Wszystkie porty GPIO mogą zostać ustawione jako wyjścia. Jeśli port GPIO zostanie ustawiony jako wyjście, to w momencie aktywowania go, na jego pinie pojawi się napięcie 5V. W momencie gdy jest nieaktywny, jego potencjał wynosi 0V.
Aby dodać pin GPIO jako wyjście, wejdź w menu , a następnie w oknie wybierz port GPIO, nadaj mu opis, wybierz kolor do wykresu i ikonkę urządzenia którym chciałbyś sterować.
Po skonfigurowaniu portu GPIO kliknij aby wyjście mogło być używane w systemie. Wyjście powinno być teraz widoczne na dashboard, gdzie możesz spróbować sterować nim ręcznie.
![[Podpowiedź]](static/tip.png) | Podpowiedź |
|---|---|
Jeśli do portu podpiąłeś np. kartę przekaźnika, i otrzymujesz efekt odwrotny do zamierzonego (tzn. gdy AquaPi mówi że urządzenie jest wyłączone, a tak naprawdę jest włączone, lub na odwrót), możesz użyć opcji aby to odwrócić. |
Teraz, jeśli GPIO jest ustawione jako wyjście, możesz używać tego wyjścia aby sterować urządzeniami takimi jak np. grzałka lub oświetlenie. Abyś jednak mógł sterować urządzeniami zasilanymi 230V, będziesz potrzebował karty przekaźników, lub innego, podobnego rozwiązania.
![[Ważne]](static/important.png) | Ważne |
|---|---|
W powyższym przykładzie użyto portu GPIO 4 (fizyczny pin numer 7). Ten port będzie używany w kolejnych przykładach pokazujących jak podpiąć urządzenia wyjściowe do Raspberry Pi. |
Dość popularne rozwiązanie, tanie, i dające spore możliwości. Typowe przekaźniki w takich kartach mają obciążalność do 10A przy zasilaniu 230V, co w przypadku urządzeń stosowanych w awarystyce powinno być wystarczające.
Karty te zapewniają również izolację galwaniczną od napięcia 230V, co zabezpiecza RPI przed ewentualnymi przepięciami.
Do wad możemy zaliczyć mechaniczny stukot przy przełączaniu styków, oraz niską wytrzymałość mechaniczną styków.
![[Ostrzeżenie]](static/warning.png) | Ostrzeżenie |
|---|---|
Dodatkową wadą przekaźników mechanicznych jest kiepskie zachowanie przy sterowaniu obciążeniami indukcyjnymi (np. silnikami, pompami, zaworami CO2). Przy sterowaniu tego typu obciążeniem, skutkiem ubocznym może być zawieszenie się sterownika, lub, ustawienie stanów nieustalonych na pozostałych wyjściach. Przy podłączaniu tego typu urządzeń zdecydowanie lepszym rozwiązaniem są przekaźniki SSR. |
Niezależnie od liczby przekaźników, sterowanie kartą przekażników odbywa się podobnie. Do karty należy doprowadzić zasilanie +5V, masę GND, oraz sygnał sterujący. Dla 1 przekaźnika daje to 3 przewody, a dla 8 przekaźników przewodów będzie 10.
Rysunek 4.11. Przykład użycia karty przekaźników
Na zdjęciu widać listwę z zabudowaną przetwornicą 12V, oraz kartą 8 przekaźników. 4 przekaźniki są użyte aby sterować gniazdami 230V, 4 kolejne sterują gniazdami 12V. Sygnał z RPI jest doprowadzony do listwy przewodem z wtyczkami DB9.
| Ostrzeżenie |
|---|---|
Poniższy przykład pokazuje jak sterować odbiornikiem zasilanym 230V. To jest napięcie niebezpieczne dla życia. Tego typu połączenia powinna wykonywać osoba posiadająca odpowiednią wiedzę i umiejętności. |
SSR to skrót od Solid State Relay, co można przetłumaczyć jako przekaźnik połprzewodnikowy. Droższe rozwiązanie od poprzedniego, jednak pozbawione jego wad jakimi są mechaniczne styki przekaźników, przez co znacznie trwalsze, oraz pozbawione mechanicznego odgłosu klikania przy załączaniu. W typowych kartach przekaźniki SSR mają obciążalność 2A, co odpowiada mocy 460W (przy zasilaniu 230V).
| Ostrzeżenie |
|---|---|
Moc 460W jest realnie osiągalna dla urządzeń stosowanych w akwarystyce, więc w przypadku SSR należy uważać co podłączamy. |
Podłączenie karty przekaźników SSR wygląda identycznie jak karty przekaźników mechanicznych, dlatego nie będzie tu powielony przykład z poprzedniego rozdziału.
Rysunek 4.14. Przykład użycia karty przekaźników SSR
Na zdjęciu widać listwę z kartą 4 przekaźników SSR. Listwa została przerobiona tak, aby każdym z gniazdek można było osobno sterować. Dodatkowa obudowa na kartę SSR została wydrukowana na drukarce 3D. Sygnał z RPI jest doprowadzony do listwy przewodem z wtyczkami DIN5.
Triaki to elementy półprzewodnikowe, które zazwyczaj stosuje się w obwodach prądu zmiennego. Aby załączyć triak, należy podać napięcie na bramkę. Wyłączenie następuje w momencie gdy prąd płynący przez triak spadnie do zera (stąd typowe zastosowanie przy prądzie zmiennym, triak wyłączy się w momencie gdy zdejmiemy napięcie z bramki, i nastąpi przejście przez zero).
Triaki pomimo że są dość popularne, nie występują w postaci tzw. kitów. Oznacza to że płytkę sterującą z triakami musisz wykonać samemu na podstawie jednego ze schematów dostępych z AquaPi.
Rysunek 4.16. Podłączenie triaka do RPI
Typowe podłączenie triaka do RPI. Oprócz triaka na schemacie jest transoptor MOC3043M z detekcją przejścia przez zero, co łagodzi załączanie urządzenia którym steruje triak.
W odróżnieniu od triaka, tranzystor tak jak przekaźnik może być załączony i wyłączony w dowolnym momencie. Dodatkowo, tranzystory mogą być przełączane bardzo szybko, co umożliwia stosowanie sygnału PWM (modulację szerokości impulsów). PWM może być stosowany np. do płynnego ściemniania i rozjaśniania lamp LED.
Rysunek 4.17. Tranzystor
Kit z tranzystorem IRF520 o napięciu max 24V, i prądzie max 5A. IRF520 jest tranzystorem pozwalającym na wzmocnienie sygnału PWM z RPI.
W powyższym przykładzie, tak jak i w poprzednich, kit z IRF520 został podłączony do portu GPIO 4, który nie obsługuje sprzętowego PWM. Sprzętowy PWM jest dostępny tylko na GPIO 12 oraz GPIO 18. W związku z tym, tranzystor podłączony do tego pinu będzie zachowywał się jako przekaźnik, nie pozwalając na sterowanie PWM.