如何連接繼電器?

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　　眾所周知，如果將LED連接到Arduino的數字輸出端，并使該引腳輸出高電平或低電平，LED就會打開/關閉。這是學習Arduino的第一步。但有時我們想控制一些工作在高電壓/大電流的模塊，例如，我想用Arduino控制我的燈(工作在電壓>100V)，將燈連接到Arduino數字輸出引腳。但是Arduino最多只能輸出5V電壓，最大電流20mA。燈的工作電壓要低得多，我們需要一個模塊來使Arduino控制高電壓/大電流。這就是繼電器可以做的事情。繼電器是一個電動開關，它就像一個士兵，接受Arduino的低壓信號命令，然后控制高壓槍的開/關。

圖1 繼電器

　　1.正確認識繼電器

　　市場上繼電器種類繁多，但最基本的繼電器至少有2個部分：指令器(控制尺寸)和動作部分(負載側)。作為一個嚴格執行指揮官命令的士兵，繼電器接收命令，然后就像一個開關：當指揮官說：“連接!”時，它將“樞軸”引腳連接到紅色觸點的左側，連接正確的電路部分;當指揮官說：“不要連接!”時，它將樞軸與紅色觸點的右側連接起來，就與電路的右側部分斷開了。

圖2 繼電器內部結構圖

圖3 繼電器連接圖

　　市場上最常用的一個典型繼電器，如圖2圖3。繼電器通常有3個端口：COM端口、NC(常接COM)端口、NO(常開COM)端口?？刂齐娐肺赐姇r，“COM”口接觸“NC”口，有彈簧“C”拉動;當控制電路通電時，線圈“A”會產生電磁吸引力，使“COM”端口與“NO”端口接觸，從而使左側電路接通。如果有足夠的電源，直流電機就會開始運轉。

　　2.Elecrow如何設計中繼屏蔽?

　　2.1質量可靠的繼電器和布局

　　一個可靠的繼電器是最重要的，由于銅的寬度和重量會影響電路中可以流動的最大電流，因此布局的寬度應滿足電流要求。Elecrow使用質量過關的繼電器，支持電流3A@120VAC和3A@24VDC，布局為100密耳。除了高壓區不植銅，以免高壓影響GND。

　　2.2HIHG電壓和低壓電路內部的隔離

　　高壓對人和控制器都是危險的。如果有任何問題，HIHG電壓可能會損壞所有電路，尤其是微控制器。因此HIHG電壓電路(有源側)和LOW電壓電路(指揮器側)之間的隔離是必不可少的。elecrow使用光耦合器TLP521IC來隔離它們。有了這個光耦，控制器被高壓損壞的風險就會降低，因為高壓不會通過光耦。

圖4 繼電器中繼屏蔽

　　2.3控制Arduino

　　線圈“A”需要電流來產生足夠的強度來吸引COM端口，但由于Arduino數字只能輸出20mA電流，我們還需要一個驅動電路來驅動繼電器，使用晶體管：當DOUT3達到高電壓(5V)時，晶體管的發射極和集電極(Q3)會導通，因此電流將從+5V電源流到R17，然后是繼電器，然后是Q3和GND。選用R17來限制電流，使其適用于繼電器。還可以用二極管D14與繼電器并聯，限制反電動勢以保護繼電器，還有一個LED串聯限流電阻，向用戶顯示工作狀態。

　　2.4繼電器和Arduino板的電源

　　當板載4個繼電器都處于活動狀態時，它們需要的最大電流約為300mA，這對于Arduino電源電路來說是一個很大的負載，尤其是使用USB供電時(最大500mA)。因此，在elecrow繼電器屏蔽中添加了額外的電源電路，帶有二極管(D6)以在電源反向連接時保護電路板。

　　2.5手動控制

　　有的人只想手動控制HIHG電壓。例如你做了一個自動關閉的燈，它會在11點之后熄滅，但有時你確實需要它。這就是我們為繼電器屏蔽添加手動控制的原因。當板上的開關處于“OFF”狀態時，繼電器將始終處于默認狀態，即COM端口連接NC端口，但不受Arduino控制。

　　3.如何連接繼電器?

　　有了上面的硬件，現在就可以輕松連接繼電器了。以使用繼電器屏蔽來控制燈的開/關為例，請按如下方式連接繼電器：

圖5 繼電器連接燈

　　第一步：切斷燈的電源線。

　　第二步：一端接COM1，另一端接NO1。

　　第三步：確保手動控制開關處于關閉狀態。

　　第四步：在Arduino上插入繼電器屏蔽并通電。

　　現在可以通過Arduino控制燈的開/關，D5上的數字輸出HIHG將使COM端口與NO1連接，即燈會亮起;同時輸出邏輯低電平，同時使燈關閉。

　　4.常見問題

　　4.1 繼電器安全注意事項有哪些?

　　請注意在繼電器正常工作時，如果用手觸摸會有觸電的危險;請注意在進行繼電器(包括端子臺、插座等連接部件)的安裝、維護和故障處理時請先切斷電源;請注意在進行端子連接時，請先對照產品說明書上的接線圖，然后再正確連接。如果連接錯誤可能會引起無法預期的誤動作、異常發熱、著火等情況;如果發生觸點粘接、接觸不良、斷線等不良時，會危害至其它財產，甚至生命時，請使用雙重安全裝置。

　　4.2 功率繼電器推薦的最小適用負載是多少?

　　0.5A。

　　4.3 繼電器線圈的動作電流和額定電流是多少?

　　動作電流=動作電壓/線圈電阻;額定電流=額定電壓/線圈電阻。

　　4.4 在應用上，繼電器的線圈側、觸電側還可以有什么叫法?

　　線圈側：輸入端、控制側、弱電系統;觸點側：輸出端、開關側、觸頭、強電系統。

　　4.5 電磁繼電器的工作原理是什么?能量轉換過程是怎樣的?

　　工作原理：線圈通過電流產生電磁力吸動銜鐵，銜鐵帶動動觸點同常開靜觸點閉合，當線圈上去掉電流使電磁力消失，動觸點在機械力的作用下回復到初始位置;能量轉換過程：由電能轉換為磁能，磁能再轉化為機械能，機械能帶動觸點接通、斷開，從而使被控制電路得到、失去電能。

　　結語

　　以上就是連接繼電器方法的介紹了，在安裝繼電器時，不要忘記放置額定負載略低于繼電器在其輸出電路中允許的最大負載的快速熔斷器，這一點非常重要。此外，繼電器的背板必須能夠完美地將熱量傳遞到散熱片，因此在兩個表面之間必須放置散熱墊或導熱膏，因為熱傳導非常。