模組介紹 : faya繼電器插座模組

學習目標 : 認識faya繼電器插座模組的功能及使用方式
學習時間 :  25min
示範模組 : (1) faya brickNano
                   (2) faya繼電器模組
                   (3) faya搖頭開關模組
工具 : (1) 樂高積木底板 (相容)

====================功能介紹====================
faya繼電器插座模組內建了一個繼電器，透過Arduino的數位訊號，就能控制插在電源座上的交流電器(110/220V)的開關狀態。

模組圖如下所示，分為三個部分:

(1) 模組左方為輸入埠RY，用來接收控制器的訊號 (HIGH/LOW)
(2) 模組右方為萬用插座，將受控電器的電源線插在此插座上
(3) 模組後方為一條電源線，插在牆壁市電插座上

• 當接收端RY埠收到HIGH訊號時，繼電器導通，AC電源供電至插座上的電器
• 當接收端RY埠收到LOW訊號時，繼電器斷路，AC電源停止供電

 

====================原理知識====================
以下解釋提供給有需要知道背後原理的人，首先看一下電路圖:

這個模組利用一個電晶體接受MCU的訊號，當輸入為HIGH時，電晶體Q1導通，Q1集極為LOW，D2燈會亮起，集極上方的5V電壓則會推動繼電器，導通AC電源，讓AC電源傳送至電器，這邊注意到由接到牆壁上的電源和電器的電源要一致，也就是當電器電源為110V時，連接到牆壁的電源也要110V，就和一般家電的連法一樣。

 ====================範例實作====================
了解模組功能(原理)後，我們用以下範例來展示模組的功能:

目標:
(1)當搖頭開關撥到S0位置時(ON)，啟動電風扇
(2)當搖頭開關撥到S1位置時(OFF)，關閉電風扇

製作插座底板:
本模組由於會接觸到110/200V的AC電源，模組出廠前已預先用熱溶膠在接觸交流電電路的部分上膠隔離隔離，但為了安全起見，在接線前，我們還是先用隨附的積木將模組背面的電路和外界隔離，免除碰到電源電路的機會。首先利用兩片8x6平板積木和三片2x6平板積木，完成如下的結構。

接著將模組四個角落疊上三層積木柱子，上方再用積木蓋子扣上固定，完成後，我們除非刻意把手伸進去，不然不會有機會接觸到交流電源電路。

接線:
(1) 電源線連接
     如下圖所示，連接的說明請看這篇文章 或簡易版

 (2) 訊號線連接
      Arduino_2  ===>  搖頭開關_S0
      Arduino_3  ===>  搖頭開關_S1

       Arduino_13  ===>  繼電器插座_RY

範例程式:

	// 2018/11/23
	// Faya-Nugget 範例程式 (relay_outlet_1.ino)
	// 單元: 模組介紹-faya繼電器插座模組
	// 網址: https://fayalab.blogspot.com/2018/11/relay-outlet.html
	// 目標: (1)當搖頭開關撥到S0位置時(ON)，啟動電風扇
	// (2)當搖頭開關撥到S1位置時(OFF)，關閉電風扇
	// 連線 : Arduino ==> faya 模組
	// D2 ==> S0 (搖頭開關模組)
	// D3 ==> S1 (搖頭開關模組)
	// D13 ==> RY (繼電器插座模組)
	#define SW_S0_ON 2
	#define SW_S1_OFF 3
	#define toRelay 13
	void setup() {
	pinMode(SW_S0_ON, INPUT); // 設定D2為輸入腳位
	pinMode(SW_S1_OFF, INPUT); // 設定D3為輸入腳位
	pinMode(toRelay, OUTPUT); // 設定D13為輸出腳位
	}
	void loop() {
	if (digitalRead(SW_S0_ON) == HIGH) //當偵測到搖頭開關在位置S0時
	{
	digitalWrite(13, HIGH); // 輸出HIGH至繼電器
	}
	if (digitalRead(SW_S1_OFF) == HIGH) //當偵測到搖頭開關在位置S0時
	{
	digitalWrite(13, LOW); // 輸出LOW至繼電器
	}
	}

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備注:
- L23/27 : 搖頭開關所在的位置會輸出HIGH，所以我們條件都用HIGH來判斷。

範例結果:

討論:

由影片中可以觀察到我們順利的用搖頭開關控制電風扇的狀態，乍看之下大家會想說為何要多此一舉? 何不直接用電風扇的開關控制就好了? 一點都沒錯，但是如果們我個加入了Arduino介面，就有機會加入定時器的功能，讓電器在設定的時間自動開機/關機，也可以在控制端加入藍芽模組，利用手機進行遠端遙控，類似智慧插座的功能，我們未來會用此範例開發一創意組合產品。

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