รีเลย์ (Relay) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ซึ่งทำหน้าที่ตัดต่อวงจรแบบเดียวกับสวิตช์ โดยควบคุมการทำงานด้วยไฟฟ้า Relay มีหลายประเภท ตั้งแต่ Relay ขนาดเล็กที่ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป จนถึง Relay ขนาดใหญ่ที่ใช้ในงานไฟฟ้าแรงสูง โดยมีรูปร่างหน้าตาแตกต่างกันออกไป แต่มีหลักการทำงานที่คล้ายคลึงกัน สำหรับการนำ Relay ไปใช้งาน จะใช้ในการตัดต่อวงจร ทั้งนี้ Relay ยังสามารถเลือกใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ

สัญลักษณ์ในวงจรไฟฟ้าของรีเลย์

ภายใน Relay จะประกอบไปด้วยขดลวดและหน้าสัมผัส
หน้าสัมผัส NC (Normally Close) เป็นหน้าสัมผัสปกติปิด โดยในสภาวะปกติหน้าสัมผัสนี้จะต่อเข้ากับขา COM (Common) และจะลอยหรือไม่สัมผัสกันเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด
หน้าสัมผัส NO (Normally Open) เป็นหน้าสัมผัสปกติเปิด โดยในสภาวะปกติจะลอยอยู่ ไม่ถูกต่อกับขา COM (Common) แต่จะเชื่อมต่อกันเมื่อมีกระแสไฟไหลผ่านขดลวด
ขา COM (Common) เป็นขาที่ถูกใช้งานร่วมกันระหว่าง NC และ NO ขึ้นอยู่กับว่า ขณะนั้นมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดหรือไม่ หน้าสัมผัสใน Relay 1 ตัวอาจมีมากกว่า 1 ชุด ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตและลักษณะของงานที่ถูกนำไปใช้ จำนวนหน้าสัมผัสถูกแบ่งออกดังนี้
สวิตช์จะถูกแยกประเภทตามจำนวน Pole และจำนวน Throw ซึ่งจำนวน Pole (SP-Single Pole, DP-Double Pole, 3P-Triple Pole, etc.) จะบอกถึงจำนวนวงจรที่ทำการเปิด-ปิด หรือ จำนวนของขา COM นั่นเอง และจำนวน Throw (ST, DT) จะบอกถึงจำนวนของตัวเลือกของ Pole ตัวอย่างเช่น SPST- Single Pole Single Throw สวิตช์จะสามารถเลือกได้เพียงอย่างเดียวโดยจะเป็นปกติเปิด (NO-Normally Open) หรือปกติปิด (NC-Normally Close) แต่ถ้าเป็น SPDT- Single Pole Double Throw สวิตช์จะมีหนึ่งคู่เป็นปกติเปิด (NO) และอีกหนึ่งคู่เป็นปกติปิดเสมอ (NC) ดังรูปด้านล่าง

ขอบคุณเว็บไซต์ https://www.thaieasyelec.com/article-wiki/review-product-article/
Example-project-for-control-electrical-device-using-arduino-and-relay-module.html

จากส่วนประกอบข้างต้นที่ได้กล่าวไป ในบทความนี้เราจะใช้งาน Relay แบบ SPDT (Single Pole Double Throw) หลักการทำงานของ Relay นั้น ในส่วนของขดลวด เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จะทำให้ขดลวดเกิดการเหนี่ยวนำและทำหน้าที่เสมือนแม่เหล็กไฟฟ้า ส่งผลให้ขา COM ที่เชื่อมต่ออยู่กับหน้าสัมผัส NC (ในสภาวะที่ยังไม่เกิดการเหนี่ยวนำ) ย้ายกลับเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัส NO แทน และปล่อยให้ขา NC ลอย เมื่อมองที่ขา NC กับ COM และ NO กับ COM แล้วจะเห็นว่ามีการทำงานติด-ดับลักษณะคล้ายการทำงานของสวิชต์ เราสามารถอาศัยคุณสมบัตินี้ไปประยุกต์ใช้งานได้
ในบทความนี้ เราจะกล่าวถึงวิธีการนำ Relay Module ไปประยุกต์ใช้งานจริง แต่ก่อนอื่นเรามาดูวิธีอ่านคุณสมบัติของ Relay ว่าสามารถรองรับการทำงานที่แรงดันและกระแสไฟฟ้าเท่าไร ใช้แรงดันไฟฟ้าในการทำงานอย่างไรก่อนนะครับ

ในหน่วยการเรียนรู้นี้จะศึกษา relay 2 channel ดังภาพ

บอร์ด Arduino relay 2 channel สำหรับ ควบคุมเปิด/ปิด Relay Module ได้ 2 ช่อง ใช้ไฟเข้า 5 โวลต์เหมาะสำหรับ Arduino การควบคุม ส่งสัญญาณควบคุมแบบ Active Low ใช้ Arduino ควบคุม arduino relay
- ถ้าต้องการให้ รีเลย์ติดส่งสัญญาณ 0 ไป
- ถ้าต้องการให้ดับส่งสัญญาณ 1 ไป
วงจร Arduino relay module เป็นแบบ แยกกราวด์ Opto isolated Relay ปลอดภัยต่อวงจรไมโครคอนโทรเลอร์ และ Arduino
รายละเอียด Arduino Relay module บอร์ด รีเลย์ 2 ช่อง สำหรับ Arduino

1. การเชื่อมต่อ Arduino Relay module มาตรฐานที่สามารถใช้ควบคุมได้โดยตรงจากไมโครคอนโทรนเลอร์ เช่น  Arduino , 8051, AVR, PIC, DSP, ARM, ARM, MSP430, TTL logic)
2. ใช้ไฟฟ้าที่ 5 โวลต์
3. Relay Module สามารถ 5 โวลต์จากบอร์ด arduino ที่มีขา 5 โวลต์ได้
4. ใช้ควบคุมไฟฟ้าแรงสูงได้ที่ DC30V 10A , AC250V 10A
5. มีไฟบอกสถานะการทำงานของ Arduino Relay รีเลย์ทุกช่อง
6. เชื่อมต่อด้วยขั้วสกรู ทำให้ติดตั้งได้ง่ายและสะดวก
7. ใช้กระแสขับ relay แต่ละตัวที่ 15-20 mA
8. การส่งสัญญาณควบคุมรีเลย์เป็นแบบ Active low
9. วงจรขับรีเลย์เป็นแบบแยกกราวด์ Opto isolated Relay ปลอดภัยต่อวงจรไมโครคอนโทรเลอร์ Arduino Relay

ฝึกทักษะการทดลองกิจกรรมที่ 1 เรียนรู้การใช้งาน Relay 2

อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับทดลอง

	สายไฟจัมเปอร์ ผู้-เมีย ยาว 20cm. จำนวน 4 เส้น
	Relay 2  1 ตัว

การต่อวงจร

GND  --> ใช้สายจัมแปอร์สีเขียว ต่อเข้ากับช่อง Pin GND
IN1    --> ใช้สายจัมแปอร์สีเหลือง ต่อเข้ากับช่อง Pin 8
IN2    --> ใช้สายจัมแปอร์สีเหลือง ต่อเข้ากับช่อง Pin 9
VCC   --> ใช้สายจัมแปอร์สีเหลือง ต่อเข้ากับช่อง Pin 5v

การเขียนโปรแกรมด้วยภาษา C เพื่อทดสอบอุปกรณ์

ผลลัพธ์ที่ได้

Relay เงื่อนไขเป็นจริงที่ LOW หรือ Active LOW การทดลองวงจรนี้คือ ให้วงจรทำงานวนซ้ำโดย เริ่มคำสั่งคือ
relay1 (IN1) ดับ และ relay2 (IN2) ติด เป็นเวลา 2 วินาที
relay1 (IN2) ดับ และ relay1 (IN2) ติด เป็นเวลา 2 วินาที
relay1 (IN1) ติด และ relay2 (IN2) ติด เป็นเวลา 3 วินาที
relay1 (IN1) ดับ และ relay2 (IN2) ดับ เป็นเวลา 3 วินาที

PIR Motion Sensor ใช้สำหรับตรวจจับความเคลื่อนไหวจากความร้อน เช่นสิ่งมีชีวิต เมื่อมีคนเดินผ่าน motion sensor switch ก็จะจับค่าความร้อนที่เปลี่ยนแปลง แล้วส่งค่าสัญญาณมีไฟ ออกมา ในกรณีที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงส่งค่าไฟ สัญญาณ 0V ออกมา เราสามารถนำค่านี้ไปสั่งควบคุม Arduino ได้ สามารถปรับเวลาหน่วงเวลาในการตรวจจับครั้งต่อไปได้ ปรับระยะทางการตรวจจับได้ 3-7 เมตร มีช่องให้ต่อ LDR เพิ่ม เพื่อให้ทำงานตรวจจับแค่ตอนกลางคืน
ขา OUT จะให้เอาต์พุตออกมาในรูปของดิจิตอล สามารถปรับลักษณะของสัญญาณขาออกได้จากการเปลี่ยนจั้มเปอร์ มีรูปแบบสัญญาณเอาต์พุต 2 แบบ คือ

สัญญาณแบบคลื่นพัลส์ต่อเนื่อง

สัญญาณลอจิก 1 ค้างไว้ จนกว่าจะไม่สามารถจับความเคลื่อนไหวได้ จึงจะกลับมาเป็นลอจิก 0ปุ่มปรับ Delay Time Adjust ใช้ปรับการหน่วงเวลาตรวจจับ หากปรับไวมาก จะทำให้ค้างสถานะ 1 ไว้นาน เนื่องจากการตรวจจับไม่ให้ผลแบบทันทีทันใด เมื่อตรวจจับพบ จะให้สถานะทางเอาต์พุตเป็น 1 ค้างไว้ เวลาที่ค้างไว้ขึ้นอยู่กับการปรับ Delay Time Adjust เมื่อหมดเวลาจึงตรวจจับอีกครั้ง หากตรวจจับไม่เจอก็จะให้สถานะเป็น 0 แต่หากจับเจอ จะค้างสถานะ 1 ไว้

รายละเอียด PIR เซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว Motion Sensor Module
Motion sensor switch Dimension: 3.2cm x 2.4cm x 1.8cm (approx)
Infrared sensor switch with control circuit board
The sensitivity and holding time can be adjusted
Working Voltage Range: DC 3V- 5V
Current drain:<60uA
Voltage Output: High/Low level signal:3.3V TTL output
Detection distance: 3--7M(can be adjusted)
Detection range: <140°
Delay time: 5-200S(can be adjusted, default 5s +-3%)
Blockade time: 2.5 S (default)
Trigger: L: Non-repeatable trigger  H: Repeat Trigger (default)
Work temperature:-20-+80°C
Trigger Method: L unrepeatable trigger / H repeatable trigger

ฝึกทักษะการทดลองกิจกรรมที่ 1 เรียนรู้การใช้งาน  Motion Sensor  Module

อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับทดลอง

	Motion Sensor  Module
	สายไฟจัมเปอร์ ผู้-เมีย ยาว 20cm. จำนวน 4 เส้น
	หลอดไฟ LED 1 หลอด

การต่อวงจร

รูป จำลองการต่อวงจร Motion Sensor  Module

การเขียนโปรแกรมด้วยภาษา C เพื่อทดสอบอุปกรณ์

ผลลัพธ์ที่ได้
ค่า Motion Sensor  Module วัดได้คือ ค่าดิจิตอล 0 และ 1 ถ้า Motion Sensor  Module จับความเคลื่อนไหวจากความร้อนได้หรือค่าที่เซนเซอร์ได้เท่ากับ 1 ให้หลอดไฟ LED ติด เป็นเวลา 2 วินาที