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。
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。
再找一个直流电源和一个小灯泡,
在继电器的公共端接入直流电源的正极,常闭端接小灯泡的一个脚,小灯泡的另一个脚接直流电源的负极。
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
}
可以看到小灯泡随着程序的动作闪烁。
根据继电器的耐压值,可以在公共端接入220V电源,被控制器件换成白炽灯泡等器件。
接入高压时一定要慎重,小心触电,检查电路连接,新手容易出现的问题是将电源的两个极未经过负载,直接接入继电器两个端子,造成短路。