Skip to main content

Grove - 4通道固态继电器

与使用线圈的传统继电器不同，封装的固态继电器（SSR）使用功率半导体器件，例如晶闸管和晶体管，这提供了比机械继电器更快的切换速度。Grove - 4通道固态继电器基于高质量的G3MC202P模块，允许您使用5VDC控制最大240VAC。借助Grove接口，使用Arduino操作SSR变得非常方便。

我们使用板载的STM32F030F4P6分别控制各个通道。来自Arduino或其他板的命令通过I2C接口传输，板载的STM32F030F4P6将解析命令，从而使您可以控制所需的开关。

根据不同的应用场景，我们为您准备了一系列固态继电器：

Grove - 固态继电器 V2

Grove - 2通道固态继电器

Grove - 4通道固态继电器

Grove - 8通道固态继电器

特性​

  • 低功耗

  • 持久耐用

  • 可选I2C地址

  • 相较于机械继电器的优势：

    • 固态继电器的切换速度比电机继电器快得多，并且没有物理触点磨损
    • 完全静音操作
    • 无物理触点意味着无火花，可用于爆炸性环境中，在切换过程中不会产生火花
    • 即使频繁激活，寿命更长，因为没有活动部件磨损，也没有触点产生凹坑或积碳
    • 紧凑的薄型SSR采用单块结构，集成了PCB、端子和散热器，比机械继电器小得多，并且可以集成更多通道

  • 缺点：

    • 闭合时，较高的电阻（产生热量）和增加的电噪声
    • 开启时，较低的电阻和反向漏电流
    • 仅适用于交流负载

规格​

项目参数
工作输入电压4~6V
额定输入电压5V
额定负载电压100至240 VAC 50/60 Hz
负载电压范围75至264 VAC 50/60 Hz
负载电流0.1至2A
漏电流最大1.5mA（在200VAC时）
绝缘电阻最小1,000 MΩ（在500VDC时）
操作时间负载电源周期的一半+最大1ms
释放时间负载电源周期的一半+最大1ms
存储温度-30°C至100°C（无结冰或凝结）
工作温度-30°C至80°C（无结冰或凝结）
工作湿度45%至85%RH
输入接口I^2^C
默认I^2^C地址0x11或0x12
可用I^2^C地址0x00 ~ 0x7F
输出接口DIP Female Blue 2 pin x4
零交叉支持
认证UL / CSA
note

请注意漏电流，1.5mA足以驱动低功耗LED，因此当继电器关闭时，LED可能仍会发出微弱的光。

应用场景​

  • 需要低延迟切换的操作，例如舞台灯光控制
  • 需要高稳定性的设备，例如医疗设备、交通信号灯
  • 需要防爆、防腐、防潮的场景，例如煤矿、化工行业

硬件概览​

引脚图​

note
  • 开关 1-4 的引脚功能相同，因此对于其他开关，可以参考 LOAD1/LOAD2。
  • 在 PCB 的背面，有两个接口：SWD 和 I^2^C。默认情况下，固件编程使用 SWD 接口。如果您想使用 I^2^C（实际上作为启动 UART 工作），需要将 BOOT 设置为高电平。

原理图​

继电器控制

K1 是继电器模块，当在 INT+ 和 INT- 之间施加 5V 电压时，继电器将被打开。然后 LOAD1 将连接到 LOAD2。我们使用 NPN 晶体管 Q1（BC817-40）来控制 INT+ 和 INT- 之间的电压。

CTR 是来自 Arduino 或其他板子的控制信号。它通过 10k 电阻 R2 下拉，如果没有信号，Q1 的“栅极”（端口 1）将为 0V，Q1 将关闭，因此 K1 将关闭。如果 CTR 变为 5V，则 Q1 将打开。K1 的 INT- 将连接到系统的 GND，对于 K1，INT+ 和 INT- 之间将有 5V，因此 K1 将打开，LOAD1 将连接到 LOAD2。

双向电平转换电路

这是一个典型的双向电平转换电路，用于连接 I^2^C 总线的两个不同电压部分。该传感器的 I2C 总线使用 3.3V，如果 Arduino 的 I2C 总线使用 5V，则需要此电路。在上述原理图中，Q17 和 Q18 是 N-Channel MOSFET 2N7002A，它们充当双向开关。为了更好地理解这一部分，您可以参考 AN10441。

note

在本节中我们仅展示了部分原理图，完整文档请参考 资源

支持的平台​

ArduinoRaspberry Pi
caution

上述提到的支持平台仅表示模块的软件或理论兼容性。在大多数情况下，我们仅为 Arduino 平台提供软件库或代码示例。不可能为所有可能的 MCU 平台提供软件库或演示代码。因此，用户需要自行编写软件库。

入门指南​

使用 Arduino​

硬件​

所需材料

Seeeduino V4.2Base ShieldGrove - 4通道固态继电器
图片描述图片描述图片描述
立即购买立即购买立即购买
note

1 请轻轻插入 USB 线，否则可能会损坏端口。请使用内部有 4 根线的 USB 线，只有 2 根线的 USB 线无法传输数据。如果您不确定手头的线是否符合要求，可以点击 这里 购买。

2 每个 Grove 模块在购买时都会附带一根 Grove 线缆。如果您丢失了 Grove 线缆，可以点击 这里 购买。

  • 步骤 1. 将 Grove - 4通道固态继电器连接到 Base Shield 的 I^2^C 端口。

  • 步骤 2. 将 Grove - Base Shield 插入 Seeeduino。

  • 步骤 3. 使用 USB 线将 Seeeduino 连接到电脑。

note

如果没有 Grove Base Shield，我们也可以直接将模块连接到 Seeeduino，如下所示。

SeeeduinoGrove - 4通道固态继电器
5V红色
GND黑色
SDA白色
SCL黄色

软件​

note

如果这是您第一次使用 Arduino，我们强烈建议您在开始之前查看 Arduino 入门指南。

  • 步骤 1. 从 Github 下载 Multi_Channel_Relay_Arduino 库。

  • 步骤 2. 参考 如何安装库 为 Arduino 安装库。

  • 步骤 3. 重启 Arduino IDE。通过以下路径打开示例：File --> Examples --> Multi Channel Relay Arduino Library --> four_channel_relay_control。

或者，您可以直接点击代码块右上角的图标 ，将以下代码复制到 Arduino IDE 的新草图中。

#include <multi_channel_relay.h>

Multi_Channel_Relay relay;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  while(!Serial);   

   /* 扫描 I2C 设备以检测设备地址 */
  uint8_t old_address = relay.scanI2CDevice();
  if((0x00 == old_address) || (0xff == old_address)) { 
    while(1);
  }

  Serial.println("开始写入地址");
  relay.changeI2CAddress(old_address, 0x11);  /* 设置 I2C 地址并保存到 Flash */  
  Serial.println("结束写入地址");

  /* 读取固件版本 */
  Serial.print("固件版本: ");
  Serial.print("0x");
  Serial.print(relay.getFirmwareVersion(), HEX);
  Serial.println();
}

void loop()
{

  /** 
   *  通道: 8 7 6 5 4 3 2 1
   *  状态: 0b00000000 -> 0x00  (全部关闭)
   *  状态: 0b11111111 -> 0xff  (全部开启)
  */  

  /* 开始控制继电器 */ 
  Serial.println("通道 1 开启");
  relay.turn_on_channel(1);  
  delay(500);
  Serial.println("通道 2 开启");
  relay.turn_off_channel(1);
  relay.turn_on_channel(2);
  delay(500);
  Serial.println("通道 3 开启");
  relay.turn_off_channel(2);
  relay.turn_on_channel(3);  
  delay(500);
  Serial.println("通道 4 开启");
  relay.turn_off_channel(3);
  relay.turn_on_channel(4);  
  delay(500);
  relay.turn_off_channel(4);

  relay.channelCtrl(CHANNLE1_BIT | 
                    CHANNLE2_BIT | 
                    CHANNLE3_BIT | 
                    CHANNLE4_BIT);
  Serial.print("开启所有通道，状态: ");
  Serial.println(relay.getChannelState(), BIN);
  
  delay(2000);

  relay.channelCtrl(CHANNLE1_BIT |                   
                    CHANNLE3_BIT);
  Serial.print("开启通道 1 和 3，状态: ");
  Serial.println(relay.getChannelState(), BIN);

  delay(2000);

  relay.channelCtrl(CHANNLE2_BIT | 
                    CHANNLE4_BIT);
  Serial.print("开启通道 2 和 4，状态: ");
  Serial.println(relay.getChannelState(), BIN);
  
  delay(2000);


  relay.channelCtrl(0);
  Serial.print("关闭所有通道，状态: ");
  Serial.println(relay.getChannelState(), BIN);
  
  delay(2000);
}

  • 步骤 4. 上传示例代码。如果您不知道如何上传代码，请查看 如何上传代码。

  • 步骤 5. 点击 Tool-> Serial Monitor 或同时按下 ++ctrl+shift+m++ 键，打开 Arduino IDE 的 串口监视器。

tip

如果一切正常，您将看到结果。同时，您会看到板载 LED 交替亮灭。

扫描中...
在地址 0x12 找到 I2C 设备！
找到 1 个 I2C 设备
开始写入地址
结束写入地址
固件版本: 0x1
通道 1 开启
通道 2 开启
通道 3 开启
通道 4 开启
开启所有通道，状态: 1111
开启通道 1 和 3，状态: 101
开启通道 2 和 4，状态: 1010
关闭所有通道，状态: 0
通道 1 开启
通道 2 开启

note

此示例中未添加负载。如果您想了解如何添加负载，请查看 Grove - 2通道固态继电器。

功能描述​

功能描述
changeI2CAddress(uint8_t old_addr, uint8_t new_addr)更改设备地址，old_addr 是当前地址；new_addr 是您想要使用的新地址。只有输入正确的旧地址，才能成功设置新地址。
scanI2CDevice()获取old_addr （当前地址）
getChannelState()获取每个通道的状态，例如“State: 1111”，表示所有继电器都已打开。
getFirmwareVersion()获取烧录到板载MCU中的固件版本。
channelCtrl(uint8_t state)立即更改您选择的所有通道，state 参数列表：

CHANNLE1_BIT或 0x01
CHANNLE2_BIT 或 0x02
CHANNLE3_BIT 或 0x04
CHANNLE4_BIT 或 0x08

例如：
channelCtrl(CHANNLE2_BIT|CHANNLE3_BIT),将打开通道2和通道3
channelCtrl(0x01|0x02|0x08), 将打开通道1、通道2和通道4。
channelCtrl(0), 将关闭所有通道。
turn_on_channel(uint8_t channel)打开单个通道。
例如：
turn_on_channel(3), 将打开通道3。
turn_off_channel(uint8_t channel)关闭单个通道。
例如：
turn_off_channel(3), 将关闭通道3。

如果您想更改地址，需要在使用前设置地址。例如，我们想将地址更改为 0x2f。可以使用以下代码：

#include <multi_channel_relay.h>

Multi_Channel_Relay relay;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  while(!Serial);   

   /* 扫描 I2C 设备以检测设备地址 */
  uint8_t old_address = relay. ;
  if((0x00 == old_address) || (0xff == old_address)) { 
    while(1);
  }

  Serial.println("开始写入地址");
  relay.changeI2CAddress(old_address,0x2f);  /* 将 I2C 地址设置为 0x2f 并保存到 EEPROM */  
  Serial.println("结束写入地址");

  /* 读取固件版本 */
  Serial.print("固件版本: ");
  Serial.print("0x");
  Serial.print(relay.getFirmwareVersion(), HEX);
  Serial.println();
}

常见问题​

问题1：如何烧录固件？

回答1： 我们推荐使用 J-Link 烧录器和 WSD 接口来烧录固件。

您可以在以下链接下载固件：

出厂固件

我们推荐使用 J-flash 软件：

J-flash

在线原理图查看器​

资源​

项目​

这是该产品的介绍视频，包含简单的演示，您可以尝试一下。

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们提供多种支持渠道，确保您使用我们的产品时体验顺畅。我们提供多种沟通方式，以满足不同的偏好和需求。

Loading Comments...