一.电路图
二.电路原理分析
1.功能
此继电器电路模块可以通过把左下角LED1的阴级与控制器引脚相连(如图中与单片机P0.8引脚相连),从而可以通过控制引脚的高低电平来驱动继电器的开合。
2.驱动逻辑
当P0.8脚为低电平时,光耦PC817输入端的发光二极管导通发亮,从而使得光耦输出端的光电接收三极管接收到光信号导通。接着,NPN三极管Q1基极会形成高电平使其导通。此时电流顺利通过继电器输入端的电磁线圈产生磁场,继电器右端的开关被吸到3脚,使得3,5两脚相连。从P2接线端子上看就是1,2脚相连,2,3脚断开。
反之,如果P0.8脚为高电平,光耦输出端的接受三极管无法导通,则三极管Q1也无法导通,电流无法通过继电器的电磁线圈。由于没有受到磁力作用,开关则被弹回2脚。从P2接线端子上看,就是1,2脚断开,2,3脚相连。
3.补充说明
1.左侧的LED1是光耦导通指示灯,P0.8为低电平时发光;右侧的LED2是电源指示灯,一旦上电即发光。
2.二极管1N4148起到续流的作用。因为继电器电磁线圈是感性元件,继电器由开到关的瞬间会产生极大的反向电压,加上续流二极管可以使其形成回路(如图所示),从而保护其他元件。
3.光耦的作用:此处由于右侧是继电器,可以控制高电压电流设备的开关,因此为了保护微控制器,加上光耦进行隔离;此外,通过光耦还可以控制大电压,即光耦输入和输出端所连接的VCC可以不同,光耦输出端的VCC可以更大,如12V。
4.需要注意的是:光耦的输入端也相当于一个发光二极管(有正向导通压降,约1.2V),如果VCC为3.3V等较低的电压,当选用的LED1正向压降过大,即使P0.8为低电平也不会令光耦导通。(LED1选择时需注意:不同的颜色压降也不相同,相差甚至能达到2~3V,具体看元件参数)
例如:VCC=+3.3V,LED1的正向导通电压=3.2V,光耦输入端的正向导通电压=1.2V。那么,VCC则不足以使输入电路导通。
当电压条件满足后,还需要考虑光耦的导通电流(一般为1~20mA),如果输入端电流过小,那么光耦输入端的发光二极管发光不足,也不能使光耦输出端三极管导通。而输入电流大小则由电阻R1控制。
例如:VCC=3.3V,Vfled1=1.8V,Vfpc=1.2V,那么可以使光耦正常工作的最大电阻R1=(3.3-1.8-1.2)/0.001=300Ω。
5.选用3V继电器时,“3V”是继电器额定电压,继电器还有个最小工作电压(又叫做吸合电压,一般为75~80%的额定电压),继电器输入端达到此电压即可吸合但可能不够稳定。
6.限流电阻R2的取值和前面三极管开关电路类似,即要考虑继电器的工作电流和三极管放大倍数。
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