单片机能否点亮家庭电路中的灯?怎么实现?
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单片机肯定可以点亮家庭中的灯。单片机一般控制输出电压是3.3V或者5V,家庭中的电灯供电为220V。这里就要一个叫继电器的硬件,继电器,开关电器的一种,通常用单片机控制,弱电控制强电。
下面讲讲如何实现例子。举个用树莓派用Python控制Arduino点亮LED。将Arduino中的13引脚接继电器输入端,输出端220V电灯按单火接法常开触点。
安装环境
1)一般情况树莓派镜像文件中自带Python运行环境
2)在树莓派下安装Arduino IDE sudo apt-get install arduino
3)串口通信库,这样才能利用USB口跟Arduino通信 sudo apt-get install python-serial
准备工作
1)板子型号 Arduino UNO
2)选择串口 /dev/tyyACM0
从图形界面下载程序
下载程序源码:
int led = 13;
void setup () {
pinMode(led, OUTPUT); //LED 12 como salida Serial.begin(9600); //Inicializo el puerto serial a 9600 baudios
}
void loop () {
if (Serial.available() > 0) { //Si está disponible char c = Serial.read(); //Guardamos la lectura en una variable
char if (c == 'H') { //Si es una 'H', enciendo el LED
digitalWrite(led, HIGH);
} else if (c == 'L') { //Si es una 'L', apago el LED digitalWrite(led, LOW);
}
}
Python脚本
源码:
import serial
Arduino_UNO = serial.Serial('/dev/ttyACM0', 9600)
print("Hello From Arduino!")
while True:
command = raw_input('Enter the command ') Arduino_UNO.write(command)
if command == 'H':
print('LED ON')
elif command == 'L':
print('LED OFF')
arduino_UNO.close()
树莓派操作命令
sudo python
ControlArduinoFromRasp.py
Hello From Arduino!
Enter the command H
LED ON
Enter the command L
LED OFF
结果现象
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根据提问者的意思,能否使用单片机点亮家庭电路中的灯?当然可以,对于熟悉单片机的人来说,原理很简单!
单片机属于微控制系统,属于弱电部分,一般供电电压5V或3.3V,而家庭电路中的灯属于强电部分(220V交流电)。相当于弱电控制强电,在实际应用中常有的事,比如控制器控制电机运行,以及各种机床、机械手等都有弱电系统控制强电的部分,单片机相当于系统的大脑,指挥各模块运作。
控制部分原理很简单,利用单片机的一个I/O口,设置为输出端口,低电平时控制家庭中的高压部分线路接通,高电平时线路断开。高压线路开关部分可以使用继电器、三极管、场效应管、可控硅、IGBT等,其中使用机械继电器原理设计最简单,因为机械继电器控制部分(线圈)与触点之间完全物理隔离,不需要专门进行弱电与强电部分隔离设计。若使用三极管、场效应管、可控硅、IGBT等芯片进行控制强电线路通断,需要考虑控制电路电源与220V电源之间进行隔离设计。
实例讲解:下图为使用24V继电器当电子开关控制220V交流电火线,从而控制灯泡亮/灭,将单片机I/O口设置为输出端口,由于I/O口驱动电流很弱,一般只有几mA左右,不能直接驱动继电器,因此通过三极管进行电流放大驱动,下图使用两个三极管进行驱动继电器,原因是单片机复位时I/O口默认高电平(3.3V),因此使用低电平驱动继电器工作。
具体原理分析:当I/O口输出高电平时,三极管Q1导通,Q2截止,继电器不吸合;当I/O口输出低电平时,三极管Q1截止,Q2导通,继电器吸合,灯泡点亮。
总结:单片机属于微处理器,相当于人的大脑,功能很强大,它可以控制很多东西,控制家庭中线路的灯那是非常简单的事。若使用三极管、场效应管、可控硅等电子元件作为电子开关时,注意隔离设计,因为单片机系统属于弱电部分,经不起强电的冲击,系统设计时一般都会将强电和弱电进行隔离,提高系统可靠性。
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当然可以了,非常简单。
下面简单分享一下制作过程。
单片机
首先,我们要知道单片机是什么。
形象一点说,单片机就是一台超小型的电脑,只不过与电脑比起来性能要弱很多,但是电脑有的功能,单片机基本都有。麻雀虽小五脏俱全嘛。
单片机的工作电压一般都是3.3V或者5V。
而且它可以输出的电流非常小,最多10几毫安。
那它怎么驱动家庭电路中的灯呢?
灯泡都是220V的电压,我们单片机只有区区5V,这样直接驱动不就把单片机给烧了吗。
就如下图所示的这种接法,单片机根本承受不了这么大的电压,会被直接击穿的。
那该怎么办呢?
继电器
这时候有一个原件可以帮到我们,那就是继电器。
它的原理很简单,当我们用单片机给它5V电时,220V就能接通;当我们给它0V时,220V这一侧就是断开的。
如果用单片机控制的话,接线图大致是下面这样的,我这个图是简化的,有很多线没有绘制,为的是让大家更容易理解。
在实际应用中,单片机不能直接驱动继电器,这时候我们还需要再加一个三极管,用三极管去驱动继电器。
还有继电器内部是线圈,我们还需要给继电器并联一个二极管,来达到续流的目的。