5 Volt Relais Low Level Trigger

5 Volt High/Low Level Trigger Relais im Einsatz für SmartHome

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5 Volt Relais sind sehr hilfreich im SmartHome Umfeld, wenn man Geräte mit 230 Volt schalten möchte. Diese kommen mit Mikrocontroller Boards wie ESP8266, ESP32, Raspberry Pi und andere Arduino Boards zum Einsatz. Es können damit Verbraucher bis zu 10 Ampere Last geschaltet werden. In Verbindung von Homeautomation können Endgeräte drahtlos geschaltet werden.

High Level Trigger Relais sind vergleichbar immer mit dem Minuspol einer Batterie verbunden. Damit dieses Relais eingeschaltet wird, muss + 5 Volt Spannung angelegt werden. Solange diese anliegt, bleibt das Relais eingeschaltet.  Ein Low Level Trigger Relais ist vergleichbar immer mit dem Pluspol einer Batterie verbunden. Das Relais schaltet sich ein, wenn diese mit dem Minuspol der Batterie verbunden wird. Diese Technik wird sehr oft im KFZ-Umfeld angewendet. Dies ist der Grund, warum man immer zuerst den Pluspol einer Autobatterie abklemmt bei Wartungsarbeiten.

In diesem Artikel geht es hauptsächlich um das Low Level Trigger Relais, da im Internet so viele Falschinformationen verbreitet werden. In diesem Artikel entzaubern wir die vielen Irrtümer. Zum Beispiel wird behauptet, dass sich das Relais nicht ausschalten lässt, weil es nicht an 5 Volt angeschlossen ist.

Verdrahtung

5 Volt Relais Low-Level-Trigger

Konfiguration

In diesem Beispiel kommt eine ESP8266 / NodeMCU V3 zum Einsatz in Verbindung mit ESP Easy Mega. Die Software wird auf den NodeMCU via USB übertragen und installiert. Wenn alles fertig ist, erhält man eine Weboberfläche, mit der Sensoren und andere Geräte installiert und konfiguriert werden. Das Relais wird mit 5 Volt und Minus wie in der Zeichnung abgebildet verbunden. Die Ansteuerung erfolgt über den GPIO Pin D7 auf dem NodeMCU. Es wird ein neues Gerät mit dem Namen Relais2 wie abgebildet eingerichtet. Wichtig ist, dass der GPIO Pin 13/D7 unter Hardware als Output Low konfiguriert wird.

Nun kann das Relais über einen URL-Aufruf eingeschaltet oder ausgeschaltet werden.

  • http://192.168.1.10/control?cmd=GPIO,13,1  = Einschalten
  • http://192.168.1.10/control?cmd=GPIO,13,0 = Ausschalten

Jetzt kommt die Problematik, wenn der Parameter “cmd=GPIO,13,0” übergeben wird, schaltet sich das Relais nicht aus und es bleibt eingeschaltet bis es stromlos gemacht wird. Dieser Aufruf funktioniert bei High Level Trigger Relais, da ein High Signal 3.3 Volt an das Relais gesendet wird. In diesem Fall bleibt der GPIO 13 Pin in dem Zustand 0 Volt, egal ob der Parameter “Einschalten” oder “Ausschalten” gesendet wird. Dies hat nichts mit 3.3 Volt oder 5 Volt zum Relais zu tun, sondern das GPIO Pin 13 ist permanent auf 0 / GND geschaltet.

ACHTUNG – Kurzschlussgefahr: Mach den Versuch und schließe nur den grünen Draht, der zum Relais geht, an den Minuspol der Schaltung an und verbinde NICHT D7 mit dem Minuspol. Das Relais wird angezogen und dies ist genau der Fall am Pin D7. Nun muss der Pin D7 von LOW Output auf -> HIGH-Z Input geschaltet werden. Ist dies erfolgreich durchgeführt, fällt das Relais auch wieder ab.

Der einzig richtige Aufruf lautet wie folgt:

  • http://192.168.1.10/control?cmd=GPIO,13,2 = Ausschalten

Dieser String zum Ausschalten des Relais, kann inzwischen an eine Homeautomation übergeben werden. Wie zu sehen ist, gibt es hier keine Probleme mit 5 Volt, 3.3 Volt, falsche Spannungsversorgung, falsche Belegung, falsche Irrtümer. Die sollten inzwischen mit diesem Artikel gänzlich und für immer geklärt sein.

Mit dem Parameter GPIO,13,2 wird der Pin D7 auf HIGH-Z INPUT gesetzt. Damit wird dem Relais das GND-Signal entnommen und hat keine Verbindung zum Minuspol. Der NodeMCU hat die Möglichkeit, dass verschiedene PINs in einen bestimmten Zustand programmiert werden können. Da gibt es zum Beispiel: PWM, SPI, I2C usw. Dies machen wir uns zunutze, dass der PIN D7 in den Zustand gesetzt wird, so wie dieser für ein Low-Level-Trigger Relais benötigt wird.

 

Das Beispiel oben zeigt, wie die Implementierung mit NodeRED erfolgt. Der Zustand “True” ruft die URL auf, damit das Relais eingeschaltet wird. Zustand “False” wird das Relais ausgeschaltet.

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Beste Grüße Joachim

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