كيفية تشغيل المصابيح الكهربائية باستخدام Arduino مع وحدة الترحيل

يمكن أن يكون التحكم في مصابيح LED الصغيرة باستخدام Arduino مشروعًا ممتعًا لبدء رحلتك في تعلم إلكترونيات DIY. لكن هل تعرف ما هو أكثر متعة؟ تشغيل المصابيح الكهربائية من خلال مشروع اردوينو المصمم خصيصًا: مصابيح كهربائية كبيرة وعالية الطاقة ومنيرة للغرفة!

ومع ذلك ، لا يمكن أن يصدر Arduino أكثر من 5 فولت من أي من المسامير الخاصة به ، ناهيك عن ما يكفي لتشغيل مصباح كهربائي يحتاج إلى 30 إلى 40 ضعف الجهد لمصباح LED. لهذا السبب من المفترض أن تستخدم وحدة ترحيل بدلاً من ذلك. إليك كيفية القيام بذلك باستخدام Arduino.

ما هي وحدة الترحيل؟

وحدة الترحيل (أو المرحل باختصار) عبارة عن مفتاح كهرومغناطيسي يتيح لك التحكم في شيء متصل بالكهرباء الرئيسية باستخدام متحكم دقيق منخفض الطاقة ، مثل Arduino Uno أو ESP32.

تحتوي المرحلات على نوعين من المحطات: أحدهما يتحمل الجهد العالي (فكر في 220 فولت) والآخر لا يقبل سوى خرج الجهد المنخفض.

عندما تمرر تيارًا كهربائيًا عبر المسامير ذات الجهد المنخفض ، فأنت تقوم بتشغيل مغناطيس كهربائي يسحب “مفتاحًا” ، ويقوم بتشغيله أو إيقاف تشغيله ، اعتمادًا على التكوين الذي تستخدمه.

يحتوي مرحل SPDT دائمًا على ستة دبابيس: عادةً مع ثلاثة رؤوس ذكور للاتصال بـ Arduino وثلاثة دبابيس طرفية لولبية للاتصال بالكهرباء الرئيسية.

توصيل وحدة الترحيل بأردوينو

يجب أن تحتوي وحدة الترحيل على دبابيس رأسية عليها ثلاث علامات: Signal و 5 V و GND. هذه هي المسامير التي من المفترض أن تقوم بتوصيلها بـ Arduino باستخدام أسلاك توصيل.

تعمل الدبابيس على النحو التالي:

1. الإشارة: تشغيل التتابع أو إيقاف تشغيله.
2. 5 فولت: يقبل 5V لتشغيل التتابع.
3. GND: يتصل بدبوس GND الخاص بأردوينو.

توصيل وحدة الترحيل بمصباح كهربائي

على الجانب الآخر من وحدة الترحيل ، يوجد طرف لولبي به ثلاثة ثقوب. يجب أن تحتوي على ثلاث علامات: NC و NO و Common Ground. يتصل كل ثقب بسلك نحاسي يحمل كهرباء عالية الجهد من وإلى المصباح الكهربائي.

تقوم هذه الثقوب بما يلي:

1. NC (مغلق عادة): يتصل بمصباح كهربائي. مغلق أثناء إيقاف التتابع.
2. لا (عادة مفتوحة): يتصل بمصباح كهربائي. فتح أثناء إيقاف التتابع.
3. ارضية مشتركة: يتصل بمصدر التيار الكهربائي.

يمكنك فقط توصيل NC أو NO بمصباح الإضاءة – وليس كليهما في نفس الوقت. إذا قمت بذلك ، فلن يتم إيقاف تشغيله أبدًا ، حيث ستمر الكهرباء عبر السلك الآخر.

تحذير: إذا كنت تستخدم المرحلات ، فأنت تعبث بالكهرباء ذات الجهد العالي. قد يكون هذا خطيرًا ، لأنك تخاطر بصدمة نفسك. يرجى توخي الحذر واتخاذ احتياطات السلامة في جميع الأوقات. إذا لم تكن متأكدًا بنسبة 100٪ مما تفعله ، فمن الأفضل التخلي عن المشروع حتى تتعلم المزيد عن العمل عليه بأمان. بدلاً من ذلك ، فكر في الاستعانة بمساعدة شخص يعرف طريقه حول المرحلات.

اختيار وحدة الترحيل

قد يكون لدى تاجر الإلكترونيات المحلي لديك العديد من الأنواع المختلفة من وحدات الترحيل على الرفوف. لسوء الحظ ، فإن معظم هذه الأشياء المتوفرة بشكل شائع لا تعمل مع Arduino.

إذا كنت تتسوق عبر الإنترنت ، فيجب عليك اختيار واحد يحتوي على “5VDC” في اسم الطراز الخاص به. من الأمثلة على ذلك SRD-05VDC-SL-C ، وهي وحدة ترحيل من النوع SRD 5V.

شيء آخر يجب التحقق منه هو ما إذا كان مرحل SRD أو SSR. تعد مرحلات SRD أرخص بكثير من مرحلات SSR بنصف السعر تقريبًا ، لكن الفائدة منها هي أنها صامتة عند تشغيلها وإيقاف تشغيلها. تُصدر مرحلات SRD صوتًا عاليًا ونقرًا عندما تنتقل مغانطها الكهربائية بين هذه المواضع.

أخيرًا ، يجب أن تحصل على واحدة في شكل وحدة. لا تحتوي مرحلات SPDT العادية على دبابيس تتصل بالميكروكونترولر. ستحتاج إلى هذه لتوصيله بـ Arduino الخاص بك.

ماذا ستحتاج

فيما يلي القائمة الكاملة للعناصر التي ستحتاج إليها قبل البدء في وحدة الترحيل مع Arduino:

• مرحل SPDT 5VDC
• Arduino (أي طراز)
• كبل نحاسي (يجب أن يعمل 12 AWG ، يعتمد الطول على المدة التي تريدها)
• لمبة إضاءة
• مقبس المصباح الكهربائي
• قابس طاقة التيار المتردد

علاوة على ذلك ، ستحتاج إلى بعض الأدوات الإضافية في متناول اليد:

• قاطع أسلاك ، لقطع الأسلاك بالطول المفضل لديك.
• مفك البراغي ، لفك وتشديد أطراف البراغي.
• متجرد الأسلاك ، لفصل العلب البلاستيكية عن الأسلاك.

استخدام وحدة الترحيل مع Arduino

بمجرد حصولك على جميع المعدات المطلوبة ، قم بإنشاء الإعداد الخاص بك.

1. تحضير الحمولة

“الحمل” هو جزء من الدائرة يستهلك طاقة كهربائية على شكل تيار ويحولها إلى أشكال أخرى ، مثل الضوء والحرارة. لأغراض هذا البرنامج التعليمي ، نستخدم المصباح الكهربائي كحمل.

1. بين القابس الكهربائي والمصباح الكهربائي ، يجب أن يكون لديك زوج من الكابلات. ينتقل أحد الكابلات مباشرة من المقبس الكهربائي إلى المصباح الكهربائي. يتم قطع الآخر في مكان ما في منتصف الطريق ومتصل بوحدة الترحيل. قم بقياس الأطوال التي ترغب في استخدامها.

3. باستخدام أداة تعرية الأسلاك ، قم بفضح حوالي بوصة واحدة من الأسلاك على كلا الجانبين. يجب أن يكون لمقبس المصباح الكهربائي والمرحل أطراف لولبية لتلائمهما.

2. اقطع الكابلات وفقًا لقياساتك. لا يهم هنا مسافة وحدة الترحيل من الحمل – ما يهم هو أن لديك طول كبل كافٍ للوصول إلى أقرب منفذ تيار متردد.

4. اربط أحد كبلات القابس في أحد أطراف المسمار في المقبس. اترك الكبل الآخر مجانًا في الوقت الحالي.

5. اربط الكبل الآخر بالمرحل: يمكنك اختيار إما NC أو NO.

6. اربط سلكًا آخر بالمحطة بين NC و NO.
7. قم بتوصيل قطعة الكبل الأخرى بالمحطة اللولبية لمقبس المصباح الكهربائي لإكمال الدائرة.

2. تحضير اردوينو الخاص بك

1. افتح Arduino IDE والصق الكود التالي. لا تقلق ، لأننا سنستعرض ما يفعله كل سطر لاحقًا.

const int relayPin = 7;
 
void setup() {
	pinMode(relayPin, OUTPUT);
}
 
void loop() {
	digitalWrite(relayPin, HIGH);
	delay(1500);
	digialWrite(relayPin, LOW);
	delay(1500);
}

ملحوظة: يجب أن يعمل هذا الرمز على جميع لوحات Arduino و 5 V التي تتحمل Arduino.

2. احفظه في شيء مثل “arduino-relay.ino” ، ولكن أي شيء سيعمل طالما أنه ينتهي بنوع الملف “.ino”.

3. قم بتحميل الكود إلى Arduino. استخدم كبل USB المرفق بلوحة Arduino لتوصيله بجهاز الكمبيوتر الخاص بك.

4. انتقل إلى “رسم -> تحميل” أو اضغط كنترول + يو على لوحة المفاتيح لبدء التحميل.
5. إذا كنت من مستخدمي PlatformIO ، فسيكون الزر “إنشاء وتحميل” في الدرج الأزرق في الجزء السفلي بين أزرار الاختيار وسلة المهملات. إنه السهم الذي يشير إلى اليمين.

6. إذا سارت الأمور وفقًا للخطة ، فيجب أن تحصل على إشعار “تم التحميل” على Arduino.

7. افصل Arduino عن الكمبيوتر.

فهم المدونة

يتم استخدام السطر الأول في الكود لتحديد الدبوس المستخدم في هذا الإعداد. من السهل العثور على Pin 7 على Arduino ، لذلك نحن نستخدم ذلك.

• const: يحدد شيئًا لن يتغير خلال الكود. int يشير إلى أنه سيكون عددًا صحيحًا.
• relayPin: هو اسم رقم غير قابل للتغيير نقوم بتعريفه. سنستخدم هذا لاحقًا للاتصال بهذا الرقم غير القابل للتغيير.
• 7: هي قيمة relayPin والعدد الصحيح غير القابل للتغيير.

void setup() {
	pinMode(relayPin, OUTPUT);
}

• void setup() {...}: تتيح لك هذه الوظيفة تشغيل التعليمات البرمجية مرة واحدة. هنا ، حددنا ما هو relayPin الملقب دبوس 7 يفعل.

• pinMode(): دالة تأخذ في معلمتين: الرقم السري وما إذا كان إدخالاً أو إخراجاً. بشكل افتراضي ، جميع دبابيس Arduino افتراضية كمدخلات باستثناء دبابيس الطاقة. هنا ، نوجه Arduino للسماح relayPin ليصبح دبوس الإخراج.

void loop() {
	digitalWrite(relayPin, HIGH);
	delay(1500);
	digialWrite(relayPin, LOW);
	delay(1500);
}

• void loop() {...}: يتيح لك تشغيل التعليمات البرمجية الخاصة بك إلى أجل غير مسمى.
• digitalWrite(): يأخذ رقمًا سريًا ويحوله إلى أي منهما HIGH أو LOW. دبوس على HIGH ينبعث 5V بينما دبوس على LOW يجلس في 0V. من خلال إرسال 5 فولت من Arduino إلى الملفات المغناطيسية للترحيل ، فإننا نشغل بفعالية مغناطيسًا كهربائيًا صغيرًا بجهد 5 فولت.
• delay(): يوقف الكود بالكامل. يستغرق الأمر رقمًا كمعامل ، وهي المدة التي تريد إيقاف الشفرة مؤقتًا فيها بالمللي ثانية. في هذه الحالة ، نقوم بإيقاف الشفرة مؤقتًا لمدة 1500 مللي ثانية كل أو 1.5 ثانية.

3. الاتصال بأردوينو الخاص بك

في الخطوة الأخيرة ، ستقوم بتوصيل الحمولة بـ Arduino.

1. باستخدام دبابيس العبور ، قم بتوصيل كل طرف من المرحل بكل دبوس Arduino على النحو التالي: IN to Pin 7 و VCC إلى 5V و GND إلى GND.

2. لإنجاز هذا كله ، قم بتوصيل القابس الكهربائي بمقبس التيار المتردد وتوصيل Arduino بمصدر طاقة 5 فولت. يمكن أن يكون هذا بنك طاقة أو بطارية تيار مستمر أو محول طاقة يستخدم للهواتف.

ملحوظة: عند العبث بأشياء قد تؤدي إلى تعطل جهاز الكمبيوتر الخاص بك (بما في ذلك Arduino) ، من الأفضل دائمًا توصيل اللوحة بمصدر طاقة ليس منفذ USB بجهاز الكمبيوتر الخاص بك.

3. يجب أن يضيء المصباح ويموت كل 1.5 ثانية. يمكنك تعديل الكود لجعله يقوم بأشياء أخرى أو توصيله بأجهزة استشعار.

أسئلة مكررة

جميع لقطات الشاشة بواسطة Terenz Jomar Dela Cruz.