繼電器矩陣試作(Relay Matrix Test)

 

繼電器矩陣(Relay Matrix)最常見的用途為:

1.    搭配示波器,訊號產生器與三用電表作為自動化量測,檢修系統。

2.    搭配大功率的繼電器,做為工廠自動化與智慧節能家電。

 

目前業界有在做繼電器矩陣(Relay Matrix)為幾家大廠例如 NI, Agilent..等等。但是由於單價太高,一般入門學習者很難買的下手。

 

雖然我們代理的MCCDAQ也有提供USB-RELAY板。 例如USB-ERB, USB-SSR USB-PDISO8 系列。價格已經比上述的產品,便宜很多。但仍然不是本文準備介紹,最經濟的做法。

 

本文將介紹,以最經濟的方式來組裝自己的電子繼電器矩陣(Relay Matrix)。首先,目前有三款USB-DIO板可以提供。分別是USB-DIO24, USB-1024 USB-DIO96H 系列

 

USB-DIO24/37

優點:

1.    沒有外殼,可以包裝成自己的產品

2.    接線配線容易,為標準D-TYPE 37PIN 接線

3.    價格經濟,可以設計24點矩陣

 

缺點:

1.    沒有外殼,較不易保存

 

USB-1024LS

優點

1.    接線配線容易,可以簡易配線,作單顆RELAY測試,也可以接40PIN IDE排線

2.    價格經濟,可以設計24點矩陣

3.    塑膠外殼,輕便容易保存。

 

缺點:

1.    無!小編建議用此款入門產品,開始建構自己的電子繼電器矩陣(Relay Matrix)

 

USB-DIO96H/50

優點

1.    接線配線容易,可以接50PIN IDE排線

2.    價格經濟,可以設計96點矩陣,(點數與價格約為前面兩項產品的三倍)

3.    金屬外殼,堅固容易保存。

 

缺點:

1.    由於點數較多,程式結構會比較繁複。建議需要大量測試點時使用。

接下來介紹軟體

1.    NI Labview®  (評估版http://www.ni.com/download-labview/zht/)

Labview 是極為容易的實驗室用程式語言。可以快速撰寫並驗證實驗結果。

2.    NI-VISA®  (http://www.ni.com/visa/)

用來測試與儀器間的通訊指令,通常為RS232或是GPIB

3.    微軟程式開發工具 (http://www.microsoft.com/zh-tw/download/developer-tools.aspx)

4.    MCCDAQ CD (http://www.mccdaq.com/software.aspx)

 

我們USB DIO卡支援

l   Visual Studio®

l   Visual Studio®.NET

l   Visual C + +®

l   Visual C#中®

l   Visual Basic®

l   Visual Basic®.NET

l   DASYLab®

l   LabVIEW™

l   MATLAB®資料獲取工具箱

l   校準和測試InstaCal軟體工具

l   獲取和顯示資料,並產生信號的TracerDAQ®軟體

 

測試步驟

1.  安裝MCCDAQ CD

備註: 如果您選擇了LABVIEW NI-VISA

需要先安裝這兩個軟體,再安裝MCCDAQ CD

2.  如果沒有先安裝LABVIEW,你可以看到UL for Labview 是灰色的

3.  這裡我們可以兩個UL for Labview都打勾,表示都要安裝

4.  小編個人的喜好為 Legacy

5.  安裝完MCCDAQ CD後,我們要點擊<開始>-> <Measurement Computing>->Instcal

6.  Instcal 有點像是Windows 的裝置管理員,在新的電腦,都需要執行一次,讓Instcal協助配置您USB DIO卡的Deiver

7.  找到各USB-DIO卡的手冊所描述的PIN腳定義

8.  PIN腳定義裡面我們第一個實驗會用到的幾個PIN為:

8.1  Pin 40 GND (提供繼電器/Relay 接地)

8.2  Pin 30 PC+5V 提供LED減小繼電器/Relay 的彈跳/Bounce

8.3  Pin 21 Port A0 作為第一個繼電器/RELAY控制訊號

9.  繼電器/RELAY配線方法

9.1  線圈GND的部份, 接 Pin 40

9.2  線圈DIO TTL的部份, 接 Pin 21

9.3  驅動 LED Vcc5V,接 Pin 30

9.4  DMM Cable Pin 我們可以接三用電表,檔位調整在量測二極體/Beep

9.5  如果想接LED,可以將正極皆在 Bunce LED的位置,負極接在GND的位置。(限流電阻為200 ohm 保護LED)

10.上圖C, NC, NO 三個點說明如下

10.1 C COMMON 共接點

10.2 NC 為常閉,當DIO TTL 輸出為LOW時,此點與 COMMON點 導通

10.3 NO 為常開,當DIO TTL 輸出為HIGH時,此點與 COMMON點 導通

 

11.左邊為小編常用的繞線接線工具

11.1 上面的工具為繞線棒

11.2 下面的工具為OK

   透過這樣的工具可以不用焊接

 

12.控制USB-DIO只要會用兩個 UL for Labview (Legacy)元件

12.1 第一個我們要學的是 D Cfg Port.

這是用來指定 USB DIO卡要做 數位輸出(T) 還是數位輸入 (F)

這是第3個參數 Direction(Input)

12.2 2個參數PortNum要搭配 前面介紹的PIN腳定義,由於我們選的是 FIRSTPORT A0

所以我們要選擇 FIRSTPORTA

12.3 1個參數BoardNum 如果我們有兩張MCCDAQ的卡片,那麼第一張卡為0,第二張卡為1 以此類推

 

13.第二個我們要學的是 D Out

13.1 1個參數BoardNum 如果我們有兩張MCCDAQ的卡片,那麼第一張卡為0,第二張卡為1 以此類推

13.2 2個參數PortNum要搭配 前面介紹的PIN腳定義,由於我們選的是 FIRSTPORT A0,所以我們要選擇 FIRSTPORTA

13.3 3個參數為2進制8位元

BIT

0

1

2

3

4

5

6

7

Value

1

2

4

8

16

32

64

128

所以全部輸出為LOW 要輸入0

全部輸出為HIGH 要輸入 255

我們這裡只要 bit 0 輸出HIGH所以要輸入1

如果要bit0 ~ 2輸出HIGH->(1+2+4)=7

 

14.新的控制USB-DIO只要會用兩個 UL for Labview 元件 (附註:與步驟12~13的輸出結果一樣)

15.Create Channel 的元件拉出

15.1 第一個參數 選擇 Digital Output

15.2 第二個參數(lines) 需要Create Control,然後在面板上選擇Dev0/1stPortA/Do0

15.3 Task Out Error Out 需要拉到下一個元件

 

16.第二個我們要學的是 Write 元件

17.Write的元件拉出

17.1 第一個參數 (Auto Start) 給常數 True

設定後,會自動將電腦的設定轉成數位輸出

17.2 第二個參數 需要指定控制方式,這裡我們選擇的是 Digital Bool 1 Line 1 Point

17.3 第三個參數 (data) 需要Create Control,然後在面板上控制輸出為5V (True) 或是 0V(False)

17.4 你可以將 PIN 21接三用電表 HI (紅線)

PIN 40 接三用電表 LO (黑線) 觀察到軟體控制造成的電壓變化。

18. 如果需要控制高功率的電器,可以考慮使用   KD20C10AX SSR元件(功率10A)如果需要更高功率須選用更高功率的SSR例如 KD20R125AX

     

 

完成以上步驟,您應該可以看到 RELAY/繼電器動作,並用三用電表查證 RELAY有工作。

 

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上次更新日期: 2018年07月17日