Trabajando con relés

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Objetivos

    • Conocer los Relés.
    • El primer circuito con un relé.
    • Los contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados.

Material requerido

 arduino
  • Arduino Uno o similar. Esta sesión acepta cualquier otro modelo de Arduino.
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  •  Una Protoboard.
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  • Algunos cables de Protoboard.
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  • Un pequeño Relé. Independiente o con montura keyesr.

Los relés

QUE ES UN RELÉ Y PARA QUÉ SIRVE

Un relé es un interruptor que podemos activar mediante una señal eléctrica. Img_14_1
El símbolo del relé muestra la bobina y en este caso, un accionador que conmuta entre dos contactos, pero también existen relés de múltiples contactos. Mediante una señal de control de poca intensidad que excite la bobina podemos conmutar grandes tensiones o intensidades.

¿Porque  usar relés en lugar de transistores?

  • Hay límites en la corriente que un transistor puede aceptar, pero un relé se puede diseñar para que aguante cualquier carga, porque basta con que los extremos metálicos de los contactos lo soporten.
  • Aísla completamente el circuito de control del de potencia, lo que tiene su importancia especialmente en líneas de media y alta tensión.

Normalmente usaremos un relé cuando se requiera conmutar grandes picos de tensión o intensidad como por ejemplo arrancando motores de corriente alterna de una cierta potencia. En cambio el transistor es preferible como conmutador, para pequeñas cargas y cuando la velocidad de conmutación sea una cuestión importante.

  • Un transistor conmuta varios millones de veces más rápido que un relé.

En la práctica, con Arduino es más sencillo utilizar un relé para encender una luz fluorescente o la calefacción,  que buscar un transistor de características adecuadas.

Aunque hay relés que necesitan muy poca potencia para excitar  la bobina, por regla general Arduino se puede quedar corto y tendremos que usar un transistor que nos resuelva el problema.

El transistor:

  • Cuando ponemos un valor HIGH en el pin de control,  El transistor pasa a saturación  y la corriente entre emisor y colector excita la bobina del relé, haciendo que el contacto cambie de posición (y haciendo además un clic ).
  • Si ponemos LOW en el pin de control el transistor entra en corte e impide el flujo de corriente por lo que la bobina cae y el contacto de salida vuelve a su posición de reposo.

El relé:

La salida del relé consta de 3 pines y no de dos como se podría esperar.  El motivo es que la conexión entre los pines de salida 2 y 3 es de tipo normalmente abierto (circuito abierto sin excitar) y entre los pines 2 y 4 es normalmente cerrado (circuito cerrado sin excitar la bobina).

Con un relé funcionando como normalmente abierto podemos hacer unas luces de emergencia. Mientras hay corriente el relé esta excitado y el circuito abierto, pero si se va la luz, el contacto normalmente abierto se cierra y si hay una batería se encenderán las luces de emergencia automáticamente.

Para nuestro ejemplo podemos utilizar un LED rojo y otro verde para marcar la situación. Veremos que se enciende uno u otro, pero nunca ambos (como corresponde a una señal de alarma).

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Entradas:

  • DC+: positive power supply (VCC)
  • DC-: negative power supply (GND)
  • IN: control del relé, puede ser high o low.

Salidas:

  • NO: normalmante abierto.
  • COM: Común
  • NC: normalmente cerrado.

El circuito

Hay que tener en cuenta que el esquema de Protoboard para el circuito es solo un ejemplo, porque el pinout (patillaje) de un relé depende del fabricante y del modelo.

esquema

Lo más recomendable seria buscar en internet la hoja de características del relé de que dispongamos y ver en la descripción del fabricante que es cada pin.

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Cuando un relé conmuta se oye un clic muy simpático, así que es fácil saber si lo has excitado. Incluso algunos relés son transparentes para que puedas ver el mecanismo interior y el movimiento del contacto.

El programa de control del motor

Para probar que todo está correctamente conectado, bastaría con ejecutar el mismo programa que para el motor:

const int control = 9 ;

void setup()
    {
         pinMode(control,  OUTPUT) ;
    }
void loop()
    {
         digitalWrite(control, HIGH);
         delay(1000);
         digitalWrite(control, LOW);
         delay(1000);
    }

Este programa causará que el relé conmute cada segundo y los LEDs se encenderán alternativamente.

Para convertir este circuito en unas luces de emergencia bastaría con poner una batería o pilas en el común del relé en lugar de los 5V de Arduino. De ese modo al desconectar Arduino la luz de emergencia se activaría sola.