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[入门教程] Arduino学习(六) 继电器实验

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一、了解继电器(Relay)

继电器(Relay)是一种电控制的开关器件,用一个小电流(低电压)去控制一个大电流(高电压)的开与关。


典型的继电器结构原理图如下:

继电器有一个输入回路,一般接低压电源,有一个输出回路,一般接高压电源。

输入回路中有一个电磁铁线圈,当输入回路有电流通过,电磁铁产生磁力,吸力使输出回路的触点接通,则输出回路导电(通)。

当输入回路无电流通过,电磁铁失去磁力,输出回路的触点弹回原位,断开,则输出回路断电(断)。

截图201902181447587654.png

输入回路与输出回路没有接线关系,因此继电器具有隔离功能。

按继电器的工作原理或结构特征,继电器分为电磁继电器、固体继电器、光继电器等几类


作为控制元件,概括起来,继电器有如下几种作用:
1)扩大控制范围:例如,多触点继电器控制信号达到某一定值时,可以按触点组的不同形式,同时换接、开断、接通多路电路。
2)放大:例如,灵敏型继电器、中间继电器等,用一个很微小的控制量,可以控制很大功率的电路。
3)综合信号:例如,当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时,经过比较综合,达到预定的控制效果。
4)自动、遥控、监测:例如,自动装置上的继电器与其他电器一起,可以组成程序控制线路,从而实现自动化运行。

一个具体的应用例子,比如:用单片机去打开或关闭一个电压220V的电灯,由于单片机工作在5V, 而电灯是220V,因此需要由单片机控制一个继电器,通过控制这个继电器充当电灯的开关。


继电器的输出回路一般有三个触点,中间的触点是动触点(公共端),其它两个触点是静触点。

输入回路不通电时,动触点(公共端)总是和一个静触点断开(称为常开),与另一个静触点闭合(称为常闭)
输入回路通电后,原来闭合的成断开状态。即:动触点(公共端)与和常开触点闭合,与常闭触点断开。


二、继电器模块实验(使用继电器模块)

1,继电器模块
在网上买到继电器模块,如下图:
截图201902181448069314.png

图模块下方有三个管脚,构成输入回路,其中(图中右侧)标注‘-’的管脚接地(GND), 标注"+”的管脚接 5V, (图中左侧)标注‘S'的管脚接信号(数字I/O)

模块上方是一个继电器输出回路,继电器有三个接线口(图中0, 1, 2),用电表量一下,0和1接线口之间是通的(常闭),0和2接线口之间是不通的(常开)

继电器的型号是: SRD-05VDC-SLC-C, 说明输入电压为直流5V

看继电器上的标注:输出为10A 250VAC(即: 支持最高250V交流电压, 10A电流),或 10A 30VDC(即: 支持最高30V直流电压, 10A电流)



2, 接线
用三根杜邦线把继电器模块的三个管脚接到开发板上,其中“-”脚接GND,  ‘+’脚接5V,  S脚接 D3

3, 在Arduino IDE中写个Arduino程序控制继电器模块
[AppleScript] 纯文本查看 复制代码
int pinRelay = 3; //管脚D3连接到继电器模块的信号脚

 

void setup() {

  pinMode(pinRelay, OUTPUT); //设置pinRelay脚为输出状态

}

 

void loop() { 

   digitalWrite(pinRelay, HIGH);//输出HIGH电平,继电器模块闭合

   delay(5000); //等待5000毫秒


   digitalWrite(pinRelay, LOW);//输出LOW电平,继电器模块断开

   delay(8000); //等待8000毫秒

}



运行效果:  

蜂鸣器"pa"一声,闭合,持续5秒。(此时用万用表测量 常开变成闭合, 常闭变成断开)

蜂鸣器"pi"一声,断开,持续8秒。(此时用万用表测量 常开变回断开, 常闭变成闭合)



如果在继电器输出端的 常开触点两端,接一个电灯、和220V电压,则可看到电灯亮5秒、灭8秒。

(注意:接高压电路时,务必不要带电操作)


三、继电器实验(使用继电器元器件自已搭电路)
1, 准备元器件和器材

     继电器(型号 松乐SRD-05VDC-SL-C) 一个

     面包板一块

     PNP型三极管(型号8550)一个

     二极管一个

     1K 电阻一个

      杜邦线若干


2, 了解继电器元器件

继电器 松乐SRD-05VDC-SL-C 正面标注了它的型号、电压

截图201902181448272209.png


继电器底面有5个管脚, 标注了 内部接线, 各脚含义如下:

截图201902181448329128.png

接在线圈两端的是两个输入脚

公共端、常开端、常闭端是三个输出脚。  公共端与常开端 组成常开开关,公共端与常闭端组成常闭开关

当线圈两端两个输入端加一个5V电压,则 公共端与常开端 闭合, 公共端与常闭端断开

接线前务必要搞清楚管脚。也可以用万用表量一个各脚间的电阻、验证一下。




3, 继电器驱动电路原理图

继电器元件需要通过一个驱动电路接在单片机上. 典型的驱动电路原理图如下:

截图201902181448396409.png



上述电路中用一个PNP型三极管做为控制开关,  图中Relay是继电器

三极管C极接GND,E极接继电器的线圈一端(输入端),三极管的B极通过一只1K-2K的电阻到单片机的GPIO脚 .  

继电器线圈另一端(输入端2)接VCC。

继电器线圈两个输入端之间要反向并联一个二极管,这个二极管的作用是过滤掉线圈充放电过程中产生的反向电流。



该电路中三极管相当于一个开关, 运行原理如下:

1, 当GPIO输出高电平,三极B极与E极间没有电压差,三极管E极与C极间不通,继电器没有电流通过。

2,当GPIO输出低电平,三极B极与E极间形成电压差,三极管E极与C极之间导通,电流通过继电器线圈两个输入端,继电器闭合。




三极管型号为 8550, 其引脚如下图:

如图所示,

1脚=E(发射极,电路图中带箭头的那个)

2脚=B(基极,电路图中跟R相接的那个)

3脚=C(集电极,与E相对的那个)


截图201902181448495403.png


二极管两个脚有正负极之分, 有一个小环的那个脚为负极


截图201902181448568055.png

4, 用面包板接线

把三极管, 继电器, 二极管,  电阻插入面包板, 按上述电路原理图,用杜邦线接线,  接线如下图:

截图201902181449044411.png




5, 在Arduino IDE中写个Arduino程序控制继电器

[AppleScript] 纯文本查看 复制代码
int pinRelay = 3; //管脚D3连接到继电器模块的信号脚

 

void setup() {

  pinMode(pinRelay, OUTPUT); //设置pinRelay脚为输出状态

}

 

void loop() { 

   digitalWrite(pinRelay, HIGH);//输出HIGH电平,继电器模块闭合

   delay(5000); //等待5000毫秒

 

   digitalWrite(pinRelay, LOW);//输出LOW电平,继电器模块断开

   delay(8000); //等待8000毫秒

}


这个程序与使用继电器模块的程序是一样的。

运行效果:  

蜂鸣器"pa"一声,闭合,持续5秒。(此时用万用表测量 继电器的公共端与常开端变成闭合,公共端与常闭端变成断开)

蜂鸣器"pi"一声,断开,持续8秒。(此时用万用表测量公共端与常开端变回断开,公共端与常闭端变成闭合)


课后练习题:

1,测量题: 文中电路中,当继电器闭合时,通过B极的电流是多少?通过C极的电流是多少?

2,拿一个手电筒,连接在继电器的输出回路上,编一个程序控制电筒的开关灯。

3,文中电路采用的是PNP型三极管。如何用一个NPN型三级管构建一个控制继电器的电路?
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作者:JoStudio
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/c80486/article/details/5262203

gada888  版主

发表于 2019-2-18 16:07:26

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