• Optična izolacija – med logičnim in močnostnim delom, kar ščiti Arduino pred sunki napetosti pri preklapljanju induktivnih bremen
• Napajanje tuljave – 5 V DC, napaja se neposredno iz Arduino plošče brez zunanjega vira
• Standard-fit oblika – dimenzije PCB sledijo obliki UNO, štirje vijačni nosilci za trdno pritrditev

Kaj potrebujem za začetek?

• Arduino UNO (ali kompatibilna plošča) – osnova za vse eksperimente
• USB kabel tipa B – za programiranje Arduino plošče
• Arduino IDE – brezplačno na arduino.cc, za pisanje in nalaganje programov
• Knjižnica PCF8574 – npr. „PCF8574“ avtorja Renzo Mischianti, dostopna v Library Managerju IDE
• Zunanja napajalna sponka – za bremena na relejnih kontaktih (npr. 230 V AC vod ali 12 V DC napajalnik), ločeno od Arduina
• Jumper kabli – za priklop bremen na vijačne sponke relejev

Moj prvi projekt – 3 koraki

1. Natakni shield na Arduino UNO, DIP-stikala pusti na privzeti vrednosti (A0=0, A1=0, A2=0 → I2C naslov 0x20), na sponke prvega releja priklopi testno breme (npr. LED z baterijskim napajanjem na NO in COM).
2. V Arduino IDE odpri Tools → Manage Libraries, poišči „PCF8574“ (Renzo Mischianti) in ga namesti; nastavi ploščo na Arduino UNO in izberi pravi COM port.
3. Naloži spodnji testni program – rele 1 se bo vklopil za 1 sekundo, nato izklopil; LED na shieldu in testno breme bosta to jasno potrdila:
   PCF8574 pcf(0x20); void setup(){pcf.begin();} void loop(){pcf.write(0,LOW); delay(1000); pcf.write(0,HIGH); delay(1000);}

Primeri uporabe

• Pametna vtičnica / pametna sobna razsvetljava (230 V AC preklop prek I2C, brez dodatnih izhodnih pinov)
• Avtomatsko zalivanje vrta (krmiljenje 8 elektromagnetnih ventilov z enim shieldom)
• Alarmni sistem (aktivacija siren ali zapornih elektromagnetov ob digitalnem signalu)
• Industrijska krmilna omara (galvanska izolacija med logiko in 24 V DC ali 230 V AC tokokrogi)
• Testna naprava za proizvodno linijo (zaporedno vklapljanje in merjenje potrošnikov prek Arduina)
• Robotski projekt (preklop smeri enosmernih motorjev z H-mostičem iz relejev)

Tehnični pregled

Tehnične specifikacije

Primerjava: Arduino UNO relejni shield vs 4-kanalni relejni shield vs ESP32 relejni modul

Inženirski PRO nasvet

Veriga dveh shieldov na istem vodilu I2C – ker PCF8574 podpira naslove 0x20–0x27, lahko na isto I2C vodilo priklopi dva taka shielda (naslov drugega nastavi z DIP-stikali na 0x21) in s tem razširiš krmiljenje na 16 neodvisnih relejev, brez da bi porabil en sam dodaten digitalni pin Arduina.

Kompatibilnost

Shield deluje z Arduino IDE 1.8.x in 2.x na Windows, macOS in Linux. Priporočena knjižnica: PCF8574 avtorja Renzo Mischianti (dostopna neposredno v Library Managerju). Za shranjevanje urnikov preklopa je primerna kombinacija z RTC modulom DS3231 in knjižnico RTClib.

Dokumentacija

• PCF8574 podatkovni list – NXP Semiconductors (PDF)
• PCF8574 knjižnica za Arduino – Renzo Mischianti (GitHub)