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Grove - 4通道固态继电器

与线圈不同，封装固态继电器（SSR）使用的是诸如可控硅整流器和晶体管之类的功率半导体器件，这些器件提供的开关速度要比机械继电器快得多。Grove - 4通道固态继电器基于高质量的G3MC202P模块，它允许您使用5VDC来控制最大240VAC的电压。在Grove接口的帮助下，使用SSR与您的Arduino变得非常方便。

我们使用板载的 STM32F030F4P6 来单独控制各个通道。来自Arduino或其他板卡的命令通过I2C接口进行传输，板载的STM32F030F4P6会解析这个命令，从而让你能够控制你想要控制的开关。

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 - 第二代固态继电器

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

特点​

  • 低功耗

  • 寿命长

  • 可选的I2C地址

  • 与机械继电器相比的优势：

    • 固态继电器与电磁继电器相比具有更快的切换速度，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，允许在爆炸性环境中使用，因为在切换过程中不会产生火花，这一点至关重要
    • 寿命更长，即使多次激活，由于没有移动部件磨损和没有触点磨损或积碳
    • 紧凑、薄型单块结构固态继电器，采用一体化引线框架，集成了PCB、端子和散热器，比机械继电器更小，可以集成更多通道

  • 缺点：

    • 闭合时电阻较高（产生热量），并增加了电气噪声
    • 断开时电阻较低，并存在反向漏电流
    • 仅适用于交流负载

规格参数​

项目值
操作输入电压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 2 A
漏电流最大 1.5 mA (在 200 VAC 下)
绝缘电阻最小 1,000 MΩ (在 500 VDC 下)
操作时间1/2 of load power source cycle + 最大 1 ms
释放时间负载电源周期的一半 + 最大 1 ms
存储温度-30°C 至 100°C (无结冰或凝结)
操作温度-30°C 至 80°C (无结冰或凝结)
操作湿度45% 至 85%RH
输入接口I^2^C
默认I^2^C地址0x11 或 0x12
可选I^2^C地址0x00 ~ 0x7F
输出接口DIP 母座蓝色2针 x4
过零检测支持
认证UL / CSA

:::注意 请注意，漏电流为1.5mA，这足以驱动低功耗LED。因此，当继电器关闭时，LED可能仍然会发出微弱的光。 :::

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、防潮的场合，例如煤炭、化工等行业

硬件概述​

引脚映射​

:::注意

- 开关1-4的引脚功能相同，因此对于其他开关，您可以参考**LOAD1**/**LOAD2**的引脚配置。
    - 在PCB的背面，有两个接口：SWD和I^2^C。在编程固件时，默认使用SWD接口。如果您想使用I^2^C（实际上作为启动UART工作），您需要将
    **BOOT** 引脚设置为高电平.
        :::

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。此时，LOAD1 将与 LOAD2 连接。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或其他板卡的控制信号。如果没有信号，10k的R2电阻将 CTR 拉低，Q1 的'栅极'（端口1）将为0V，Q1将关闭，因此K1也将关闭。如果 CTR 变为5V，那么Q1将打开。K1的 INT- 将与系统的GND连接，对于K1来说，INT+ 和 INT- 之间将有5V电压，因此K1将打开，并且 LOAD1 将与 LOAD2 连接。

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I^2^C总线使用3.3V，如果Arduino的I^2^C总线使用5V，则需要此电路。在上面的原理图中，Q17 和 Q18 是N沟道MOSFET （型号为2N7002A），它们作为双向开关工作。为了更好地理解这部分内容，您可以参考AN10441

:::注意 本节中我们仅展示了部分原理图，如需完整文档，请参考 资源 :::

支持的平台​

Arduino树莓派

:::警告 上面提到的支持平台是模块软件或理论兼容性的指示。在大多数情况下，我们只提供针对Arduino平台的软件库或代码示例。我们无法为所有可能的MCU平台提供软件库/示例代码。因此，用户必须编写自己的软件库。 :::

入门指南​

玩转Arduino​

硬件​

所需材料

Seeeduino V4.2基础扩展板Grove - 4通道固态继电器
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立即获取立即获取立即获取

:::注意 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，2根线的电缆无法传输数据。如果您不确定您手中的线缆是否合适，可以点击 这里 进行购买。

**2** 购买每个Grove模块时都会附带一根Grove电缆。如果您不小心丢失了Grove电缆，可以点击[这里](https://www.seeedstudio.com/Grove-Universal-4-Pin-Buckled-20cm-Cable-%285-PCs-pack%29-p-936.html) 进行购买。

:::

  • 步骤 1. 将Grove - 4通道固态继电器连接到基础扩展板的I^2^C端口。

  • 步骤 2. 将Grove - 基础扩展板插入Seeeduino中。

  • 步骤 3. 通过USB线将Seeeduino连接到电脑。

:::注意 如果没有Grove基础扩展板，我们也可以直接将此模块连接到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​

:::注意 如果您是第一次使用Arduino，我们强烈建议您在开始之前先查看 Arduino 入门指南。 :::

  • 步骤 1. 从Github下载 Multi_Channel_Relay_Arduino 库。

  • 步骤 2. 请参考 如何安装库 以在Arduino中安装库。

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

或者，您也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中的新草图中。

#include <multi_channel_relay.h>

Multi_Channel_Relay relay;

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

   /* Scan I2C device detect device address */
  uint8_t old_address = relay.scanI2CDevice();
  if((0x00 == old_address) || (0xff == old_address)) { 
    while(1);
  }

  Serial.println("Start write address");
  relay.changeI2CAddress(old_address, 0x11);  /* Set I2C address and save to Flash */  
  Serial.println("End write address");

  /* Read firmware  version */
  Serial.print("firmware version: ");
  Serial.print("0x");
  Serial.print(relay.getFirmwareVersion(), HEX);
  Serial.println();
}

void loop()
{

  /** 
   *  channle: 8 7 6 5 4 3 2 1
   *  state: 0b00000000 -> 0x00  (all off)
   *  state: 0b11111111 -> 0xff  (all on)
  */  

  /* Begin Controlling Relay */ 
  Serial.println("Channel 1 on");
  relay.turn_on_channel(1);  
  delay(500);
  Serial.println("Channel 2 on");
  relay.turn_off_channel(1);
  relay.turn_on_channel(2);
  delay(500);
  Serial.println("Channel 3 on");
  relay.turn_off_channel(2);
  relay.turn_on_channel(3);  
  delay(500);
  Serial.println("Channel 4 on");
  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("Turn all channels on, State: ");
  Serial.println(relay.getChannelState(), BIN);
  
  delay(2000);

  relay.channelCtrl(CHANNLE1_BIT |                   
                    CHANNLE3_BIT);
  Serial.print("Turn 1 3 channels on, State: ");
  Serial.println(relay.getChannelState(), BIN);

  delay(2000);

  relay.channelCtrl(CHANNLE2_BIT | 
                    CHANNLE4_BIT);
  Serial.print("Turn 2 4 channels on, State: ");
  Serial.println(relay.getChannelState(), BIN);
  
  delay(2000);


  relay.channelCtrl(0);
  Serial.print("Turn off all channels, State: ");
  Serial.println(relay.getChannelState(), BIN);
  
  delay(2000);
}

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

  • 步骤 5. 通过点击工具->串口监视器打开Arduino IDE的串口监视器。或者同时按下++ctrl+shift+m++键。

:::提示 如果一切正常，您将看到结果。同时，您会看到板载LED灯交替亮起和熄灭。 :::

Scanning...
I2C device found at address 0x12 !
Found 1 I2C devices
Start write address
End write address
firmware version: 0x1
Channel 1 on
Channel 2 on
Channel 3 on
Channel 4 on
Turn all channels on, State: 1111
Turn 1 3 channels on, State: 101
Turn 2 4 channels on, State: 1010
Turn off all channels, State: 0
Channel 1 on
Channel 2 on

:::注意 本示例中我们没有添加负载，如果您想查看如何添加负载，请查阅 Grove - 2通道固态继电器的文档。 :::

功能描述​

功能描述
更改I2C地址(uint8_t old_addr, uint8_t new_addr)更改设备地址，其中 old_addr 是当前的地址； new_addr 是您想要使用的新地址。只有输入正确的旧地址，新地址才能被成功设置。
scanI2CDevice()用于获取 old_addr （当前地址）。
getChannelState()用于获取每个通道的状态，例如“State: 1111”，这表示所有的继电器都已打开。
getFirmwareVersion()用于获取烧录到板上微控制器（MCU）的固件版本。
channelCtrl(uint8_t state)用于立即更改您选择的所有通道。 state参数列表包含：

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)用于打开单个通道。
例如:
turn_on_channel(3), 将打开通道3。
turn_off_channel(uint8_t channel)用于关闭单个通道。
例如:
turn_off_channel(3), 将关闭通道3。

如果您想要更改地址，您需要在使用前设置地址。例如，我们想要将其更改为0x2f。我们可以使用以下代码。

#include <multi_channel_relay.h>

Multi_Channel_Relay relay;

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

   /* Scan I2C device detect device address */
  uint8_t old_address = relay. ;
  if((0x00 == old_address) || (0xff == old_address)) { 
    while(1);
  }

  Serial.println("Start write address");
  relay.changeI2CAddress(old_address,0x2f);  /* Set I2C address as 0x2f and save it to the EEPRom */  
  Serial.println("End write address");

  /* Read firmware  version */
  Serial.print("firmware version: ");
  Serial.print("0x");
  Serial.print(relay.getFirmwareVersion(), HEX);
  Serial.println();
}


常见问题解答​

Q1：如何烧录固件？

A1: 我们推荐您使用J-Link烧录器和WSD接口来烧录固件。

您可以在这里下载固件：

出厂固件

我们推荐您使用J-Flash软件来进行操作：

J-flash烧录器

在线原理图查看器​

资源​

项目​

这是本产品的介绍视频，里面包含了一些简单的演示，您可以尝试操作一下。

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在此为您提供不同的支持，以确保您在使用我们的产品时能够拥有尽可能顺畅的体验。我们提供多种沟通渠道，以满足您不同的偏好和需求。

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