如何使用繼電器控制燈或其他高壓電子設備

Arduino板可用於控制LED、小型伺服系統和感測器等低壓電子設備。但是當您想要控制更大的東西時(例如一盞燈或者某些需要使用延長線來插入插座的設備),Arduino就無法執行這些消耗功率過大的工作了。這時候,您需要一個繼電器。本指南將向您展示如何將繼電器添加到您的項目中,從而實現對檯燈以及其他各種高壓小器件的控制。

繼電器工作原理

繼電器是可用於控制高壓電子設備的小模組。由於燈等設備的電壓較高,會損壞Arduino,所以需要將它們分隔開來。在繼電器內部,電磁鐵由低壓線控制(例如來自Arduino引腳的引線)。啟動後,電磁鐵會關閉高壓線上的開關。這可以使高壓和低壓電路彼此隔離。

在繼電器的高壓側,有三個連接點。一側為常閉(NC)觸點,中間為公共引腳(COM),另一側為常開(NO)觸點。在繼電器工作電路圖中,從COM出來的線將會指向NC。NC用於將設備保持在開啟狀態,並且僅在您從Arduino發送信號時關閉。如果您希望設備保持關閉狀態,且僅在從Arduino發送信號時打開,那麼請使用NO。出於我們的目的,我們將使用NO,因為我們需要對一盞燈進行打開和關閉操作,就像控制LED那樣。

在繼電器的低壓側,您通常可以看到一個VCC和一個GND引腳,以及與模組中繼電器數量相對應的輸入引腳。模組中至少有一個繼電器,但是有些模組中會有8個或更多的獨立繼電器共用一個電路板。

您的繼電器模組上可能還會有跳線。連接此跳線後,電磁鐵將由Arduino供電。但是,如果繼電器出現問題,則可能會損壞Arduino。如果要用單獨的電源來為繼電器模組供電,請移除此跳線。但是,出於我們的目的,我們將在之後的工作中使用該跳線來進行一個簡單的演示。

警告: 在使用高壓設備的時候請務必小心謹慎。如果處理不當,高壓電纜可能會導致人身傷害甚至死亡。當有電流流通時,切勿觸摸任何裸露的電線。在本指南中,我們將對延長線進行切割,因此請勿在插入插座時對其進行任何修改。只有在完成所有其他工作後才能將您的設備插入高壓插座。

所需零件

雖然我們的目的是完成實現燈光控制的項目,但是其實我們真正需要的是Arduino控制的延長線,因為它們很便宜且易於操作。在一切準備就緒之後,您就可以將燈接入延長線。綜合以上因素,您需要以下零件:

Arduino
繼電器模組
延長線/a>
檯燈
剝線鉗
電線
USB數據線
Arduino IDE

由於接線很複雜,並且需要在保證安全的前提下進行連接,所以最好把Arduino接線放到最後來完成。

代碼

在對繼電器模組進行連接前(以及延長線沒有插入壁裝插座前),您可以將下面的代碼複製到您的IDE中,並將其上傳到Arduino。

void setup()
{
pinMode(8, OUTPUT);
}

void loop()
{
digitalWrite(8, HIGH);
delay(10000);
digitalWrite(8, LOW);
delay(10000);
}

在此代碼的設置部分,我們將設置一個輸出引腳。迴圈部分將用於執行交替打開和關閉繼電器的工作,頻率為每秒十次。您現在可以在此基礎上添加感測器或將其用於燈光控制。您可以嘗試更改燈光亮起的持續時間,或者通過查看我們的指南瞭解如何使用運動感測器來控制燈光,使其在房間內有人移動時自動打開。

如果您想完全更改該代碼,請確認延長線在將Arduino用USB資料線連接到電腦前處於斷開狀態。完成項目後,請務必先斷開高壓電纜。

牢記這一點後,現在我們開始進行接線。

接線

首先,我們需要剪切延長線,以將其連接到繼電器。在繼續之前,請確保您的電線與所有電源之間都已經斷開連接。大多數延長線都包含兩根粘在一起的線纜。一根是地線,外表面有凸起。另一根外表面是光滑的,這是火線,也是我們要接入繼電器的線。

用小刀沿著電線的長度方向將兩根線劃開,然後只對火線(外表光滑的一根)進行剪切以露出裡面的電線。然後,使用剝線鉗剝離少量的絕緣層。輕型延長線通常使用16型號規格,而重型延長線可達到10型號規格。請確保您使用的剝線鉗適用於相應的線型規格。

兩端電線露出後,將一端插入繼電器的NO輸入端,另一端插入COM。在此配置中,除非您從Arduino發送信號以將其打開,否則延長線中不會有電流流通。

完成此部分後,之後的一小段時間內我們不會再用到延長線,但是在完成剩餘工作前不要將其連接到電源

接下來,我們開始進行Arduino接線部分。使用常用Arduino電線將Arduino上的5V連接到繼電器模組上的VCC。然後將Arduino的GND連接到繼電器上的GND。最後,將Arduino上的引腳8連接到繼電器模組上的輸入1(或者您使用的繼電器上的其他任何相應輸入)。

完成後,將電源連接到您的Arduino(可以是一個單獨的電源或者用於上傳草圖的USB資料線),然後將延長線插入壁裝插座。完成這些操作後,您的燈應該會打開十秒,然後再關閉十秒。如果沒有,請查看您的燈具是否打開。

再次提醒一下,當您完成所有工作後,請務必先拔下延長線,然後再處理其他零件。當延長線插入插座時,切勿觸摸延長線表皮脫落部分的裸露電線。