作者：實作派
Relay 繼電器的目的是以小電流控制大電流的 ON/OFF，利用微電腦 CPU 的 IO（Input/Output）來控制家電甚至動力馬達，常見應用像汽車的方向燈、建築物蓄水池的抽水馬達，也是利用浮球的低電壓訊號來驅動繼電器 ON/OFF，進而驅動抽水馬達。
繼電器 Relay 的構造
下圖就是個很典型的電磁式繼電器 Electromechanical Relay，它右方有個 24 VDC 的電磁鐵與控制電路相連接，啟動時電磁鐵會吸住左方的簧片，如此簧片就會導通，進而讓負載運作。
Relay 4PDT 繼電器（圖片來源：實作派提供）
Relay 規格敘述
繼電器的規格分為兩種，線圈規格與接點規格，前者指的是電磁鐵的規格，用來敘述電磁鐵需要多少電壓電流才能驅動；後者指的是接點規格，用來敘述這個 Relay 可以導通多大的電壓電流。
- 線圈規格
可分為 DC 或 AC 驅動，控制線路必須考慮自身能提供的電壓與電流，這當中線圈的阻抗與電抗也要考慮。
繼電器 Relay 的規格範例（摘自 OMRON MY 系列的 datasheet）
線圈規格通常會標示在外殼的某一面，以這個例子來說它標示在外殼的上方 Top View，要注意的是接腳的順序是 Bottom View，所以從上往下看的話接腳是反序的。
繼電器的外殼會標示線圈規格與接腳（圖片來源：實作派提供）
- 接點規格
接點可導通的電壓電流上限都敘述在這裡，AC 與 DC 的適用規格不同。接點組成是指有幾路會同時導通，例如 DPDT 是 2 路它就會寫 2c，4PDT 是 4 路它就會寫 4c；接點機構若為單點，表示它在每路的接點上，使用一個圓餅形的金屬作為接觸點，雙點則是指在每路接點上的末端會叉成兩路（bifurcation），各自有圓餅形的金屬作為接觸點，接觸效果會變好但 Relay 壽命會變短。
繼電器 Relay 的接點規格（摘自OMRON MY系列的 datasheet）
優缺點
電磁式繼電器的缺點是體積大，切換時會產生很大的噪音，方向燈閃爍時會聽到的滴答聲就是繼電器在 ON/OFF 之間切換的聲音，而且電流大的話還會產生火花；音響擴大機內的音源切換，也能聽到清脆的滴答聲。
音響擴大機內切換音源的 Relay 繼電器（圖片來源：實作派提供）
建築物的抽水馬達控制盤內的繼電器體積更大（如下圖），裡面有電磁接觸器 Magnetic Contactor（MC）與繼電器 Relay，切換時產生的噪音更驚人，火花的亮光透過 MC 的外殼縫隙就隱約能看到。
抽水馬達控制盤的 Relay（圖片來源：實作派提供）
電磁接觸器 MC 某種程度來說它就是個繼電器，它與一般 Relay 的差別是，它配備有消弧功能，專門用在 15 A 以上電流或3 KW 以上功率的裝置，例如馬達的控制，所以 Relay 與 MC 是不同檔次的東西；電磁式繼電器雖然有噪音與火花，它的好處就是接點阻抗很低、頻寬高，因此音響擴大機的後級會透過電磁式繼電器將聲音訊號接入，以確保音質。
時代在進步，有人利用半導體開發了固態電容 Solid State Relay（SSR），裡面是用光耦合的方式來達成隔離效果，而且由於是半導體製程，SSR 切換時速度超快，沒有火花，也沒有噪音，非常地安靜，但缺點就是會熱，因為講到底 SSR 畢竟不是整塊金屬，接點 Close 時的阻抗並不像金屬般低，所以會熱，Open 時的阻抗又不像空氣般的高，所以斷路時還是會有漏電流，至於要選哪一種比較好，端看你的應用。
Relay 電路
既然繼電器有電磁鐵線圈 coil 與開關 switch，所以電路的 Relay 符號就會有這兩樣東西，我畫在下圖。這是個方向燈的例子，左邊是閃爍控制訊號，它的電流比較小，而右方的鎢絲燈泡所需的電流比較大，因此無法直接接在控制電路上，需要用繼電器隔開。
Relay 繼電器燈泡控制應用（圖片來源：實作派提供）
一定有人會問如果是用省電的 LED 燈難道不能直接放在控制電路上嗎？理論上可以，但是我們設計電路時需要考慮到意外狀況，也就是使用者有可能將燈泡兩極短路。如果此時燈炮與控制電路接在一起，可能會將控制線路燒毀，而我希望在意外時刻被燒毀的是繼電器，維修成本較低，而且它通常會插在專屬的區域插座上，比較方便更換。
彈跳現象 Bounce
眼尖的你應該會發現上圖繼電器的線圈端並聯了一個反向的二極體，這是為了減少 ON/OFF 瞬間產生的彈跳震盪 Bounce，這種震盪會造成如下圖的 EMI 干擾，你一定不希望車子在關鍵時刻不聽使喚，只因為你打了方向燈，詳細的內容可以參考這篇。
遭受電磁干擾的 I2C 訊號（圖片來源：實作派提供）
RELAY FORM A/B/C/D
如果你選購過繼電器，一定會發現 Relay 規格有所謂的 FORM A 或者 FORM C，這是什麼呢？我說明如下，這是繼電器型式的簡稱，畫圖如下。
繼電器的型式（圖片來源：實作派提供）
- Form A
表示常開型 Normal Open 的單刀單擲（Single Pole Single Throw，SPST），若單一包裝內有兩組則標示為 2 Form A，也稱為 DPST，以下類推。
- Form B
表示常閉型 Normal Close 的單刀單擲 SPST。
- Form C
表示單刀雙擲（Single Pole Double Throw，SPDT），切換的過渡時期新舊端點都不會觸碰到，最終會停在新端點上，若有兩組則稱為 2 Form C 或是 DPDT（Double Pole Double Throw），以下類推。
- Form D
表示單刀雙擲 SPDT，切換的過渡時期新舊端點都會觸碰到，最終會停在新端點上。
注意 Relay 極性
雖然說 Relay 裡面是電磁鐵驅動，理當沒有極性之分，但為了方便 User 使用，有些 Relay 會幫你安裝好 Flyback 二極體，有些還會安裝 LED 指示，這時你就需要注意極性了，若電源反接很可能燒掉自己的控制電路。
各種繼電器的變化選項（摘自 OMRON MY 系列的 datasheet）
（本文經同意轉載自實作派電子實驗室、原文連結；責任編輯：賴佩萱）
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