這幾天剛好在做一個遠程控制強電的小項目，剛好用到了6路繼電器來控制220V的強電做遠程的控制。想起了不少小伙伴都問過的一個問題，或者說是犯過的錯。用單片機IO直接驅動繼電器和電磁閥？雖然這個問題對于老鳥來說不值一提，但對于很多初學單片機的小伙伴來說，很多人還是不知道的。今天我們就來說說繼電器。

既然是初學者，先簡單介紹一下繼電器是個什么東西。

上圖是隨便找到的兩個不同型號的繼電器。繼電器就是個開關，這個開關是由它內部的線圈控制的，給線圈通電，繼電器就吸合，開關就動作了。絕大部分的繼電器反面都會有如下圖一樣的標識，看標識也就能看出，下圖中1腳2腳之間是線圈，3腳和5腳在繼電器不動作的時候是連一起的，當1腳2腳上加電壓后，繼電器動作，此時3腳就斷開5腳，吸合到了4腳上去。

比如你要控制一條線的通斷，就可以把這條線故意搞斷以后，一端接到3腳，一端接到4腳，然后通過給線圈通電和斷電，就可以控制這條線的通斷了。我們通過單片機開控制1腳2腳上的線圈通電就可以控制這個開關的閉合與斷開了。 線圈1腳和2腳加多大電壓呢？ 這個問題，需要看你用的繼電器的正面，比如藍色這個繼電器，最下面一行字為“SRD-05DCV-SL-C”，其中的“05DCV”就表示線圈上所需要的電壓值，在此表示需要直流5V電壓才能驅動這個繼電器吸合。 ? 前面我們說過了，可以用單片機控制這個線圈上的電壓，你可以直接用兩只手拿上5V和GND兩條線直接通到繼電器線圈的兩個引腳，就會聽到響聲了。 那用單片機怎么給他加電壓？我們知道，單片機引腳就可以輸出5V，是不是直接用單片機引腳連接繼電器線圈，就可以了呢？ 答案當然不是的！ 下面我們來測試一下，用萬用表測量一下這個線圈的電阻，如下圖所示這個繼電器的線圈上的電阻是67.3Ω，假設我們把這個線圈當做一個電阻來看的話，在它兩端加上5V的電壓，歐姆定律用上一算，電流就是74mA左右。但是，我們單片機的普通引腳最大輸出10mA電流，大電流的引腳最大輸出20mA電流（具體的單片機輸出能力需要參照單片機的datasheet）。

通過上面的計算，雖然5V的單片機可以輸出5V的電壓，但是輸出電流能力有限，遠遠達不到驅動繼電器的電流，所以無法直接驅動繼電器。假如我們采用灌電流的連接方式，這樣很有可能直接燒壞單片機的IO口。 這時候我們就需要想辦法，想想怎么能通過小電流來控制大電流呢，此時我們應該不叫容易想到的三極管，比如比較常用的S8050三極管，ICE最大允許電流是500mA，遠遠大于70mA，所以用S8050驅動繼電器絕對是沒有問題的。電路圖如下所示：

看上圖，ICE也就是從C流到E的電流，就是和繼電器線圈一條線的電流。NPN三極管，在這里就是個開關，單片機引腳輸出5V高電平，ICE就導通繼電器就會吸合；單片機引腳輸出0V低電平，ICE就截止，繼電器就不吸合。值得注意的是，剛才計算時候我們是吧線圈當作了電阻，而實際它是線圈，線圈內的電流不能突變，所以在斷開的瞬間會形成反向電動勢，上圖中的二極管就是為了釋放這個反向電動勢而設計的。 同理，電磁閥也是一種電阻很小功率很大的負載，也需要按照上述歐姆定律的方法，選擇合適的驅動元件。 在更多的使用場景下，在同一個項目中可能需要驅動多個繼電器，此時采用分立元件三極管來驅動可能就會有寫繁瑣了，此時可以采用一些驅動芯片，比較常見的有達林頓管ULN2003、ULN2803。采用這樣的集成芯片驅動可以讓電路變得簡潔，還可以增加可靠性。如果需要更加保險的考慮的話可以在輸入驅動信號的地方采用光耦作為隔離。

編輯：黃飛

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