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电子说
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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