Arduino继电器控制

微控制器是嵌入式系统的核心。针对不同的应用，有各种类型的嵌入式系统。嵌入式系统的应用范围从控制小型直流电机到工业自动化。当涉及到控制高压设备时，微控制器通常依赖于继电器来驱动它们。继电器充当低功率微控制器和高压设备之间的桥梁。

在这个项目中，我们将使用Arduino UNO控制一个继电器，以驱动像电机一样的高电流负载。虽然该项目被解释为驱动一个简单的电机，类似的实现可以应用于控制高压交流装置。

线路图

组件

• Arduino UNO
• 继电器
• 1N4007 PN结二极管
• 2 n2222 NPN型晶体管
• 1 kΩ电阻器
• 按钮
• 原型板
• 电源- 5V和12V
• 连接电线

组件描述

Arduino UNO:如项目介绍中所述，采用单片机驱动继电器。因此，本项目采用了基于ATmega 328P单片机的原型板Arduino UNO。

继电器继电器是一种开关，在低功率电路和高功率电路之间提供连接。机电式继电器是最常用的继电器，由作为电磁铁的线圈和移动触点组成。

一般继电器由五个端子组成:两个线圈端子，一个公共端子(COMM)，一个常开端子(NO)和一个常闭端子(NC)。

来自微控制器的低功率信号被给予线圈(通常通过晶体管)和其他三个终端，即NO, NC和COMM连接到高压电源连同负载。更多的信息关于继电器及其工作原理．

1 n4007二极管:该二极管在电路中充当反激二极管或自由转动二极管。这种二极管常用于感应电路中。当电路的电源被关闭时，由于继电器中的线圈是一个电感，它的电流不能立即改变。在这种情况下，一个自由流动的二极管提供了一个通向电流的路径。

二极管常用于直流供电的电感电路，而缓冲器电路则用于交流供电的电感电路。

2 n2222晶体管:它是一种NPN晶体管，通常用于电流高达1 A的中功率放大器和开关应用。在这个项目中，它被用作打开或关闭继电器的开关。

电路设计

本项目使用Arduino UNO演示继电器的高压驱动能力。文中介绍了电路的设计。

2N2222晶体管的基端通过1KΩ限流二极管连接到Arduino的任意一个数字I/O引脚(在本项目中，基端连接到Arduino的引脚7)。晶体管的发射极端与地相连。

继电器的一个线圈端子连接到晶体管的集电极端子，而另一个端子连接到电源电压。继电器线圈端子的供电电压取决于继电器的额定电压。有的额定电压为5V，有的额定电压为12V。在这个项目中，它连接到5V。

如电路图所示，在继电器的线圈两端连接一个自由二极管。

当来到继电器的触点端子时，在常开(NO)端子和普通(COMM)端子之间串联一个12V电机和一个12V电源，如图所示。

Arduino的Pin 12和地面之间有一个按钮，用来决定什么时候打开继电器，什么时候关闭继电器。

项目工作原理

该项目背后的意图是解释一个微控制器(在这种情况下，Arduino)如何使用继电器来控制一个高电压和大电流的设备。该项目的工作原理在于继电器的功能，并在这里加以说明。

当系统上电时，Arduino等待按钮被按下(根据编写的代码)。按钮端子在内部拉起。因此，当按下按钮时，Arduino检测到逻辑0 (LOW)。

这将发送一个逻辑1 (HIGH)信号到引脚7，这是连接到晶体管的底座。结果，晶体管被接通。当继电器的线圈端子中的一个连接到晶体管的集电极(该集电极被接通)时，晶体管的电源、线圈和集电极-发射极端子之间就形成了导通路径。

正因为如此，继电器中的线圈获得能量，并起到电磁铁的作用。结果，线圈的动触点，最初在常闭(NC)位置，将被吸引到电磁铁和移动到常开(NO)位置。这个动作将完成电机电路，因此，电机开始旋转。

只要按下按钮，电机就会一直转动。一旦按钮被释放，晶体管被关闭，继电器中的线圈被断电。因此，触点回到常闭位置，电机被关闭。

谨慎当使用交流连接的继电器时，必须非常小心。即使是最轻微的接触也可能是危险的，甚至可能是致命的。

应用程序

• 在这个项目中，Arduino控制继电器使用一个大电流直流电机。
• 如前所述，该电路可扩展为交流系统。这种电路可用于实现交流电机控制、家庭自动化、家电远程控制等。
• 该电路也可以实现在高功率直流系统，如电机，伺服等。

项目代码