Arduino e i relè

Quando abbiamo la necessità di collegare un relè ad Arduino?
Abbiamo questa necessità quando vogliamo collegare un carico di potenza o un carico funzionante con tensioni elevate, non adatte ad Arduino.
Il relè è un componente elettrico. Quando la sua bobina viene attraversata da una corrente, genera un campo magnetico che permette la chiusura e l'aperura dei sui contatti.
Arduino è in grado di erogare solo 40mA per ogni suo pin e questa corrente non è sufficiente per pilotare la bobina del relè.
Infatti se provassimo a collegare il relè direttamente all’uscita di Arduino, Arduino non sarebbe in grado di fornire corrente a sufficienza per il funzionamento del relè, e se fossimo fortunati potremmo aver “bruciato” un pin di Arduino, altrimenti potremmo bruciare tutta la scheda quindi meglio non provarci.
Per ovviare questo problema, abbiamo bisogno di un circuito di pilotaggio, che sarà formato da un transistor, una resistenza ed un diodo.
Il transistor è un componente allo stato solido composto da semiconduttore, il suo funzionamento è basato su quello della giunzione P-N e possiamo distinguere due tipi di transistor: PNP e NPN.
Il transistor ha tre piedini: collettore, base e emettitore, può funzionare come amplificatore di segnali elettrici o come interruttore elettronico comandato da segnali elettrici.
In questo caso noi utilizzeremo un transistor NPN come interruttore. A questo punto potresti chiederti perché dobbiamo utilizzare un transistor. Il transistor farà da interruttore tra Arduino ed il relè.
Collegandolo in serie al relè, con il collettore ad un contatto della bobina e l’emettitore connesso a massa, colleghiamo la base ad un uscita digitale di Arduino, mediante una resistenza.
Il transistor andrà in saturazione quando l’uscita su quel pin digitale sarà alta (HIGH) mentre andrà in interdizione quando l’uscita sarà bassa (LOW).
Colleghiamo poi un diodo in parallelo alla bobina del relè, con il catodo verso il polo positivo, perché essendo la bobina un carico induttivo, il diodo proteggerà il transistor dall’extracorrente di apertura e dalle tensioni inverse.
La resistenza collegata tra l’uscita di Arduino e la base del transistor serve a limitare la corrente che andrà a circolare nella base del transistor.
Ecco cosa abbiamo bisogno:
• Un computer con il software Arduino IDE;
• Una scheda Arduino o una compatibile;
• Un relè (sia esso funzionante a 5, 12, 24V non fa differenza);
• Un transistor NPN come il BC547;
• Una resistenza da 2,2 KΩ;
• Un diodo 1N4007.
Schema elettrico:

In questo schema è riportato un relè a 5V e l'alimentazione positiva può essere prelevata dal pin 5V di Arduino.

Nulla vieta di utilizzare relè a 6-12-24V. Per fare ciò basterà utilizzare un alimentatore esterno e collegare il positivo al positivo del relè, e il negativo al negativo.Ricordati di collegare tutte le masse insieme se utilizzi un'alimentazione esterna, pena il mancato funzionamento.

Di seguito è riportato uno schema con alimentazione esterna.

Ecco infine schema e vista breadboard fatte con fritzing:

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