如何使用继电器控制灯或其他高压电子设备

这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。

Arduino板可用于控制LED、小型伺服系统和传感器等低压电子设备。但是当您想要控制更大的东西时(例如一盏灯或者某些需要使用延长线来插入插座的设备),Arduino就无法执行这些消耗功率过大的工作了。这时候,您需要一个继电器。本指南将向您展示如何将继电器添加到您的项目中,从而实现对台灯以及其他各种高压小器件的控制。

继电器工作原理

继电器是可用于控制高压电子设备的小模块。由于灯等设备的电压较高,会损坏Arduino,所以需要将它们分隔开来。在继电器内部,电磁铁由低压线控制(例如来自Arduino引脚的引线)。启动后,电磁铁会关闭高压线上的开关。这可以使高压和低压电路彼此隔离。

在继电器的高压侧,有三个连接点。一侧为常闭(NC)触点,中间为公共引脚(COM),另一侧为常开(NO)触点。在继电器工作电路图中,从COM出来的线将会指向NC。NC用于将设备保持在开启状态,并且仅在您从Arduino发送信号时关闭。如果您希望设备保持关闭状态,且仅在从Arduino发送信号时打开,那么请使用NO。出于我们的目的,我们将使用NO,因为我们需要对一盏灯进行打开和关闭操作,就像控制LED那样。

在继电器的低压侧,您通常可以看到一个VCC和一个GND引脚,以及与模块中继电器数量相对应的输入引脚。模块中至少有一个继电器,但是有些模块中会有8个或更多的独立继电器共享一个电路板。

您的继电器模块上可能还会有跳线。连接此跳线后,电磁铁将由Arduino供电。但是,如果继电器出现问题,则可能会损坏Arduino。如果要用单独的电源来为继电器模块供电,请移除此跳线。但是,出于我们的目的,我们将在之后的工作中使用该跳线来进行一个简单的演示。

警告:在使用高压设备的时候请务必小心谨慎。如果处理不当,高压电缆可能会导致人身伤害甚至死亡。当有电流流通时,切勿触摸任何裸露的电线。在本指南中,我们将对延长线进行切割,因此请勿在插入插座时对其进行任何修改。只有在完成所有其他工作后才能将您的设备插入高压插座。

所需部件

虽然我们的目的是完成实现灯光控制的项目,但是其实我们真正需要的是Arduino控制的延长线,因为它们很便宜且易于操作。在一切准备就绪之后,您就可以将灯接入延长线。综合以上因素,您需要以下部件:

Arduino
继电器模块
延长线
台灯
剥线钳
电线
USB数据线
Arduino IDE

由于接线很复杂,并且需要在保证安全的前提下进行连接,所以最好把Arduino接线放到最后来完成。

代码

在对继电器模块进行连接前(以及延长线没有插入壁装插座前),您可以将下面的代码复制到您的IDE中,并将其上传到Arduino。

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

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

在此代码的设置部分,我们将设置一个输出引脚。循环部分将用于执行交替打开和关闭继电器的工作,频率为每秒十次。您现在可以在此基础上添加传感器或将其用于灯光控制。您可以尝试更改灯光亮起的持续时间,或者通过查看我们的指南了解如何使用运动传感器来控制灯光,使其在房间内有人移动时自动打开。

如果您想完全更改该代码,请确认延长线在将Arduino用USB数据线连接到计算机前处于断开状态。完成项目后,请务必先断开高压电缆。

牢记这一点后,现在我们开始进行接线。

接线

首先,我们需要剪切延长线,以将其连接到继电器。在继续之前,请确保您的电线与所有电源之间都已经断开连接。大多数延长线都包含两根粘在一起的线缆。一根是地线,外表面有凸起。另一根外表面是光滑的,这是火线,也是我们要接入继电器的线。

用小刀沿着电线的长度方向将两根线划开,然后只对火线(外表光滑的一根)进行剪切以露出里面的电线。然后,使用剥线钳剥离少量的绝缘层。轻型延长线通常使用16型号规格,而重型延长线可达到10型号规格。请确保您使用的剥线钳适用于相应的线型规格。

两端电线露出后,将一端插入继电器的NO输入端,另一端插入COM。在此配置中,除非您从Arduino发送信号以将其打开,否则延长线中不会有电流流通。

完成此部分后,之后的一小段时间内我们不会再用到延长线,但是在完成剩余工作前不要将其连接到电源。

接下来,我们开始进行Arduino接线部分。使用常用Arduino电线将Arduino上的5V连接到继电器模块上的VCC。然后将Arduino的GND连接到继电器上的GND。最后,将Arduino上的引脚8连接到继电器模块上的输入1(或者您使用的继电器上的其他任何相应输入)。

完成后,将电源连接到您的Arduino(可以是一个单独的电源或者用于上传草图的USB数据线),然后将延长线插入壁装插座。完成这些操作后,您的灯应该会打开十秒,然后再关闭十秒。如果没有,请查看您的灯具是否打开。

再次提醒一下,当您完成所有工作后,请务必先拔下延长线,然后再处理其他部件。当延长线插入插座时,切勿触摸延长线表皮脱落部分的裸露电线。

DevicePlus 编辑团队
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