单片机上面的继电器工作原理及其作用

本文详细介绍了单片机通过继电器实现弱电控制强电的原理,涉及三极管的开关作用、继电器的工作模式和保护二极管的作用。重点讲解了电路图、驱动过程以及如何利用继电器控制大功率负载,如电机。适合初学者理解继电器在电子工程中的应用。

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继电器简介

单片机接继电器电路,用偏小的信号,达到直接控制大电流负载的目的,即弱电控制强电。单片机的引脚输出来控制继电器的闭合与断开。
在这里插入图片描述
从电路图可得知,继电器只有一个接口J2与单片机相连接。当接低电平时,继电器闭合;当接高电平时,继电器断开。继电器的闭合可通过叫做DK的LED显示出来。

这是典型的继电器驱动电路图,这样的图在网络上随处可以搜到,并且标准教科书上一般也是这样的电路图

为什么要明白这个图的原理?
单片机是一个弱电器件,一般情况下它们大都工作在5V甚至更低.驱动电流在mA级以下.而要把它用于一些大功率场合,比如控制电动机,显然是不行的.所以,就要有一个环节来衔接,这个环节就是所谓的"功率驱动".继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节.在这里,继电器驱动含有两个意思:一是对继电器进行驱动,因为继电器本身对于单片机来说就是一个功率器件;还有就是继电器去驱动其他负载,比如继电器可以驱动中间继电器,可以直接驱动接触器,所以,继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口.这个很重要,因为,一直让我们的电气工程师(我指的是那些没有学习过相应的电子技术的)感到迷惑不解的是:一个小小的芯片,怎么会有如此强大的威力来控制像电动机这样强大的东西?

怎么样理解这个电路图?
要理解这个电路,其实也比较容易.那么请您按照我的思路来,应该没有问题:
首先的,里面的三极管很重要.三极管是电子电路里很重要的一个元件.怎么样理解三极管呢?
简单的来说三极管有两个作用一个是放大作用,一个是开关作用.(严格来讲开关作用是放大作用的极限情况,不过没关系,把两者分开,更便于理解它的工作原理).在这里,我们只了解它跟本电路有关的开关作用.
首先把三极管想成一个水龙头.

上面的Vcc就是水池,继电器是一个水轮机,下面的GND是比水池低的任何一点.刚才说过,三极管就是水龙头,它的把手就是那个带有电阻的引脚.
现在,单片机的某一个需要控制这个继电器电路的输出引脚就是一只"手",当单片机的这个引脚输出低电平的时候,就像"手"在打开三极管"水龙头",水就从上往下流,继电器"水轮机"就开始转起来了.反之,如果是输出高电平,“手"就开始关"水龙头”,继电器"水轮机"因为没有水流下来,就会停止.
这就是三极管的开关作用.
简单的理解和记忆就是:三极管是一个开关器件,其实你真的可以将它看成是一个开关,只不过它不是用手来控制,而是用电压(电流)来控制的,因此,三极管有些时候也被称做电子开关(与机械开关相区别).

图上还有一个东西,是保护二极管,如果不需要深入理解的话,你大可不必追就为什么有它存在,但是一定得记住,只要是用三极管驱动继电器的场合,一般都有它的存在.需要特别注意的是它的接法:并联在继电器两端 阴极一定是接Vcc

【电子制作实验室--转】

http://www.xie-gang.com/DJS.htm

在这里插入图片描述
引脚图,VCC就是电源正极,GND就是电源负极,IN是通断信号的输入引脚
在这里插入图片描述

而另一边,NC即常闭端(normal close),COM即公共端,NO即常开端(normal open)。在中学物理中已经学过,开路即通路、断路,闭合指的是开关闭合,也就是说,在没有任何上电之类的动作时,NC和COM端相当于已经连通,这种继电器模块的连线一般为
在这里插入图片描述
因为在一般情况下NC是闭合的,所以我们要接到NO接口,然后信号输入引脚即IN引脚给低电平,NC端断开,NO端闭合,负载端电路形成闭合回路,开始工作,当IN端给高电平时,NO端断开,负载即停止工作。

如果想一直工作,给信号停止工作,即把NO端的连线接在NC端就行了。(切记:继电器的GND要和单片机的GND接在一起共地,也可以使用同一个电源来达到共地的效果)

继电器被发明的目的使用来用弱电控制强电,保证人们不会在高压电路中因为某种因为发生危险(当然单片机使用的继电器模块驱动电流很小,甚至光耦隔离的继电器,只需要一个低电平的信号即可触发,并不需要太大的电流。如果是工业级的继电器,可能需要几安培的电流才能驱动,所以不建议大家使用)

继电器模块的大概使用方法已经讲完了,下面介绍一下工作原理,先上图:

在这里插入图片描述
个大概就是继电器模块内部的原理了(本人小白理解浅陋,如果有错误希望大家留言指正,我一定会修改错误)。

PS:图中为PNP型三极管,基极为0是,发射极有电压,三极管导通,所以给低电平会吸合。

当输入口给低电平时,这个线圈便会因为电生磁原理将COM端的动子吸下来,完成吸合。

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版权声明:本文为优快云博主「ChuckieZhu」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/qq_38431572/article/details/80657407
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继电器工作原理:将弱电和强电分离开来
在这里插入图片描述
电磁线圈通电,衔铁被吸附BC触点连接,线圈断电,衔铁松开,AB触点连接

驱动电路原理图:在这里插入图片描述

### 风扇继电器电路原理图设计 在涉及风扇控制的应用中,继电器是一种常见的开关元件,用于通过低功率信号控制高功率负载设备。基于提供的参考资料[^3],可以构建一种典型的风扇继电器控制电路。 #### 1. 继电器基本功能 继电器的核心作用是通过微弱的电信号控制大电流回路的开闭状态。对于风扇控制而言,继电器能够隔离单片机或其他控制器与高电压、大电流环境之间的联系,从而保护控制系统免受损坏。 #### 2. ESP8266与继电器配合方案 资料提到使用ESP8266作为核心处理器来控制继电器的状态变化。具体来说,ESP8266的一个GPIO引脚(如D4)被配置为输出模式,用来向继电器模块发送高低电平信号。当GPIO设置为高电平时,继电器吸合,使风扇所在的电路连通;反之,则断开电路停止风扇运行。 以下是简化版硬件连接方式描述: - **输入侧**:ESP8266 的 D4 引脚连接至继电器模块 IN 输入端; - **输出侧**:风扇电机两端分别接到继电器常开端(NO) 公共端(COM),另一端接入电源正负极形成完整回路。 #### 3. 原理图示意 虽然未直接给出完整的原理图纸,但可以根据上述说明绘制大致结构如下: ```plaintext +-------------------+ | | | ESP8266 |----> GPIO(D4) | | ↓ +-------------------+ Relay Module | v +-----------+----------+ | | NO (Normal Open) COM(Common) ↑ | Fan Motor Power Supply(+,-) ``` 此图为逻辑框形式表示方法,并非严格电气工程标准图形表达,请参照实际产品手册获取更精确版本。 #### 4. 软件部分概述 除了物理连线之外,还需要编写相应的固件代码让整个系统运作起来。按照指引完成Arduino IDE环境搭建以及必要库文件引入之后,在草稿区内定义好相关参数变量名及其初始值设定过程即可实现基础功能开发需求。 ---
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