Relaismodul mit Verzögerung, HCW-M421, einstellbare Zeit, Display, 6–30 V

Das Zeitverzögerungsrelais-Modul HCW-M421 ist eine kompakte Platine, mit der ein externer Verbraucher nach einer einstellbaren Zeit ein- oder ausgeschaltet werden kann, entweder bei einem einzelnen Befehl oder in wiederholten Ein- und Ausschaltzyklen. Es ist nützlich in Automatisierungsprojekten mit Arduino, bei denen der Mikrocontroller nur ein kurzes Auslösesignal senden muss, während die restliche Zeitsteuerung unabhängig vom Modul verwaltet wird, ohne Ressourcen des Entwicklungsboards zu beanspruchen.

Funktionsweise:

Das Modul empfängt am Pin IN ein High-Level-Signal zwischen 3 und 24 V, das über einen Optokoppler geleitet wird, der den Eingang galvanisch vom Rest der Schaltung trennt. Der Mikrocontroller auf der Platine erkennt die Signalflanke, startet einen internen Zähler und steuert das Relais entsprechend dem gewählten Betriebsmodus unter P1.1, P1.2, P1.3, P2, P3.1, P3.2 und P4. Jeder Modus verwendet die Parameter OP (Dauer, in der das Relais aktiv bleibt), CL (Dauer, in der es zwischen den Zyklen inaktiv bleibt) und LOP (Anzahl der Wiederholungszyklen), die direkt auf dem Modul mit den Tasten STOP, SET, UP und DOWN eingestellt werden. Im Test dieses Tutorials verwenden wir den Modus P1.1, bei dem ein einzelner Auslöseimpuls am IN das Relais genau für die eingestellte Dauer OP aktiviert, wonach es sich automatisch deaktiviert, unabhängig davon, wie lange das empfangene Signal dauert.

Was du brauchst:

• 1 x Zeitverzögerungsrelais-Modul, HCW-M421, einstellbare Zeit, Display, 6-30V
• 1 x Entwicklungsboard Uno R3 mit WLAN ESP8266, kompatibel mit Arduino
• 1 x Netzteil 9V für das Modul
• 1 x 40 Dupont-Kabel 10cm, Stecker-Buchse
• 1 x Breadboard 830 Punkte MB-102

Anschluss:

Das Modul HCW-M421 wird nicht vom Arduino mit Strom versorgt, es benötigt eine separate Spannungsquelle von 6 - 30 VDC am Schraubklemmen-Anschluss oder 5 VDC über den MicroUSB-Port. Der Arduino Uno wird nur verwendet, um das Auslösesignal am Pin IN zu senden, wobei die Masse des Arduino mit dem Pin G des Moduls verbunden wird, um eine gemeinsame Referenz zu haben. Wenn du anschließend am Ausgang des Relais einen mit 220 VAC versorgten Verbraucher anschließt, arbeite nur mit diesem Verbraucher im ausgesteckten Zustand, da die Kontakte NO, COM und NC des Relais gefährliche Berührungsspannungen schalten können.

Der Code:

Das untenstehende Programm sendet regelmäßig einen kurzen Impuls am Pin D7, der mit dem Eingang IN des Moduls verbunden ist, und zeigt jeden gesendeten Impuls auf dem seriellen Monitor an.

// HCW-M421 Timer Relay Trigger Demo
// Sends periodic HIGH pulses to the module IN pin to start one timing cycle
// Use together with the module set to mode P1.1 for a simple delay ON test
const int TRIGGER_PIN = 7;                     // Digital pin connected to module IN pin
const unsigned long PULSE_DURATION_MS = 200;   // Length of the trigger pulse in milliseconds
const unsigned long CYCLE_INTERVAL_MS = 10000; // Time between two trigger pulses in milliseconds
unsigned long lastTriggerTime = 0;
unsigned long pulseCount = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(TRIGGER_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(TRIGGER_PIN, LOW);
  Serial.println("HCW-M421 trigger demo started");
}
void loop() {
  unsigned long now = millis();
  if (now - lastTriggerTime >= CYCLE_INTERVAL_MS) {
    lastTriggerTime = now;
    pulseCount++;
    // Send a short HIGH pulse on the trigger pin
    digitalWrite(TRIGGER_PIN, HIGH);
    delay(PULSE_DURATION_MS);
    digitalWrite(TRIGGER_PIN, LOW);
    Serial.print("Trigger pulse #");
    Serial.print(pulseCount);
    Serial.println(" sent to HCW-M421 IN pin");
  }
}

Wie der Code funktioniert:

Am Anfang des Programms werden TRIGGER_PIN als der digitale Pin, der mit IN verbunden ist, PULSE_DURATION_MS als die Dauer des gesendeten Impulses und CYCLE_INTERVAL_MS als das Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Auslösungen definiert. In der Funktion setup wird die serielle Kommunikation mit 9600 Baud initialisiert, TRIGGER_PIN als Ausgang konfiguriert und eine Startmeldung auf dem seriellen Monitor angezeigt.

In der Funktion loop wird die aktuelle Zeit mit millis gelesen und mit lastTriggerTime verglichen, wobei CYCLE_INTERVAL_MS verwendet wird, um zu entscheiden, wann ein neuer Impuls gesendet werden muss, ohne den Rest des Programms mit einem langen delay zu blockieren. Wenn das Intervall vergangen ist, wird pulseCount erhöht, der Pin TRIGGER_PIN wird für die Dauer PULSE_DURATION_MS auf HIGH gesetzt und kehrt dann auf LOW zurück, und auf dem seriellen Monitor wird die Nummer des an das Modul HCW-M421 gesendeten Impulses angezeigt.

Ergebnis:

Öffne den seriellen Monitor bei 9600 Baud, nachdem du das Programm hochgeladen hast. Alle 10 Sekunden solltest du das Klicken des Relais auf dem Modul hören, und auf dem seriellen Monitor sollte eine Meldung mit der Nummer des gesendeten Impulses erscheinen.

HCW-M421 trigger demo started
Trigger pulse #1 sent to HCW-M421 IN pin
Trigger pulse #2 sent to HCW-M421 IN pin
Trigger pulse #3 sent to HCW-M421 IN pin
Trigger pulse #4 sent to HCW-M421 IN pin
Trigger pulse #5 sent to HCW-M421 IN pin
Trigger pulse #6 sent to HCW-M421 IN pin

Häufige Probleme:

Es ist kein Klicken am Relais zu hören, obwohl auf dem seriellen Monitor die Meldungen über gesendete Impulse erscheinen. Überprüfe, ob das Modul korrekt mit 6 - 30 VDC oder 5 VDC über MicroUSB versorgt wird, denn ohne diese separate Spannungsversorgung funktioniert der Prozessor des Moduls nicht, unabhängig vom am IN empfangenen Signal.

Das Relais wird einmal aktiviert und reagiert danach nicht mehr auf die folgenden Impulse. Überprüfe den auf dem Display ausgewählten Betriebsmodus, die Modi P1.2 und P1.3 behandeln ein während OP neu auftretendes Signal anders als P1.1, und wenn versehentlich der Modus P4 eingestellt geblieben ist, folgt das Relais direkt dem Zustand des Signals und nicht einem kurzen Impuls.

Das Display des Moduls bleibt dunkel, obwohl das Modul anscheinend mit Strom versorgt wird. Überprüfe, ob der Modus C-P aktiviert wurde, bei dem sich das Display nach 5 Minuten Inaktivität automatisch ausschaltet, eine normale Situation, die sich ändert, indem man STOP 2 Sekunden lang gedrückt hält, um zum Modus O-d zurückzukehren.

Die Impulse scheinen vom Arduino gesendet zu werden, aber das Modul reagiert überhaupt nicht. Überprüfe die gemeinsame Masseverbindung zwischen GND Arduino und dem Pin G des Moduls, ein High-Level-Signal ohne gemeinsame Masse mit der Quelle des Moduls wird vom optoisolierten Eingang nicht korrekt erkannt.

Die vom Relais gemessene Zeit entspricht nicht der erwarteten. Überprüfe die Position des Dezimalpunkts, die während der Einstellung angezeigt wird, da dieselbe Zahl je nach Position des Punktes Sekunden oder Minuten darstellen kann, wie es in der Einstellungsanleitung der Parameter OP und CL beschrieben ist.

Einschränkungen und Tipps:

Das Modul verzögert Intervalle zwischen 0.1 Sekunden und 999 Minuten, mit einer Auflösung von 0.1 Sekunden bei kurzen Intervallen, was für die meisten Haus- oder Laborautomatisierungsanwendungen ausreicht, jedoch nicht für Verzögerungen im Millisekundenbereich. Die Kontakte des Relais können DC- oder AC-Lasten schalten, wobei Strom und Spannung innerhalb der in den Spezifikationen des Moduls angegebenen Grenzen bleiben müssen, und der 220 VAC-Teil darf nur verkabelt werden, wenn die Last ausgesteckt ist. Für komplexere Projekte kann dasselbe Auslöseprinzip erweitert werden, indem mehrere Module HCW-M421 verwendet werden, die von verschiedenen digitalen Pins derselben Arduino-Platine gesteuert werden, jedes mit seinem eigenen Zeitsteuerungsprogramm.