继电器是一种电子控制器件，是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”，通常应用于自动控制电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

本篇介绍继电器的使用，通过串口发送命令来控制继电器动作。

1. 继电器介绍

继电器原理

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

继电器原理

继电器封装

不同的继电器根据其控制电压、触点耐压等不同，其外形和封装也各不相同。

不同继电器

本次实验使用的继电器为6脚5V继电器，其外形如上图右侧，其封装引脚如下图所示：

封装引脚

其中2脚和5脚为线圈端，1脚和6脚为触点的COM公共端，3脚为常开端，4脚为常闭端。想要控制继电器只需要在线圈端加5V电压即可使常开端闭合。

继电器控制

一般继电器都有专用的控制电路，最常用的一种是使用PNP型三极管做为控制开关，通过控制三极管基极来导通三极管使得线圈形成回路。另一种是使用光耦进行控制，通过控制光耦来控制线圈工作。在控制高压设备时，通常继电器的触点还需要添加RC消火花电路。

2. 实验材料

Uno R3开发板

配套USB数据线

面包板及配套连接线

5V继电器

220Ω限流电阻

LED发光二极管

3. 实验步骤

1. 根据原理图搭建电路。

继电器的2脚和5脚分别连接开发板13引脚和GND。继电器公共端1脚(或6脚)连接5V，继电器常开端3脚连接限流电阻，电阻另一端连接LED灯正极，其负极连接GND。

实验原理图如下图所示：

实验原理图

实物连接图如下图所示：

实物连接图

2. 新建sketch，拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。1/*

2   Relay

3   继电器控制，通过串口控制继电器开关LED灯

4*/

5int incomedate = 0;

6int relayPin = 13; //继电器引脚

7

8void setup() {

9  pinMode(relayPin, OUTPUT);

10  Serial.begin(9600); //设置串口波特率9600

11}

12

13void loop() {

14

15  if (Serial.available() > 0)//串口接收到数据

16  {

17    incomedate = Serial.read();//获取串口接收到的数据

18    if (incomedate == 'H')

19    {

20      digitalWrite(relayPin, HIGH);

21      Serial.println("LED OPEN!");

22    } else if (incomedate == 'L')

23    {

24      digitalWrite(relayPin, LOW);

25      Serial.println("LED CLOSE!");

26    }

27  }

28

29}

3. 连接开发板，设置好对应端口号和开发板类型，进行程序下载。

程序下载

4. 打开串口监视器，调整波特率为9600，输入"H"，串口返回"LED

OPEN!"，继电器控制LED灯点亮；输入"L"，串口返回"LED CLOSE!"，继电器控制LED灯熄灭。

实验现象

将实验中的5V控制LED灯换成220V控制白炽灯道理也是一样的，继电器使得我们能够控制各种高压外设。

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