🔌 Проект: автономный сетевой узел управления нагрузкой на изолированном модуле питания HLK-PM01

Все предыдущие проекты на сайте с реле питали Arduino от USB или отдельного низковольтного блока питания, и только силовая часть реле касалась сети. Здесь HLK-PM01 питает саму Arduino напрямую от розетки 220В — получается цельный узел без внешнего адаптера, который можно спрятать в один корпус и просто включить в розетку.

Как это работает

HLK-PM01 — компактный AC-DC модуль с гальванической развязкой: внутри него высоковольтная сторона (220В) и низковольтная сторона (5В на выходе) физически разделены трансформатором или аналогичным изолирующим элементом, то есть между ними нет прямого электрического контакта — это принципиально отличает его от простых безтрансформаторных схем гашения напряжения резистором/конденсатором, где такой развязки нет и прикосновение к низковольтной части может быть опасно. Именно эта развязка делает такой модуль пригодным для питания логики, к которой человек может прикасаться — Arduino, дисплей, кнопки.

С точки зрения Arduino модуль HLK-PM01 — это просто источник 5В постоянного тока, как и любой другой: он подключается к пинам 5V/GND точно так же, как питание от USB. Вся разница только в том, что провода "до" этого модуля несут реальное сетевое напряжение, и именно эта часть схемы требует аккуратного монтажа и изоляции, а не сам Arduino или реле.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, которые указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

Сторона 220В модуля HLK-PM01 (выводы L и N) подключается к сетевому кабелю через надёжные, изолированные соединения (пайка с термоусадкой или клеммник, рассчитанный на сетевое напряжение) — эта часть обязательно должна быть полностью закрыта в корпусе, без доступа пальцев или посторонних предметов.
Выход модуля (+5V и GND) → питание Arduino через пины 5V и GND (или через разъём питания, в зависимости от платы).
Модуль реле: сигнальный вход → D2 Arduino, VCC → 5V (от того же HLK-PM01), GND → GND.
Силовую нагрузку реле подключайте к COM/NO строго по инструкции модуля — эта часть, как и вход самого HLK-PM01, тоже работает с сетевым напряжением и должна быть собрана аккуратно и изолированно.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему. Сетевая часть схемы
// (вход HLK-PM01 и силовые контакты реле) требует отдельной осторожности
// при монтаже — это не связано с программной частью ниже.

const int RELAY_PIN = 2;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
  Serial.println("Узел запущен от сетевого питания HLK-PM01");
}

void loop() {
  digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH);
  Serial.println("Нагрузка включена");
  delay(5000);

  digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
  Serial.println("Нагрузка выключена");
  delay(5000);
}

Дополнительных библиотек не требуется — программная часть идентична любому другому проекту с реле, разница только в способе питания самой Arduino. Логика включения/выключения здесь показана простейшим таймером для демонстрации — замените её на любую другую (по датчику, по расписанию, по команде через ESP8266) из других проектов на сайте.

Частые проблемы

Arduino не включается от модуля — проверьте полярность +5V/GND на выходе HLK-PM01 и реальное напряжение на выходе мультиметром до подключения Arduino.
Модуль заметно нагревается — проверьте, что суммарное потребление Arduino + реле + нагрузки логики не превышает заявленную мощность модуля (3 Вт у HLK-PM01) с запасом.
Иногда "дёргается"/перезагружается Arduino — маломощные AC-DC модули плохо держат резкие скачки нагрузки; проверьте, не потребляет ли что-то в схеме рывками больше нормы, или возьмите модуль большей мощности (HLK-5M/10M серии).
Нет уверенности, что изоляция собрана безопасно — если сомневаетесь в своих навыках электромонтажа, лучше использовать готовый сертифицированный блок питания с низковольтным выходом вместо самостоятельной сборки сетевого узла.

Как улучшить проект

Добавить ESP8266 для управления узлом удалённо по WiFi, раз узел теперь полностью автономен от сети и не привязан к USB-кабелю компьютера.
Использовать модуль большей мощности (HLK-5M12 и т.п.), если кроме Arduino и реле питаются ещё и другие узлы схемы.
Добавить индикаторный светодиод, который просто показывает, что сетевое питание подано и узел в принципе работает.