《ESP32 入門》NodeMCU-32S 繼電器(Relay)控制直流馬達
用ESP32搭配繼電器模組，控制電池盒供電的直流馬達。教學涵蓋繼電器原理、接線方式、程式碼與 GPIO 選擇注意事項，適合初學者入門自動化控制。
ESP32 的 GPIO 只能輸出 3.3V或5V 的低電流訊號，沒辦法直接驅動馬達、電燈這類需要較大電流的設備。這時候就需要繼電器(Relay)來幫忙了。繼電器就像一個由程式控制的開關，我們可以用 ESP32 送出訊號來切換通電或斷電，如果你想做智慧家電或自動化控制，一定少不了它！
本篇會用 NodeMCU-32S 搭配常見的 1 路繼電器模組，控制一顆由電池盒供電的直流小馬達，讓它轉 3 秒、停 2 秒，不斷循環。
認識繼電器模組
本範例以常見的 1 路繼電器模組為主進行說明，市面上還有 2 路、4 路、8 路的繼電器模組，不過控制方式基本是一樣的。
繼電器上面會印有容許的電壓和電流，例如 10A 125V AC 或 10A 28V DC，使用前一定要確認你接的負載在規格範圍內。
繼電器模組通常分成兩邊，各有接腳：
控制端（PIN 腳那側）
跟 ESP32 溝通用的，通常有 3 個接腳：
- VCC（或 +）：接 ESP32 的電源。注意！ 大部分繼電器模組標示 VCC 為 5V，但 NodeMCU-32S 的 VIN 腳在 USB 供電時可以輸出 5V，所以我們把 VCC 接到 VIN。如果你的模組支援 3.3V，也可以接 3V3 腳，但請先確認模組規格。
- GND（或 -）：接 ESP32 的 GND。
- IN（或 SIG）：訊號線，透過這個腳位來控制繼電器的開或關。
負載端（螺絲端子那側）
用來接外部電源和設備：
- COM（Common）：共用端，一般把外部電源的正極接到這裡。
- NO（Normal Open）：常開，正常情況下不通電。當繼電器被觸發時，COM 和 NO 才會導通。
- NC（Normal Close）：常閉，正常情況下是通電的。當繼電器被觸發時，COM 和 NC 反而斷開。
NO 和 NC 一次只會接一個，看你的需求決定接哪一個。
我們這次要控制的馬達，平常不需要轉動，只有程式觸發時才轉，所以接 NO 是最合適的。
高電平 vs 低電平觸發
繼電器模組的背面通常會標示「高電平觸發」或「低電平觸發」，有些模組可以用 Jumper 切換。高電平觸發就是訊號給 HIGH 時繼電器導通；低電平則是給 LOW 時導通。
本範例以高電平觸發的繼電器模組進行示範。
💡 小提醒：有些ESP32 的 GPIO 輸出為 3.3V，大部分 5V 繼電器模組的光耦合器仍然可以被 3.3V 觸發，但少數模組可能不行。如果你發現控制不了，可以將 VCC 接到 VIN（5V），或選購標示支援 3.3V 的繼電器模組。
準備材料
| 材料 | 數量 |
|---|---|
| NodeMCU-32S 開發板 | 1 |
| 1 路繼電器模組（5V，高電平觸發） | 1 |
| 直流小馬達（3V~6V） | 1 |
| 電池盒（2 顆 AA，共 3V） | 1 |
| AA 電池 | 2 |
| 杜邦線 / 麵包板跳線 | 若干 |
| 麵包板 | 1（選用） |
接線方式
控制端接線（繼電器模組 ↔ ESP32）
| 繼電器模組 | NodeMCU-32S |
|---|---|
| VCC（+） | VIN（5V） |
| GND（-） | GND |
| IN | GPIO 16 |
負載端接線（繼電器模組 ↔ 馬達 ↔ 電池盒）
| 接腳 | 接線說明 |
|---|---|
| COM | 接電池盒的 正極（紅線） |
| NO | 接馬達的 正極 |
| 馬達負極 | 接回電池盒的 負極（黑線） |
整個迴路的電流走向是：電池盒正極 → COM → NO → 馬達正極 → 馬達負極 → 電池盒負極。當繼電器未觸發時，COM 和 NO 之間是斷開的，馬達不會轉；觸發後 COM 和 NO 導通，電流通過，馬達就轉起來了。
⚠️ 注意：馬達的電源來自電池盒，不是 ESP32。ESP32 只負責送出訊號控制繼電器的開和關，馬達的驅動電流完全由電池盒提供。這也是繼電器的核心概念：用低功率的訊號去控制高功率的電路。
程式碼
我們透過 GPIO 16 來控制繼電器，程式非常簡單。digitalWrite(16, HIGH) 觸發繼電器讓馬達轉動，digitalWrite(16, LOW) 則讓馬達停下來。
const int relayPin = 16; // 繼電器訊號線接 GPIO 16
void setup() {
pinMode(relayPin, OUTPUT);
digitalWrite(relayPin, LOW); // 預設不觸發
}
void loop() {
digitalWrite(relayPin, HIGH); // 觸發繼電器，馬達轉動
delay(3000); // 轉 3 秒
digitalWrite(relayPin, LOW); // 關閉繼電器，馬達停止
delay(2000); // 停 2 秒
}
上傳程式後，你應該會聽到繼電器「喀」一聲，馬達開始轉動 3 秒，接著繼電器再「喀」一聲斷開，馬達停止 2 秒，如此不斷循環。
ESP32 GPIO 使用注意事項
ESP32 不是每個 GPIO 都適合拿來當輸出使用，以下幾個腳位要避開：
- GPIO 0、2、12、15：這些是 Strapping Pins，開機時的電平會影響 ESP32 的啟動模式，拿來接繼電器可能導致上傳程式失敗或開機異常。
- GPIO 6~11：連接內部 SPI Flash，不能使用。
- GPIO 34、35、36、39：這四個腳位是純輸入（Input Only），不能輸出訊號。
本範例使用的 GPIO 16 是安全的通用腳位，可以放心使用。
常見問題
Q：繼電器沒反應？ 先確認 VCC 是否接到 VIN（5V），有些繼電器模組在 3.3V 下電壓不夠，無法正常驅動。也要確認你的繼電器是高電平還是低電平觸發，如果是低電平觸發，程式要反過來，用 LOW 啟動、HIGH 關閉。
Q：馬達不轉但繼電器有喀喀聲？ 繼電器有動作代表控制端沒問題，請檢查負載端的接線。確認電池有電、正負極沒接反、COM 和 NO 的線有接牢。
Q：可以直接用 ESP32 的 GPIO 驅動馬達嗎？ 不建議。ESP32 的 GPIO 最大輸出電流約 40mA（建議不超過 20mA），而小馬達啟動時的電流通常遠超過這個值，直接接可能會損壞 ESP32。透過繼電器或馬達驅動模組來控制才是正確做法。
Q：可以用這個方式控制 110V 的家電嗎？ 繼電器的規格如果有支援 AC 110V/220V 是可以的，但市電操作有觸電危險。如果你是初學者，強烈建議先從低壓直流電開始練習，等熟悉後再進階到交流電，而且操作交流電時請務必確保所有接線正確，並在斷電狀態下接線。
總結
這篇我們學會了用 ESP32 NodeMCU-32S 搭配繼電器模組來控制外部的直流馬達。核心觀念就是：ESP32 負責送出控制訊號，繼電器負責切換外部電路的通斷，馬達的電力來自獨立的電池盒。掌握了這個概念，你就可以延伸控制各種設備，像是水泵、電磁閥、LED 燈條等等，玩法非常多！
