繼電器Relay是以電磁鐵吸住開關的方式運作的一種電子裝置,它由小電流來控制電磁鐵,在電磁鐵的另外一頭是一個可以流通大電壓及電流的開關。當信號為HIGH時,該信號的小電流會讓電磁鐵啟動,使得另外一頭的NO端點導通,如果信號為LOW時,則NO就不通。基於這個運作原理,我們就可以透過Arduino輸出信號的5V低電壓,來安全地控制NO/COM/NC端的110V大電壓及電流的開關與否。

由於繼電器使用的是電磁線圈,所以在運作時需要一些保護Arduino的電路才行,不過,因為繼電器也是非常常用的裝置,所以當然也有廠商把所有的電路都做在一個模組中,我們只要直接把該接的線接起來就可以了,不用去擔心其它有關於電路上的細節問題。在這個單元的實習中,我們使用的是以下的繼電器模組:

繼電器模組底下的3支針腳在板子上有註明,包括+、-、以及S,顧名思義,分別是要接到Arduino的5V以及GND,還有想要當做是輸出的訊號端(在這裡我們使用第7支腳),而另外一端則是可以接到外部110V電器的開關,分別是常開NO、常閉NC、以及接地線 COM。由於是使用電磁碟吸住開關的原理,因此繼電器在運作時會有一個小小的喀的聲音。我們先簡單地把它接起來:

然後寫一個簡單的程式如下:

上述的程式之執行結果,如下面這個影片的樣子,如果你有開聲音的話,應該可以聽到繼電器在運作的聲音,其實還滿大聲的:

既然可以運作了,當然要讓那些 NO/COM/NC開關可以有一些作用,我們的做法是直接使用在前面幾個單元的RGB LED,把RGB三個顏色的線全部都接到5V電源,然後把原本接往GND的「-」改接到繼電器上的COM,再從NO處接到GND的地方,其它的地方則維持不動。不過,因為5V和GND要多接幾個地方,所以要把所有的線路都移到麵包板上,實際接好的樣子如下所示:

程式不用更改,再執行一次,執行樣子如下面的影片所示:

接下來再把光敏電阻的電路接上,如下圖所示:

修改一下程式碼,讓此繼電器可以根據目前的亮度來決定是否點亮LED:

整個過程看起來有些多餘,要點亮LED其實直接利用Arduino就可以完成了。可是,透過繼電器,我們可以把原本LED的連線改為110V的電燈或電扇,整個裝置仍然是可以安全地運作喔。執行的執行結果可以參考以下的影片內容:

 

 

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