Modulo relè con ritardo, HCW-M421, tempo regolabile, display, 6-30V

Il modulo relè con ritardo HCW-M421 è una scheda compatta usata per accendere o spegnere un consumatore esterno dopo un tempo regolabile, sia con un singolo comando, sia in cicli ripetuti di accensione e spegnimento. È utile nei progetti di automazione con Arduino, dove il microcontrollore deve solo inviare un breve segnale di attivazione, mentre tutta la temporizzazione viene gestita in modo autonomo dal modulo, senza occupare risorse della scheda di sviluppo.

Come funziona:

Il modulo riceve sul pin IN un segnale di tipo High Level, tra 3 e 24 V, fatto passare attraverso un optoisolatore che separa elettricamente l'ingresso dal resto del circuito. Il microcontrollore presente sulla scheda rileva il fronte del segnale, avvia un contatore interno e comanda il relè secondo la modalità di funzionamento scelta tra P1.1, P1.2, P1.3, P2, P3.1, P3.2 e P4. Ogni modalità utilizza i parametri OP (durata per cui il relè resta attivo), CL (durata per cui resta inattivo tra i cicli) e LOP (numero di cicli ripetuti), impostati direttamente sul modulo tramite i tasti STOP, SET, UP e DOWN. Nel test di questo tutorial utilizziamo la modalità P1.1, in cui un singolo impulso di attivazione su IN attiva il relè esattamente per la durata OP impostata, dopodiché questo si disattiva automaticamente, indipendentemente dalla durata del segnale ricevuto.

Cosa ti serve:

• 1 x Modulo relè con ritardo, HCW-M421, tempo regolabile, display, 6-30V
• 1 x Scheda di sviluppo Uno R3 con Wifi ESP8266, compatibile Arduino
• 1 x Alimentatore 9V per il modulo
• 1 x 40 fili Dupont 10cm, Maschio-Femmina
• 1 x Breadboard 830 punti MB-102

Collegamento:

Il modulo HCW-M421 non si alimenta da Arduino, ha bisogno di un'alimentazione separata di 6 - 30 VDC sul connettore a vite oppure di 5 VDC tramite la porta MicroUSB. Arduino Uno viene usato solo per inviare il segnale di attivazione sul pin IN, collegando la massa di Arduino al pin G del modulo per avere un riferimento comune. Se successivamente collegate all'uscita del relè un consumatore alimentato a 220 VAC, lavorate solo con quel consumatore staccato dalla presa, poiché i contatti NO, COM e NC del relè possono comandare tensioni pericolose al contatto.

Il codice:

Il programma qui sotto invia periodicamente un breve impulso sul pin D7, collegato all'ingresso IN del modulo, e visualizza sul monitor seriale ogni impulso inviato.

// 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");
  }
}

Come funziona il codice:

All'inizio del programma si definiscono TRIGGER_PIN come il pin digitale collegato a IN, PULSE_DURATION_MS come la durata dell'impulso inviato e CYCLE_INTERVAL_MS come l'intervallo tra due attivazioni successive. Nella funzione setup si inizializza la comunicazione seriale a 9600 baud, si configura TRIGGER_PIN come uscita e si visualizza un messaggio di avvio sul monitor seriale.

Nella funzione loop si legge il tempo corrente con millis e lo si confronta con lastTriggerTime, utilizzando CYCLE_INTERVAL_MS per decidere quando deve essere inviato un nuovo impulso, senza bloccare il resto del programma con un delay lungo. Quando l'intervallo è trascorso, pulseCount viene incrementato, il pin TRIGGER_PIN viene portato in HIGH per la durata PULSE_DURATION_MS e poi torna in LOW, mentre sul monitor seriale viene visualizzato il numero dell'impulso inviato al modulo HCW-M421.

Risultato:

Aprite il monitor seriale a 9600 baud, dopo aver caricato il programma. Ogni 10 secondi dovreste sentire il click del relè sul modulo, mentre sul monitor seriale appare un messaggio con il numero dell'impulso inviato.

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

Problemi frequenti:

Non si sente alcun click dal relè, anche se sul monitor seriale appaiono i messaggi di impulso inviato. Verificate che il modulo sia alimentato correttamente a 6 - 30 VDC oppure 5 VDC tramite MicroUSB, poiché senza questa alimentazione separata il processore del modulo non funziona, indipendentemente dal segnale ricevuto su IN.

Il relè si attiva una sola volta e poi non risponde più agli impulsi successivi. Verificate la modalità di funzionamento selezionata sul display, le modalità P1.2 e P1.3 trattano diversamente un nuovo segnale apparso durante OP rispetto a P1.1, e se è rimasta impostata accidentalmente la modalità P4, il relè segue direttamente lo stato del segnale, non un impulso breve.

Il display del modulo rimane spento anche se il modulo sembra alimentato. Verificate se è stata attivata la modalità C-P, in cui il display si spegne automaticamente dopo 5 minuti di inattività, situazione normale che si risolve tenendo premuto STOP per 2 secondi per tornare alla modalità O-d.

Gli impulsi sembrano inviati da Arduino, ma il modulo non reagisce affatto. Verificate il collegamento comune di massa tra GND di Arduino e il pin G del modulo, un segnale High Level senza massa comune con l'alimentazione del modulo non viene riconosciuto correttamente dall'ingresso optoisolato.

Il tempo misurato dal relè non corrisponde a quello atteso. Verificate la posizione del punto decimale visualizzata durante l'impostazione, poiché lo stesso numero può rappresentare secondi o minuti a seconda della posizione del punto, come descritto nella modalità di impostazione dei parametri OP e CL.

Limiti e consigli:

Il modulo temporizza intervalli tra 0.1 secondi e 999 minuti, con risoluzione di 0.1 secondi sugli intervalli brevi, sufficiente per la maggior parte delle applicazioni di automazione domestica o di laboratorio, ma non per temporizzazioni dell'ordine dei millisecondi. I contatti del relè possono comandare carichi DC o AC, tuttavia la corrente e la tensione devono rimanere entro i limiti indicati nelle specifiche del modulo, e la parte a 220 VAC va cablata solo con il carico staccato dalla presa. Per progetti più complessi, lo stesso principio di attivazione può essere esteso utilizzando più moduli HCW-M421 comandati da pin digitali diversi della stessa scheda Arduino, ognuno con il proprio programma di temporizzazione.