Arduino学习(六) 继电器实验
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）。
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:
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）
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）
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
继电器底面有5个管脚， 标注了 内部接线， 各脚含义如下：
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:
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）
二极管两个脚有正负极之分， 有一个小环的那个脚为负极
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:
5, 在Arduino IDE中写个Arduino程序控制继电器
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？