5.3.4 继电器+水泵#

5.3.4.1 简介#

本教程将为您详细介绍5V继电器模块和水泵模块的使用方法和应用技巧。水泵模块是一种用于输送液体的设备,广泛应用于农业灌溉、水族箱管理和工业流体控制;5V继电器模块是一种电子开关设备,能够通过低电压控制高电压或大电流电路的通断。教程内容包括水泵模块和5V继电器模块的工作原理、引脚功能、电路连接方法以及如何通过微控制器(如ESP32)控制控制继电器的开关状态从而最终控制水泵的开关和运行状态。您将学习如何编写代码来实现继电器的自动控制水泵模块,并应用于各种场景,如农业灌溉、水族箱管理和工业流体控制。无论您是电子初学者还是有经验的开发者,本教程都将帮助您掌握5V继电器模块和水泵模块的应用,为您的项目增添高效的液体输送解决方案。

5.3.4.2 元件知识#

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水泵模块基于电机的工作原理,通过电机驱动叶轮或活塞运动,将液体从低压区域输送到高压区域。其核心是将电能转换为机械能,再转换为液体的动能,广泛应用于家用、农业、工业等领域。

⚠️ 注意:水泵跟电机一样是不能直接使用开发板的IO口进行驱动的,否则将可能会烧坏开发板。

水泵拆解图:

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继电器: 是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。下面是一个常用继电器的示意图:

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引脚名称及其描述:

  • V:电源正极,提供必要的电能。

  • G:电源负极,与正极共同构成电流回路。

  • S:控制信号,用于控制继电器的开关状态。

  • NO:常开接口,在无控制信号时处于断开状态,有信号时闭合。

  • COM:公共端接口,与常开、常闭接口相连,构成触点。

  • NC:常闭接口,在无控制信号时处于闭合状态,有信号时断开。

工作原理图:

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一个继电器拥有一个动触点以及两个静触点A和B。

当开关K断开时,继电器线路无电流通过,此时动触点与静触点B相接触,上半部分的电路导通。静触点B被称为常闭触点(NC)。常闭——NC(normal close)通常情况下是关合状态,即线圈未得电的情况下闭合的。

当开关K闭合时,继电器电路通过电流产生磁力,此时动触点与静触点A相接触,下半部分电路导通。静触点A被称为常开触点(NO)。常开——NO(normal open)通常情况下是断开状态,即线圈未得电的情况下断开的。

而动触点也被称为公共触点(COM)。

继电器简单来说就是一个开关,VCC表示电源正极、GND表示电源负极、S表示信号脚,COM表示公共接口,NC(normal close)表示常闭接口,NO(normal open)表示常开接口。

继电器能兼容多种单片机控制板,是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。它可以让单片机控制板驱动3A以下负载,如LED灯带、直流马达、微型水泵、电磁阀可插拔式接口设计,方便使用。

规格参数:

  • 供电电压:5V

  • 静态电流:2mA

  • 最高触点电压:250VAC/30VDC

  • 最大电流:10A

模块原理图:

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5.3.4.3 接线图#

  • 继电器模块的S引脚连接到io25;继电器的NO端,连接到ESP32主板上的3V3引脚

  • 水泵:

    • 红色线连接到继电器的COM端,如图所示

    • 黑色线连接到ESP32主板上的GND引脚,如图所示

⚠️ 特别注意:智慧农场已经组装好了,这里不需要把继电器模块和水泵拆下来又重新组装和接线,这里再次提供接线图,是为了方便您编写代码!

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5.3.4.4 实验代码#

代码文件在KidsBlock(Scratch)_代码文件夹中,代码文件为5_3_4_Water_Pump.sb3,如下图所示:

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单击 “文件” --> “从电脑中上传”,然后选择保存代码的路径,选中代码文件打开即可,如下图所示:

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认识代码块

① 这个代码块,表示当启动ESP32这块开发板时,将运行代码。

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② 向继电器指定引脚设置“高”或“低”,选择“高”代表给该引脚设置高电平,有电压,有电流,则继电器吸合;选择“低”代表给引脚设置低电平,没电压,没有电流,则继电器断开。

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③ 将程序的执行暂停一段时间,也就是延时。单位是秒。

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组合代码块

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5.3.4.5 实验结果#

按照接线图接好线,外接电源,选择好正确的开发板板型(ESP32 Dev Module)和 适当的串口端口(COMxx),然后单击按钮Img上传代码。上传代码成功后,则继电器控制水泵会进行一次抽水。

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通过这个项目,我们可以实现自动化的抽水泵控制,从而减少手动操作的时间和精力成本,提高生产效率。这种方法可以应用于多个领域,例如农业生产、水处理等。