Grove - 固态继电器

Grove – 固态继电器是一种非接触式电子开关模块，具有继电器功能。基于 S208T02，它的最大输出为 250VAC/4A，切换速度小于 10ms。该模块配备了丙烯酸底座和 3D 打印的保护绝缘罩，以确保用户安全。模块上的 LED 指示灯显示继电器处于开启状态。它可以广泛应用于计算机外围接口、温度/速度/光线调节、伺服控制、石化、医疗仪器、金融设备、煤炭、仪表、交通信号等多个领域。

note

此模块仅适用于交流负载输出。如果使用直流负载，一旦继电器开启，它将始终保持开启状态。

特性

• 3D 打印的保护绝缘罩
• 兼容 3.3V 和 5V 控制电平
• 低切换延迟（≤10ms）
• LED 开启状态指示灯
• 配备散热器，提供更好的稳定性
• 丙烯酸底座和绝缘纸提高安全性能
• Grove 兼容

tip

有关 Grove 模块的更多详细信息，请参考 Grove 系统

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，例如煤炭、化工行业

规格

项目	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压	3.0	3.3	5.0	VDC
输入电流	16	20	50	mA
输出电压	-	220	250	VAC
输出电流	--	--	4.0	A
工作频率	45	50	65	Hz
工作温度	-25	25	85	℃
开启时间	--	10	--	ms
关闭时间	--	10	--	ms
尺寸	-	44x44x32	-	mm
净重	-	25.5	-	g

接口功能

caution

1. 如果输出电压高于 36V，在操作螺丝之前需要确保模块处于关闭状态。

2. 散热器可能会达到非常高的温度，请勿在使用过程中触摸。

入门指南

使用 Arduino

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。

tip

此演示使用 220V 交流负载，请注意安全。

所需材料

Seeeduino V4.2	基础扩展板	灯泡	Grove - 固态继电器
立即购买	立即购买	使用您自己的灯泡 :)	立即购买

note

1 请轻轻插入 USB 数据线，否则可能会损坏端口。请使用内部有 4 根线的 USB 数据线，2 根线的 USB 数据线无法传输数据。如果您不确定您拥有的线缆，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 数据线。如果您丢失了 Grove 数据线，可以点击 这里 购买。

硬件连接

• 步骤 1. 将 Grove - 固态继电器连接到 Grove-基础扩展板的 D3 端口。

• 步骤 2. 将灯泡的线连接到 Grove - 固态继电器的 输出端口。

• 步骤 3. 将 Grove - 基础扩展板插入 Seeeduino。

• 步骤 4. 使用 Micro-USB 数据线将 Seeeduino 连接到电脑。

note

如果我们没有基础扩展板，也可以直接将 Grove-继电器和 Grove-按钮连接到 Arduino 板。请按照以下连接方式。

Grove - 固态继电器	Arduino	Grove 数据线
GND	GND	黑色
VCC	5V	红色
SIG	D3	黄色

软件

• 步骤 1. 打开 Arduino IDE，并将以下代码复制到一个新草图中。

/*
  Grove - 固态继电器演示代码
  继电器将开启 5 秒，然后关闭 5 秒，循环往复。
  https://www.seeedstudio.com
*/

int ssrControlPin = 3;
void setup() {
    // 初始化数字引脚为输出模式。
    pinMode(ssrControlPin, OUTPUT);
}

void loop() {
    digitalWrite(ssrControlPin, HIGH);      // 设置继电器开启
    delay(5000);                            // 等待 5 秒
    digitalWrite(ssrControlPin, LOW);       // 设置继电器关闭
    delay(5000);                            // 等待 5 秒
}

• 步骤 2. 上传演示代码。如果您不知道如何上传代码，请查看 如何上传代码。

上传完成后，您将看到灯泡连续开启 5 秒，然后关闭 5 秒。

使用 Raspberry Pi

硬件连接

所需材料

树莓派	GrovePi_Plus	Grove-继电器
立即购买	立即购买	立即购买

• 步骤 1. 将 GrovePi_Plus 插入树莓派。

• 步骤 2. 将 Grove-继电器连接到 GrovePi_Plus 的 D4 端口。

• 步骤 3. 将灯泡的电线连接到 Grove-固态继电器的 输出端口。

• 步骤 4. 使用 USB 数据线将树莓派连接到电脑。

软件

如果这是您第一次使用 GrovePi，请按步骤完成此部分。如果您已经熟悉 GrovePi，可以跳过 步骤 1 和 步骤 2。

• 步骤 1. 设置软件。在命令行中输入以下命令：

:::注意 如果您使用的是 Raspberry Pi 且 Raspberrypi OS >= Bullseye，您 不能使用此命令行。 :::

sudo curl -kL dexterindustries.com/update_grovepi | bash

sudo reboot

cd /home/pi/Desktop

git clone https://github.com/DexterInd/GrovePi.git

有关此部分的更多详细信息，请参考 设置软件。

• 步骤 2. 按照 更新固件 更新 GrovePi 的最新固件。

:::注意 我们强烈建议您更新固件，否则某些传感器可能会出现错误。 :::

• 步骤 3. 运行以下命令以运行演示并获取结果。

:::注意 如果您使用的是 Raspberry Pi 且 Raspberrypi OS >= Bullseye，您必须 仅使用 Python3 执行此命令行。 :::

cd /home/pi/Desktop/GrovePi/Software/Python/

sudo python3 grove_solid_state_relay.py 

结果应如下所示：

pi@raspberrypi:~/Desktop/GrovePi/Software/Python$ sudo python3 grove_solid_state_relay.py
on
off
on
off
on
off
on
off
on
off
on
off

如果您想查看代码，请输入以下命令：

nano grove_solid_state_relay.py   # 按 "Ctrl+x" 退出 #

代码如下：

import time
import grovepi

# 将 Grove 固态继电器连接到数字端口 D4
# CTR,NC,VCC,GND
relay = 4

grovepi.pinMode(relay,"OUTPUT")

while True:
    try:
        # 打开继电器 5 秒
        grovepi.digitalWrite(relay,1)
        print "on"
        time.sleep(5)

        # 关闭继电器 5 秒
        grovepi.digitalWrite(relay,0)
        print "off"
        time.sleep(5)

    except KeyboardInterrupt:
        grovepi.digitalWrite(relay,0)
        break
    except IOError:
        print "Error"

测试报告

---

1. 实验目的

• 测试 Grove – 固态继电器（S208T02）的热性能。
• 测试 Grove – SSR 的极限负载电流。
• 提出提高极限负载电流的措施。

2. 实验原理

通过记录 SSR 芯片在不同电流和不同时间点的温度，分析数据并得出结论。

图 1 是 S208T02 数据手册中的截图，可以看到在不同散热条件和不同温度下，SSR 的电流表现不同。

需要一个温度传感器来获取芯片的温度。我使用了 DS18B20，其检测范围为 -25-125℃，能够满足实验要求。

图 2 显示了实验设备和安装方案。温度传感器被绑在散热片的右侧，为了使 18b20 检测到的温度尽可能接近散热片的温度，在传感器和散热片之间涂抹了导热膏。在散热片和 SSR 之间也涂抹了导热膏。因此，18b20 的温度等于 SSR 的温度。

3. 实验数据

电流	1分钟	5分钟	10分钟	20分钟	稳定时间
0.5A	31.40	33.75	34.75	35.00	15分钟
1A	31.8	36.75	39.6	40.56	18分钟
2A	34.5	46.6	48.88	51.13	20分钟
3A	35.56	52.81	58.88	60.06	17分钟
4A	38.00	57.88	63.88	67.00	19分钟
5A	44.00	66.00	73.12	75.37	19分钟

note

1. 表格中的温度单位为 ℃
2. 测试时的室温为 28 ℃

4. 扩展实验

为了证明提高散热水平可以提升 SSR 的极限工作电流，我进行了扩展实验。

由于手头没有更大的散热片，我在 SSR 上方安装了一个风扇（取自我的电脑 CPU），如图 3 所示。

我仅测试了不同工作电流下的稳定时间，结果如表 2 所示。

电流	6.0A	6.5A	7.0A	7.5A
稳定温度	54.44℃	57.63℃	60.06℃	62.38℃

5. 扩展实验结论

根据上述实验结果，可以得出以下结论：

• 当电流固定时，随着时间的推移，温度会稳定在某个值。该值与电流相关，电流越大，稳定温度越高。在 2A 时，稳定温度会超过 50℃，因此，当 SSR 工作时，不应触摸它。

• 结合图 1 和我们的数据，我认为 Grove – SSR 的最大工作电流为 4A。

• 如果负载电流超过 5A，例如达到 7A，则需要安装风扇或采取其他冷却措施，但不推荐这样做。

在线原理图查看器

资源

• [Zip] Grove - 固态继电器 Eagle 文件
• [RAR] Grove - 固态继电器演示代码
• [PDF] S208T02 数据手册
• [PDF] Grove - 固态继电器 PDF 文档
• [PDF] Grove - 固态继电器测试报告

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