Tham khảo giá và nơi đặt mua 3 loại module relay từ 5v – 30V đồng thời tìm hiểu chi tiết về khái niệm, nguyên lý hoạt động và hướng dẫn sử dụng các mô đun relay. Nên sử dụng mô đun relay khi nào và sử dụng loại nào là tối ưu nhất? Hãy cùng nhau tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.
Mục lục
Relay là gì? Module relay là gì?
Trước tiên chúng ta cần biết relay là gì. Relay hay còn gọi là rơ le là công tắc điện tử, khi cấp điện ngõ vào sẽ làm thay đổi tiếp điểm ngõ ra của rơ le. Nhiệm vụ chính của rơ le là đóng mở mạch điện bằng các tiếp điểm cơ ở ngõ ra.
Module relay là một board mạch trong đó sử dụng relay và mạch điều khiển relay. Được thiết kế để có thể điều khiển trực tiếp từ nhiều loại vi điều khiển như Arduino, AVR, PIC, ARM … Sử dụng tín hiệu điện áp thấp (3,3 – 5V) để điều khiển relay đóng mở các tiếp điểm thường đóng (NC) và thường mở (NO).
Relay là gì? Module relay là gì?
Mô đun relay thường được sử dụng trong mạch điều khiển tự động. Có khả năng điều khiển tải ngõ ra ở điện áp cao, dòng điện lớn với một dòng tín hiệu điều khiển rất nhỏ ở ngõ vào.
Ưu điểm mạch mô đun relay là mạch chuẩn với mọi loại vi điều khiển, kích thước nhỏ gọn, sơ đồ đấu dây đơn giản với giá thành rất rẻ mà không cần phải tốn công tự làm mạch.
Định nghĩa các chân của module relay
1. VCC: Chân cấp nguồn đầu vào cho mạch điều khiển và cuộn dây relay
2. GND: Chân nguồn tham chiếu 0V.
3. IN: Nhận tín hiệu ngõ vào.
4. NO: Tiếp điểm ngõ ra thường hở của rơ le
5. COM: Chân tiếp điểm chung của rơ le
6. NC: Tiếp điểm ngõ ra thường đóng của rơ le.
Ký hiệu các chân của module relay 5v và 12V
Nơi mua 3 loại module relay 5v đến 30V giá rẻ nhất
1. Module relay 5V và 12V không có opto
+ Điện áp ngõ vào VCC: 5V hoặc 12V
+ Dòng điện ngõ ra tối đa: 10A với điện áp 250V, 15A với điện áp 125V
+ Có sử dụng diode triệt dòng cuộn cảm mắc song song với cuộn dây relay.
+ Điện áp của tín hiệu điều khiển VIN: 3.3 – 5V.
Loại module này không sử dụng opto cách ly, mạch kích mức thấp. Tức là khi tín hiệu điều khiển ở mức thấp thì relay đóng, khi tín hiệu ở mức cao thì relay mở.
+ Giá bán loại mô đun relay không có opto chỉ từ 10,000đ
Giá các module relay 5v, 12v ở Shopee
2. Mô đun 5V và 12V có sử dụng opto cách ly
+ Điện áp ngõ vào: 5V – 12V
+ Dòng điện tối đa ở điện áp 220V là 10A và ở điện áp 125V lên đến 15A.
+ Điện áp điều khiển từ 3V – 7V.
* Mô đun relay có sử dụng opto cách ly sẽ an toàn hơn cho mạch điều khiển và vi xử lý.
* Mức điện áp điều khiển có thể chọn mức cao hoặc mức thấp bằng jumper trên module.
+ Giá loại module này từ 16,000đ (cao hơn loại không có opto vì sử dụng nhiều linh kiện hơn)
Giá các module relay 5V,12V có opto ở Shopee
3. Mô đun relay bán dẫn 3v – 32VDC
Do một số khuyết điểm của mạch relay điện từ như khi đóng cắt gây độ ồn, hồ quang và tần số đóng cắt của rơ le điện từ thấp. Để giải quyết vấn đề đó người ta sử dụng mô đun relay bán dẫn SSR sử dụng mạch điều khiển triac thay vì relay.
+ Điện áp ngõ vào từ 3 – 32V DC
+ Điện áp ngõ ra 24 -380V AC
+ Dòng tải ngõ ra rất đa dạng 10A, 25A, 40A, 60A, 75A, 100A …
+ Giá bán của loại mô đun relay SSR từ 60.000đ tùy công suất.
Giá các module relay bán dẫn SSR ở Shopee
Cấu tạo và nguyên lý của mạch mô đun relay
Để hiểu rõ chính xác hoạt động và ưu, nhược điểm của mô đun relay chúng ta sẽ tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động cẩu từng mô đun. Qua đó có thể tự tạo mạch relay có chức năng tương đương cho riêng mình.
1. Module relay 5v và 12v không sử dụng opto cách ly
Sơ đồ nguyên lý mạch module relay 5V kích mức thấp được vẽ như hình bên dưới. Lưu ý dưới đây là mạch nguyên lý, tùy theo nhà sản xuất mà các mô đun có thể thay đổi thông số của linh kiện trong mạch.
Ưu điểm của mạch kích relay mức thấp là không yêu cầu dòng điện tín hiệu phải lớn, vì khi transistor dẫn thì dòng từ nguồn đi về vi điều khiển. Điều này giúp mạch kích mức thấp phù hợp cho mọi vi điều khiển.
Sơ đồ mạch module relay 5V và 12V
– Nguyên lý mạch điện mô tả như sau:
+ Khi tín hiệu điều ngõ vào VIN ở mức thấp thì transistor PNP dẫn điện, khi đó cực C và E của transistor như một công tắc đóng. Do đó cuộn dây relay được cấp điện kích đóng relay.
+ Khi tín hiệu ngõ vào VIN ở mức cao thì transistor ngưng dẫn, cuộn dây relay không được cấp điện nên relay mở.
Khi điện áp trên cuộn dây bị ngắt đột ngột sẽ phát năng lượng chạy vòng qua Diode D3, do đó điện áp này bị triệt tiêu, bảo vệ được cho vi điều khiển.
2. Module relay 5v và 12v sử dụng opto cách ly
Mạch relay sử dụng opto có thể chọn mức tín hiệu kích là cao hoặc thấp bằng Jumper. Ưu điểm của mạch này là cách ly hoàn toàn về điện giữa vi điều khiển với relay và tải. Điều này sẽ giúp vi điều khiển loại được một số nhiễu không mong muốn khi hoạt động, dẫn mạch đến hoạt động ổn định hơn. Sơ đồ nguyên lý mạch được trình bày như hình bên dưới:
Mạch module relay 5V sử dụng opto cách ly
– Nguyên lý hoạt động của mạch điện như nhau:
* Trường hợp 1: Khi Jumper nối điện trở R8 với GND (0V).
+ Khi tín hiệu điều khiển VIN ở mức thấp, Led bên trong opto không sáng do đó transistor phía bên kia của opto không dẫn điện. Khi đó chân B của transistor Q3 sẽ được kéo lên nguồn, nên Q3 không dẫn. Cuộn dây relay không được cấp điện, relay mở.
+ Khi tín hiệu điều khiển VIN ở mức cao, Led opto sáng nên kích transistor phía bên kia của opto dẫn điện, kéo điện áp cực B xuống 0V. Khi đó transistor Q3 được phân cực nên dẫn điện, dòng điện chạy qua cuộn dây của relay, relay đóng.
* Trường hợp 2: Khi jumper nối điện trở R8 lên nguồn (5V)
+ Khi tín hiệu VIN ở mức thấp, Led của opto sáng nên tương tự trường hợp trên relay đóng.
+ Khi tín hiệu VIN ở mức cao, Led opto không sáng, relay mở.
=> Qua hai trường hợp ta kết luận khi jumper nối với nguồn thì mạch kích mức cao, khi jumper nối với GND thì mạch kích mức thấp. Vi điều khiển được cách ly hoàn toàn về điện, thay vào đó dùng opto để điều khiển bằng quang học.
3. Mạch relay bán dẫn
Mạch relay bán dẫn có ưu điểm so với relay điện từ là hoạt động không tiếng ồn, có mạch dập hồ quang và đặc biệt là đóng cắt với tần số cao, dãy công suất rộng.
Bên trong một module relay bán dẫn đơn giản sẽ có sơ đồ như hình bên dưới:
Sơ đồ nguyên lý mô đun relay bán dẫn
– Nguyên lý hoạt động của relay bán dẫn:
+ Ngõ vào của SSR dạng điện áp DC từ 3 – 32V, ngõ ra của SSR sẽ nối tiếp với tải và nguồn điện xoay chiều 220V.
+ Khi cấp nguồn điện vào ngõ của rơ le, Led của opto MOC3021 sáng nên kích dẫn triac của opto. Triac này dẫn nên có dòng điện chạy vào cực G của triac U2, triac U2 lúc đó sẽ như một công tắc đóng nên điện áp tải bằng với điện áp nguồn.
+ Ngược lại khi tín hiệu điều khiển ngõ vào ở mức thấp thì led không sáng, triac U2 không dẫn nên điện áp 2 đầu tải bằng 0.
+ Ta sử dụng tụ C1 nối tiếp với điện trở để giảm dòng và điện áp khi triac U2 đóng cắt tải có tính cảm. Điều này giúp bảo vệ Triac nhưng có nhược điểm là vẫn có dòng điện nhỏ chạy qua tải, qua R và C kể cả khi triac U2 mở.
Hướng dẫn sử dụng module relay
1. Cách sử dụng module relay điện từ
Nhiệm vụ chính của mô đun relay là chuyển từ tín hiệu điện áp thấp sang mạch có khả năng chịu tải lớn. Thiết kế của mô đun relay rất phù hợp cho vi điều khiển trong các ứng dụng điều khiển bật tắt các tải một chiều hoặc xoay chiều điện áp cao, dòng lớn.
Ví dụ dưới đây chúng ta sẽ sử dụng một loại vi điều khiển rất thông dụng tại Việt Nam hiện tại là Arduino UNO. Dùng Arduino để điều khiển bóng đèn 220V bật, tắt luân phiên thông qua mô đun relay.
Sơ đồ đấu dây sử dụng mô đun relay và Arduino
Mạch sử dụng chân 10 của Arduino nối với chân IN của mô dun relay. Dùng nguồn ra 5V của Arduino để cấp nguồn cho mô đun.
Chương trình trên Arduino điều khiển bóng đèn 220V sáng 1s và sau đó tắt 1s, hết chu kỳ thì lặp lại.
int relay = 10; // Khai báo chân điều khiển relay, kích mức thấp
void setup ()
{
pinMode (relay, OUTPUT); // Định nghĩa chân relay là chân ngõ ra của arduino
}
void loop ()
{
digitalWrite (relay, LOW); // Chân IN của relay ở mức cao, relay đóng, đèn sáng.
delay (1000); // Thời gian chờ 1s
digitalWrite (relay, HIGH); //Chân IN của relay ở mức cao, relay mở, đèn tắt
delay (1000); // Thời gian chờ 1s
}
Tham khảo video ứng dụng đơn giản của module rơ le 5V và 12V
2. Sử dụng module relay bán dẫn 3v – 32V DC
Mạch điện mô dun relay bán dẫn rất đơn giản, khi có nguồn điện xuất hiện ở ngõ vào thì ngõ ra relay sẽ đóng. Việc điều khiển SSR có thể sử dụng công tắc, nút nhấn, vi điều khiển hay các bộ điều khiển nhiệt …
Ứng dụng dưới đây sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ TC303 để giám sát và điều khiển nhiệt độ. Bộ điều khiển TC303 sẽ được cài đặt khi nhiệt độ từ RTD thấp hơn nhiệt độ đặt thì sẽ bật ngõ ra SSR (12V DC) kích dẫn relay bán dẫn, qua đó cấp nguồn cho điện trở nhiệt nóng lên.
Mạch sử dụng mô đun relay bán dẫn điều khiển nhiệt độ
Ưu điểm của mạch relay bán dẫn so với relay điện từ trong trường hợp này là hoạt động không tiếng ồn, khi bộ điều khiển sử dụng chế độ PID thì việc đóng ngắt xảy ra liên tục mà relay điện từ không thể đáp ứng được.
>>> Xem thêm:
2 mạch điều khiển đảo chiều động cơ sử dụng relay
2 mạch bảo vệ mất pha sử dụng relay trung gian
Trên đây là bài viết chi tiết về mô đun relay của Mytranshop.com nếu có sai sót hoặc thắc mắc vui lòng để lại bình luận bên dưới.