從單個(gè)Arduino輸出引腳控制多個(gè)繼電器或其他執(zhí)行器

描述

該項(xiàng)目是關(guān)于從單個(gè) Arduino 輸出引腳控制多個(gè)繼電器或其他執(zhí)行器。

此解決方案可用于可用 Arduino 輸出引腳數(shù)量不足且需要從單個(gè)輸出引腳并行控制更多執(zhí)行器（例如繼電器）的典型情況。

工作原理基于使用多個(gè) NeoPixels 的 LED 燈條（帶有 WS2812B 控制器芯片的 SMD5050 LED）。每個(gè)像素都與一個(gè) LDR（光敏電阻）組合在一起，從而創(chuàng)建了一個(gè) DIY 光耦合器（任意數(shù)量，僅受 LED 燈條長(zhǎng)度限制，例如 300 個(gè)像素，可用 5V 電源）。通過(guò)這種方式，創(chuàng)建了串行到并行的轉(zhuǎn)換（從 1 到多個(gè)）

每個(gè)單獨(dú)的 LED 都從一個(gè)相同的 Arduino 輸出引腳尋址。每個(gè) LDR（與一個(gè) 27kOhm 電阻串聯(lián)）都連接到一個(gè) 5V 繼電器。通過(guò)這種方式，可以使用 Adafruit NeoPixel 庫(kù)從 1 個(gè) Arduino 輸出 PIN 控制許多 NeoPixel/LDR 組合。除了繼電器之外，還可以連接其他執(zhí)行器設(shè)備，使用 LDR 作為任何電路的輸入。

對(duì)于這個(gè)作為更大計(jì)劃的一部分的項(xiàng)目，使用了 ESP32（NodeMCU）；但是，普通的 Arduino Uno（或幾乎任何其他型號(hào)）都可以完成這項(xiàng)工作。

第 1 步：制作 NeoPixel 光耦合器

DIY光耦由以下材料制成：

• 一條由 10 個(gè) WS2812 LED 組成的 LED 燈帶（從較長(zhǎng)的燈帶上切下），項(xiàng)目中實(shí)際使用了 4 個(gè)
• 一塊深灰色的泡沫
• 一條面包板
• 黑鴨帶

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光電耦合器的原材料

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紙上的印刷品用作在泡沫上打孔的模板

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注意：點(diǎn)的間距等于 LED 的間距。

將每個(gè)單獨(dú) LED 的光與其他 LED 的光分開(kāi)以避免“光串?dāng)_”非常重要。事實(shí)證明，在實(shí)踐中這幾乎是不可能的，因此每個(gè) LED 在“開(kāi)”狀態(tài)下發(fā)出的光量已在軟件中設(shè)置為低水平。

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將所有東西放在一起并連接電線后的結(jié)果

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使用的 LED 燈條長(zhǎng) 10 個(gè) LED，但在此項(xiàng)目中僅使用 4 個(gè)像素與 4 個(gè) LDR 組合（保持簡(jiǎn)單）

第 2 步：電子設(shè)置

在面包板設(shè)置中，我使用了 ESP32s (NodeMCU)，但是任何 Arduino 都可以完成這項(xiàng)工作。

電路圖（用Fritzing制作）如下：

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設(shè)置的Fritzing圖

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在實(shí)踐中，這看起來(lái)如下：

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實(shí)用的面包板實(shí)現(xiàn)

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如您所見(jiàn)，只有 1 個(gè)輸出引腳用于控制 4 個(gè)并聯(lián)繼電器。這個(gè)數(shù)字可以高達(dá)300！（在 5 m 長(zhǎng)的條帶中提供盡可能多的 LED）。

ESP32 設(shè)備在 3.3 V 電壓下工作（板載 3.3V 穩(wěn)壓器），而帶有 5050 個(gè) LED 的 LED 燈條在 5 V 上運(yùn)行。ESP32 由 5 V 電源供電（通過(guò) USB 端口從 5V 適配器或 5V移動(dòng)電源）。NeoPixel LED 直接從 ESP32 的 5 伏引腳獲得 5V 電源，使用的繼電器也是 5V 類(lèi)型。

在此示例中，使用 4 個(gè)光耦合器電路來(lái)控制 4 個(gè)繼電器，每個(gè)繼電器連接到一個(gè) 230V 燈。

使用的輸出引腳是 GPIO PIN 21，繼電器通過(guò)像素編號(hào) 1、2、3、4 控制。

第 3 步：制作軟件

Arduino Sketch 中的循環(huán)功能很簡(jiǎn)單，由許多“for”循環(huán)組成，通過(guò)控制每個(gè)繼電器來(lái)顯示開(kāi)關(guān)燈的不同模式。

為了控制特定的繼電器，從循環(huán)代碼中調(diào)用以下函數(shù):

void ControlRelais (int RelaisNo, bool RelaisState)  {
   strip.setPixelColor(RelaisNo, RelaisState*15, RelaisState*15, RelaisState*15);      // turn on/off the LED that belongs to RelaisNo
   strip.show();
   Serial.print(" RelaisNo "); Serial.print(RelaisNo); Serial.print(" = "); Serial.println(RelaisState);
   }

事實(shí)上，這個(gè)功能所做的就是打開(kāi)特定的 LED 或關(guān)閉。

LED 地址對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的繼電器編號(hào)。LED 以低亮度點(diǎn)亮，剛好足以通過(guò) LDR 觸發(fā)繼電器，從而避免光污染（也稱(chēng)為“光串?dāng)_”）。

所有努力的結(jié)果和特定的草圖顯示在以下電影中：

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