Các GPIO của board ESP32-DevKitC nhận tín hiệu sẽ điều khiển kích hoạt các Relay hoạt động, từ đó điều khiển các thiết bị điện.
Chọn Relay 5V, chỉ cần cung cấp nguồn 5VDC và dòng khoảng 80mA cho Relay là các tiếp điểm có thể đóng ngắt khi được kích. Bên cạnh đó, dòng điện tối đa mà Relay có thể chịu được là 10A, nên đảm bảo dòng của các thiết bị điện khi chạy qua các tiếp điểm của Relay sẽ an toàn.
Hình 3.5. Relay 5V-10A
Relay có 3 tiếp điểm đóng ngắt NO (thường mở), NC (thường đóng) và chân COM, ở trạng thái bình thường khi chưa được kích chân COM sẽ nối với NC, khi kích chân COM chuyển sang nối với NO, NC mất kết nối. Đồng thời có 2 chân nguồn DC để cấp nguồn cho Relay hoạt động.
❖Thông số kỹ thuật
Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật Relay
Model SRD-05VDC
Điện áp kích hoạt 5VDC
Dòng tiêu thụ 80mA
Dòng AC tối đa 10A-250/125VAC
Dòng DC tối đa 10A-30/28VDC
Số chân 5
Nhiệt độ làm việc -25℃ ~ +70℃
Thiết kế
Sử dụng transistor đóng ngắt loại NPN C1815, đồng thời ở giữa hai đầu cuộn dây mỗi Relay gắn thêm 1 diode loại 1N4007 để tránh điện áp ngược dòng (tối đa 1000V).
Ngoài ra, để đảm bảo an toàn, sử dụng Opto PC817 (cách ly quang). Cấu tạo bao gồm 1 bộ phát quang (diode phát quang) và 1 cảm biến quang (photo transistor), mục đích để cách ly giữa mạch điều khiển điện áp thấp với ngõ ra công suất có điện áp cao. Khi có sự cố như cháy, chập mạch, ... ở tầng công suất cũng không ảnh hưởng đến tầng điều khiển.
Hình 3.6. Diode 1N4007, Opto PC817 và transistor C1815
Tính toán
Điện trở R1 để cho Led trong Opto hoạt động ổn định:
Vin
Iled = 5V− 1.3V
10mA ≈ 370Ω (3.1) Chọn R1 = 390Ω
Điện trở R2 cho transistor Q1: - Dòng điện tối thiểu qua cuộn dây:
ICUỘN DÂY = Ucuộn dây
Rcuộn dây = 5V 70≈ 70 mA (3.2) - Transistor Q: IC = ICUỘN DÂY = 70 mA Chọn Hfe = 60 IB = Ic Hfe = 70mA 60 = 1.17 mA (3.3) R2 =V−0.7 IB = 5−0.7 1.17 ≈ 3.7KΩ (3.4) Chọn R2 = 3.9KΩ
Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý khối công suất ngõ ra