Moduł Arduino z przekaźnikiem i transoptorem

W tej rubryce przedstawiane są odpowiedzi na wybrane pytania dotyczące elektroniki, zawarte w komentarzach do postów i filmów, nadsyłanych przez Patronów i Mecenasów oraz innych Czytelników za pomocą kanałów podanych na stronie: Zapytaj, odpowiedz.

Szanowny Panie Piotrze!
W serwisie Aliexpress dostępny jest moduł przekaźnika z transoptorem [pokazany również na fotografii powyżej]. Kiedyś zakupiłem podobny i bardzo pozytywnie zaskoczyła mnie jakość wykonania tego wyjątkowo taniego produktu. Jednak mam pewne wątpliwości co do zastosowanego tu transoptora, który zazwyczaj używany jest dla uzyskania separacji galwanicznej. Tutaj to przekaźnik zapewnia oddzielenie części pracującej z napięciem sieciowym od części niskonapięciowej, a transoptor wydaje mi się tu całkowicie zbędny. Czy rzeczywiście zamontowano go jedynie dla lepszego samopoczucia osoby kupującej ten „moduł z transoptorem”, czy też jego użycie jest w jakiś sposób uzasadnione?
Pozdrawiam, Marian Gabrowski

Bezpośrednia odpowiedź jest bardzo prosta. Jednak bliższe zbadanie tej na pozór banalnej kwestii, przynosi szereg niespodzianek. Ten artykuł jest dla bardziej zaawansowanych, a podstawy są omówione w artykule Arduino i Raspberry – sterowanie przekaźnikami.

Sens stosowania i transoptora, i przekaźnika

Transoptor, czyli element zawierający w jednej obudowie fotoelement, najczęściej fototranzystor, oraz oświetlającą go, z reguły podczerwoną, diodę świecącą, generalnie ma za zadanie zapewnić izolację galwaniczną między obwodami wejściowym i wyjściowym. Stosowany jest ze względów bezpieczeństwa. Jego wykorzystanie w większości przypadków wynika z przepisów bezpieczeństwa, dotyczących różnych rodzajów sprzętu.

Transoptor zastosowany w module z linku, pokazanym powyżej na fotografii wstępnej mógłby zapewnić dobrą izolację galwaniczną i bezpieczeństwo, ale jej nie zapewnia, bo nie taka jest jego rola. O tym dalej w artykule.

Podobnie przekaźnik też jest elementem, który może zapewnić oddzielenie galwaniczne obwodu sterującego (cewki) od styków wyjściowych.

Dlaczego zastosowano dwa takie elementy?

Znalezienie odpowiedzi nie jest łatwe, dlatego że po pierwsze na rynku jest sporo podobnych modułów, które mają różne schematy, a po drugie dlatego, że trudno znaleźć lub odtworzyć te schematy.

W przypadku modelu, o którym pisał Autor pytania, zagadka jest stosunkowo prosta, a kluczem jest fotografia 1 (Aliexpress). Otóż widzimy na niej, że wykorzystany jest transoptor typu EL814.

A jest to moduł, gdzie za pomocą zworki (jumpera) można wybrać stan aktywny sygnału sterującego. Przekaźnik może zostać załączony albo po podaniu sygnału wysokiego (+3,3 V lub więcej), albo po zwarciu wejścia IN1 do masy, co zależy od ustawienia zworki na trzypunktowym złączu goldpinowym. I właśnie transoptor EL814 realizuje to w bardzo prosty sposób. Rysunek 2 pokazuje znaleziony gdzieś w odmętach Internetu przypuszczalny schemat.

Rysunek 2

Co prawda oznaczenie transoptora U1 jest inne (PS2705), ale podstawą jest obecność w nim dwóch diod LED. To tak zwany transoptor w wejściem AC, który reaguje przy dowolnej biegunowości napięcia i prądu wejściowego. Taki transoptor w prosty sposób pozwala zrealizować wybór sterowania: stanem niskim albo wysokim na wejściu IN1. Potwierdza to karta katalogowa EL814 i rysunek 3, pokazujący jej fragmenty. Karty katalogowe EL814 i odmian pokrewnych możesz ściągnąć z oferty TME wpisując w wyszukiwarkę symbol elementu.

Wyjaśniliśmy sens użycia transoptora w wersji pokazanej na fotografii tytułowej. Jednak na rynku są też inne odmiany podobnych modułów z transoptorem i przekaźnikiem.

Inne podobne moduły

Fotografia 4 pokazuje podobny moduł z czterema przekaźnikami. Po prawej stronie widać zielony jumper na dwóch goldpinach, ale w tym przypadku nie służy on do zmiany poziomu czynnego.

Rysunek 5 pokazuje schemat jednego kanału, w tym u góry (J5) widać te dwa goldpiny oznaczone VCC oraz JD-VCC. VCC to systemowe napięcie zasilania (5 V albo 3,3 V), natomiast tranzystor Q1 i przekaźnik mogą być zasilane z innego źródła, innym napięciem, niekoniecznie 5 V.

Czy już widzisz problem, a może nawet błąd?

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze majowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 5/2023). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełna wersja czasopisma umieszczona jest na moim profilu Patronite i dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 10 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 5/2023 znajduje się tutaj.

 

Piotr Górecki

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) moimi stałymi Patronami, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając mi kawę” (Cappuccino = 10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać:
– jeśli jeden numer ZE – CAPPUCINO (10 zł),
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery mam wysłać na podany adres e-mailowy.