Robotyka dla początkujących

2‑kanałowy moduł przekaźnika to wszechstronny i niezawodny element w arsenale każdego elektronika, konstruktora robotów i projektanta automatyki. Umożliwia sterowanie obciążeniami o dużym prądzie i napięciu – nawet do 10 A przy 250 VAC – za pomocą prostego sygnału z mikrokontrolera (Arduino, STM32, Raspberry Pi). Dzięki optoizolacji separuje obwód sterujący od wysokiego napięcia, minimalizując ryzyko uszkodzenia delikatnych układów logicznych.

Zawartość wpisu: [pokaż]

W tym przewodniku znajdziesz schemat podłączenia, specyfikację techniczną, praktyczne zastosowania i wskazówki bezpieczeństwa dla popularnych wariantów 5 V i 12 V dostępnych na polskim rynku.

Budowa i zasada działania 2‑kanałowego modułu przekaźnika

Moduł składa się z dwóch niezależnych przekaźników elektromagnetycznych (np. TONGLING JQC‑3FF‑S‑H), sterowanych przez tranzystory (BJT) i optoizolatory. Cewka przekaźnika (5 V lub 12 V) przyciąga ruchomy styk, przełączając obwód między pozycjami NO (normalnie otwarty), NC (normalnie zamknięty) i COM (wspólny). Najważniejsze cechy modułu to:

  • optoizolacja – galwanicznie oddziela sygnał IN1/IN2 od części mocy, chroniąc mikrokontroler przed przepięciami;
  • diody LED – sygnalizują stan każdego kanału, ułatwiając diagnostykę;
  • złącza – goldpin 2,54 mm (sterowanie) i śrubowe ARK 5 mm/3,5 mm (styki robocze) zapewniają pewne połączenia przewodów;
  • stan aktywny – zazwyczaj LOW (0 V na IN), w niektórych modelach wybierany zworką H/L;
  • pobór prądu – około 60 mA na kanał przy zasilaniu 5 V.

Wariant 5 V idealnie współpracuje z Arduino (zasilanie z pinu 5V), natomiast 12 V częściej stosuje się w aplikacjach przemysłowych i automotive.

Schemat podłączenia – krok po kroku

Podłączenie jest proste, ale wymaga zachowania poprawnej polaryzacji i zasad bezpieczeństwa. Poniżej opisano standardowy schemat dla modułu 5 V (dla 12 V procedura jest analogiczna, z odpowiednim zasilaniem). Pracując z napięciem sieciowym 230 V, zachowaj szczególną ostrożność.

1. Zasilanie modułu

Wykonaj następujące połączenia:

  • VCC/DC+ – podłącz do stabilnego źródła 5 V (np. pin 5V Arduino);
  • GND/DC‑ – połącz z masą (GND) mikrokontrolera;
  • uwaga – nie przekraczaj 5 V, aby uniknąć przegrzania cewek.

2. Sygnały sterujące

Podłącz wejścia i ustawienia w następujący sposób:

  • IN1 i IN2 – podłącz do pinów cyfrowych mikrokontrolera (np. D2 i D3 w Arduino);
  • aktywacja – ustaw pin na LOW (np. digitalWrite(pin, LOW)), aby załączyć przekaźnik i zapalić LED;
  • tryb H/L – w modułach ze zworką wybierz L, aby aktywować stanem LOW.

3. Styki robocze (wyjścia)

Każdy kanał ma złącze ARK z trzema pinami. Znaczenie styków jest następujące:

  • COM – wspólny styk obwodu przełączanego;
  • NO – łączy się z COM po aktywacji (typowo do włączania obciążenia);
  • NC – łączy się z COM w spoczynku (typowo do rozłączania po aktywacji).

Schemat podłączenia przykładowego obciążenia (żarówka 230 V AC)

Poniżej przykładowe połączenie dla kanału 1; dla kanału 2 postępuj analogicznie:

Kanał 1:
- COM → Faza (L) z sieci 230 V AC
- NO → Żarówka → Neutralny (N)
- GND mikrokontrolera nie łączy się z siecią AC!

Opis ideowy typowego modułu

Wejście IN1 steruje optoizolatorem, który włącza tranzystor T1. Ten zasila cewkę przekaźnika K1, przy czym dioda zabezpieczająca (flyback) gasi przepięcia indukowane przez cewkę. Styki robocze K1 (NO1‑COM1 oraz NC1‑COM1) wyprowadzone są na złącze ARK.

Tabela porównawcza wyprowadzeń dla popularnych modułów

Poniżej zestawienie różnic między wariantami 5 V i 12 V:

Wyprowadzenie Moduł 5 V Moduł 12 V Funkcja
VCC/DC+ 5 V 12 V Zasilanie cewek
GND/DC- Masa Masa Masa wspólna
IN1/IN2 Goldpin, LOW aktywny Goldpin, H/L zworka Sterowanie
COM/NO/NC ARK 5 mm ARK 5 mm Styki robocze

Montaż

Moduł ma otwory montażowe 3 mm – można go pewnie przykręcić do obudowy lub płyty montażowej.

Specyfikacja techniczna

Podstawowe parametry (dla 2‑kanałowego modułu 5 V)

Najważniejsze parametry użytkowe to:

  • napięcie zasilania – 5 V DC (cewka);
  • maksymalny prąd styków – 10 A;
  • maksymalne napięcie styków – 250 VAC / 30 VDC;
  • wymiary – około 50 × 41 mm lub 38 × 49 mm (w zależności od producenta);
  • zakres temperatur – od −40°C do +85°C (typowo).

Dla wariantów 12 V zmienia się jedynie napięcie cewki (12 V); sygnalizacja i wymiary zwykle pozostają zbliżone.

Ostrzeżenia bezpieczeństwa

Przed pracą z modułem i napięciem sieciowym zapoznaj się z kluczowymi zasadami:

  • brak wspólnej masy z siecią AC – nigdy nie łącz GND strony sterującej z przewodami 230 V;
  • ochrona różnicowoprądowa – stosuj wyłączniki RCD i bezpieczniki odpowiednie dla obciążenia;
  • charakter obciążenia – prąd 10 A dotyczy obciążeń rezystancyjnych; dla silników, transformatorów i pomp używaj styczników lub SSR odpowiedniej kategorii (np. AC‑3).

Przykłady zastosowań w robotyce i elektronice

1. Robotyka – sterowanie silnikami i oświetleniem

W robocie mobilnym kanał 1 może włączać zasilanie silnika (NO‑COM na 24 V DC), a kanał 2 sterować oświetleniem LED (np. NC‑COM dla stałego świecenia, rozłączanego w razie potrzeby).

Kod Arduino (przykład)

Przykładowy szkic demonstracyjny dla aktywacji stanem LOW:

int relay1 = 2; // IN1
int relay2 = 3; // IN2

void setup() {
pinMode(relay1, OUTPUT);
pinMode(relay2, OUTPUT);
digitalWrite(relay1, HIGH); // Wyłączony (LOW = aktywny)
digitalWrite(relay2, HIGH);
}

void loop() {
digitalWrite(relay1, LOW); // Włącz kanał 1
delay(5000);
digitalWrite(relay1, HIGH); // Wyłącz kanał 1
}

2. Automatyka domowa – sterownik oświetlenia

Integracja z ESP8266 NodeMCU: GPIO15 → IN1, GPIO13 → IN2. Sterowanie odbywa się zdalnie przez Wi‑Fi (HTTP/MQTT), a diody LED na module potwierdzają stan przekaźników.

3. Projekty IoT i Raspberry Pi – sterowanie bojlerem

Przykład: kanał 1 załącza bojler 230 V (np. 2 kW) przez styki NO‑COM, kanał 2 steruje wentylatorem wyciągowym. Pamiętaj o doborze przewodów i zabezpieczeń do mocy obciążenia.

4. Miniprojekty – uniwersalny moduł wykonawczy

Wejścia IN1/IN2 bywają aktywowane stanem niskim (LOW). Tranzystory sterujące T1/T2 oraz optoizolatory zapewniają poprawną pracę i ochronę układu logicznego; łatwo rozszerzysz funkcjonalność o opóźnienia, timery lub łączność bezprzewodową.

Rozwiązywanie problemów i wskazówki zaawansowane

Jeśli napotkasz problemy, sprawdź poniższe punkty:

  • przekaźnik nie załącza się – zweryfikuj poziom na IN (dla trybu LOW musi być 0 V), ustawienie zworki H/L oraz stabilność zasilania;
  • hałas styków – to normalne w przekaźnikach elektromagnetycznych; dla pracy bezgłośnej rozważ SSR;
  • współpraca z 3,3 V – przy ARM/STM32 użyj konwertera poziomów lub modułu przekaźnikowego 3,3 V;
  • rozszerzenia – dodaj układ opóźnienia (np. NE555) lub moduł ESP do sterowania Wi‑Fi.

Eksperymentuj bezpiecznie – zawsze testuj układ na niskim napięciu DC, zanim podłączysz 230 V AC.