概述

家庭自動(dòng)化是業(yè)余愛(ài)好者和電子愛(ài)好者喜愛(ài)的DIY項(xiàng)目之一。此類家庭自動(dòng)化項(xiàng)目的一部分是控制電燈，如燈泡或吊扇。

使用Raspberry Pi（或任何其他平臺(tái)）的家庭自動(dòng)化的主要概念Arduino）使用Raspberry Pi控制不同的電氣負(fù)載。為此，您需要了解如何使用Raspberry Pi控制繼電器，因?yàn)槔^電器是控制電氣負(fù)載的主要組成部分。

如果你有一點(diǎn)點(diǎn)在電子方面的經(jīng)驗(yàn)，您可能已經(jīng)知道繼電器的重要性。如果您是電子學(xué)的初學(xué)者，那么我將解釋繼電器是什么，以及如何使用Raspberry Pi或Arduino的繼電器模塊。

類似項(xiàng)目：如何在ARDUINO上使用5V繼電器？

關(guān)于繼電器和繼電器模塊的簡(jiǎn)要說(shuō)明

什么是繼電器？

通俗地說(shuō)，繼電器是一個(gè)開關(guān)。從技術(shù)上講，繼電器是一種電磁開關(guān)，其中繼電器輸入端的小控制信號(hào)（通常來(lái)自微控制器）將控制高壓電源（通常為交流電源）。

由于這是一個(gè)基于Raspberry Pi的項(xiàng)目，讓我們談?wù)凴aspberry Pi。 Raspberry Pi計(jì)算機(jī)雖然是一個(gè)功能強(qiáng)大的設(shè)備，但它可以在3.3V邏輯上運(yùn)行。

如果你想要這臺(tái)功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)來(lái)控制你的電力負(fù)載，就像沿你的LED燈帶一樣運(yùn)行花園或廚房，您不能直接連接它們，因?yàn)殡娫簇?fù)載在交流電源上工作，Raspberry Pi工作在3.3V DC（技術(shù)上）。

接下來(lái)是繼電器。一種簡(jiǎn)單的機(jī)電設(shè)備，由線圈和少量電觸點(diǎn)組成。當(dāng)線圈通電時(shí)，它充當(dāng)電磁鐵并閉合開關(guān)。如果線圈斷電，線圈失去其磁性并釋放開關(guān)。

因此，通過(guò)控制線圈，您可以控制一個(gè)開關(guān)，這反過(guò)來(lái)將控制電力負(fù)荷。您可以在Raspberry Pi的幫助下控制繼電器的線圈（雖然不是直接的，但需要額外的電路），因?yàn)槟恍枰粋€(gè)小電流來(lái)為線圈供電。

下圖顯示了典型的5V繼電器。它有5個(gè)引腳，即：NO（常開），NC（常閉），COMM（公共）和兩個(gè)線圈端子。

繼電器模塊

即使繼電器線圈需要一個(gè)小電流才能通電，直接從Raspberry Pi驅(qū)動(dòng)它（用于重要的是，任何像8051或Arduino這樣的微控制器都不是一個(gè)好主意。

一種簡(jiǎn)單的方法是通過(guò)晶體管驅(qū)動(dòng)繼電器線圈。下圖顯示了與繼電器相關(guān)的連接。

上面顯示的電路將以最小的電流驅(qū)動(dòng)繼電器元件數(shù)量（晶體管，限流電阻，繼電器和二極管）。

如果你有所有這些元件，那么你可以自己構(gòu)建電路。但如果您認(rèn)為這可能是一項(xiàng)繁瑣的工作，我們還有另一種選擇：繼電器模塊。

繼電器模塊是一個(gè)簡(jiǎn)單的電路板，由繼電器本身和驅(qū)動(dòng)繼電器所需的所有必要組件以及連接負(fù)載所需的連接器組成。

我在這個(gè)項(xiàng)目中使用了雙通道繼電器模塊。它基本上是兩個(gè)繼電器，所有電路都在一塊電路板上。

我建議您接一個(gè)繼電器像這樣的模塊，因?yàn)槟赡茉谖磥?lái)的項(xiàng)目中處理AC Supply并使用螺釘端子連接將使您的工作變得輕松。

如何使用中繼控制繼電器Raspberry Pi？

到目前為止，我們已經(jīng)看到了繼電器，繼電器的必要性，繼電器如何工作以及繼電器模塊。現(xiàn)在有了一個(gè)有趣的部分，即如何使用Raspberry Pi控制繼電器？

如果您理解繼電器的概念，那么您可能需要做的就是控制繼電器的線圈，即如果Raspberry Pi要求負(fù)載接通，則通過(guò)激勵(lì)線圈激活繼電器（從Raspberry Pi發(fā)送HIGH信號(hào)）。

同樣，如果Raspberry Pi想要關(guān)閉負(fù)載，則通過(guò)發(fā)送LOW信號(hào)使線圈斷電。

電路圖

下圖顯示了如何使用Raspberry Pi控制中繼項(xiàng)目的連接。

所需組件

Raspberry Pi 3 Model B

2通道繼電器模塊

兩個(gè)小型白熾燈泡（用于輸出中的演示）

連接電線

電源

計(jì)算機(jī)

電路設(shè)計(jì)

將兩個(gè)中繼通道的輸入連接到Raspberry Pi的GPIO16和GPIO18。然后按照電路圖中的說(shuō)明連接負(fù)載。

小心： 為了保持這個(gè)項(xiàng)目簡(jiǎn)單，我沒(méi)有‘將任何交流負(fù)載（如CFL燈泡）連接到繼電器模塊。但是，如果要控制電氣負(fù)載，在連接到交流電源時(shí)要格外小心。如果需要，請(qǐng)咨詢專家。

代碼

Python腳本項(xiàng)目如何使用Raspberry Pi控制繼電器如下所示。

工作

該項(xiàng)目背后的主要概念是了解繼電器的工作和使用，并使用Raspberry Pi控制繼電器。

項(xiàng)目沒(méi)有什么特別之處。您需要做的就是控制連接到繼電器模塊的GPIO引腳。如果GPIO引腳變?yōu)楦唠娖剑鄳?yīng)的負(fù)載將變?yōu)镺N。

要關(guān)閉負(fù)載，請(qǐng)將GPIO引腳置為低電平。

應(yīng)用

通過(guò)使用Raspberry Pi控制繼電器，您可以控制不同的電氣負(fù)載，例如：

燈光

風(fēng)扇

LED燈條

此外，您可以使用Raspberry Pi實(shí)施家庭自動(dòng)化項(xiàng)目，并具有控制來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)負(fù)載的附加功能。