如何连接继电器?

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　　众所周知，如果将LED连接到Arduino的数字输出端，并使该引脚输出高电平或低电平，LED就会打开/关闭。这是学习Arduino的第一步。但有时我们想控制一些工作在高电压/大电流的模块，例如，我想用Arduino控制我的灯(工作在电压>100V)，将灯连接到Arduino数字输出引脚。但是Arduino最多只能输出5V电压，最大电流20mA。灯的工作电压要低得多，我们需要一个模块来使Arduino控制高电压/大电流。这就是继电器可以做的事情。继电器是一个电动开关，它就像一个士兵，接受Arduino的低压信号命令，然后控制高压枪的开/关。

图1 继电器

　　1.正确认识继电器

　　市场上继电器种类繁多，但最基本的继电器至少有2个部分：指令器(控制尺寸)和动作部分(负载侧)。作为一个严格执行指挥官命令的士兵，继电器接收命令，然后就像一个开关：当指挥官说：“连接!”时，它将“枢轴”引脚连接到红色触点的左侧，连接正确的电路部分;当指挥官说：“不要连接!”时，它将枢轴与红色触点的右侧连接起来，就与电路的右侧部分断开了。

图2 继电器内部结构图

图3 继电器连接图

　　市场上最常用的一个典型继电器，如图2图3。继电器通常有3个端口：COM端口、NC(常接COM)端口、NO(常开COM)端口。控制电路未通电时，“COM”口接触“NC”口，有弹簧“C”拉动;当控制电路通电时，线圈“A”会产生电磁吸引力，使“COM”端口与“NO”端口接触，从而使左侧电路接通。如果有足够的电源，直流电机就会开始运转。

　　2.Elecrow如何设计中继屏蔽?

　　2.1质量可靠的继电器和布局

　　一个可靠的继电器是最重要的，由于铜的宽度和重量会影响电路中可以流动的最大电流，因此布局的宽度应满足电流要求。Elecrow使用质量过关的继电器，支持电流3A@120VAC和3A@24VDC，布局为100密耳。除了高压区不植铜，以免高压影响GND。

　　2.2HIHG电压和低压电路内部的隔离

　　高压对人和控制器都是危险的。如果有任何问题，HIHG电压可能会损坏所有电路，尤其是微控制器。因此HIHG电压电路(有源侧)和LOW电压电路(指挥器侧)之间的隔离是必不可少的。elecrow使用光耦合器TLP521IC来隔离它们。有了这个光耦，控制器被高压损坏的风险就会降低，因为高压不会通过光耦。

图4 继电器中继屏蔽

　　2.3控制Arduino

　　线圈“A”需要电流来产生足够的强度来吸引COM端口，但由于Arduino数字只能输出20mA电流，我们还需要一个驱动电路来驱动继电器，使用晶体管：当DOUT3达到高电压(5V)时，晶体管的发射极和集电极(Q3)会导通，因此电流将从+5V电源流到R17，然后是继电器，然后是Q3和GND。选用R17来限制电流，使其适用于继电器。还可以用二极管D14与继电器并联，限制反电动势以保护继电器，还有一个LED串联限流电阻，向用户显示工作状态。

　　2.4继电器和Arduino板的电源

　　当板载4个继电器都处于活动状态时，它们需要的最大电流约为300mA，这对于Arduino电源电路来说是一个很大的负载，尤其是使用USB供电时(最大500mA)。因此，在elecrow继电器屏蔽中添加了额外的电源电路，带有二极管(D6)以在电源反向连接时保护电路板。

　　2.5手动控制

　　有的人只想手动控制HIHG电压。例如你做了一个自动关闭的灯，它会在11点之后熄灭，但有时你确实需要它。这就是我们为继电器屏蔽添加手动控制的原因。当板上的开关处于“OFF”状态时，继电器将始终处于默认状态，即COM端口连接NC端口，但不受Arduino控制。

　　3.如何连接继电器?

　　有了上面的硬件，现在就可以轻松连接继电器了。以使用继电器屏蔽来控制灯的开/关为例，请按如下方式连接继电器：

图5 继电器连接灯

　　第一步：切断灯的电源线。

　　第二步：一端接COM1，另一端接NO1。

　　第三步：确保手动控制开关处于关闭状态。

　　第四步：在Arduino上插入继电器屏蔽并通电。

　　现在可以通过Arduino控制灯的开/关，D5上的数字输出HIHG将使COM端口与NO1连接，即灯会亮起;同时输出逻辑低电平，同时使灯关闭。

　　4.常见问题

　　4.1 继电器安全注意事项有哪些?

　　请注意在继电器正常工作时，如果用手触摸会有触电的危险;请注意在进行继电器(包括端子台、插座等连接部件)的安装、维护和故障处理时请先切断电源;请注意在进行端子连接时，请先对照产品说明书上的接线图，然后再正确连接。如果连接错误可能会引起无法预期的误动作、异常发热、着火等情况;如果发生触点粘接、接触不良、断线等不良时，会危害至其它财产，甚至生命时，请使用双重安全装置。

　　4.2 功率继电器推荐的最小适用负载是多少?

　　0.5A。

　　4.3 继电器线圈的动作电流和额定电流是多少?

　　动作电流=动作电压/线圈电阻;额定电流=额定电压/线圈电阻。

　　4.4 在应用上，继电器的线圈侧、触电侧还可以有什么叫法?

　　线圈侧：输入端、控制侧、弱电系统;触点侧：输出端、开关侧、触头、强电系统。

　　4.5 电磁继电器的工作原理是什么?能量转换过程是怎样的?

　　工作原理：线圈通过电流产生电磁力吸动衔铁，衔铁带动动触点同常开静触点闭合，当线圈上去掉电流使电磁力消失，动触点在机械力的作用下回复到初始位置;能量转换过程：由电能转换为磁能，磁能再转化为机械能，机械能带动触点接通、断开，从而使被控制电路得到、失去电能。

　　结语

　　以上就是连接继电器方法的介绍了，在安装继电器时，不要忘记放置额定负载略低于继电器在其输出电路中允许的最大负载的快速熔断器，这一点非常重要。此外，继电器的背板必须能够完美地将热量传递到散热片，因此在两个表面之间必须放置散热垫或导热膏，因为热传导非常。