En esta sección trataremos de explicar de la forma más clara posible, como funciona un relé, los distintos tipos que existen y el uso que podemos darles.
El relé o relevador es un dispositivo electromagnético. Funciona como un interruptor, controlado por un circuito eléctrico por medio de una bobina y un electroimán acciona un juego de uno o varios contactos, estos permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.
Fue inventado por Joseph Henry en 1835.
El relé está diseñado para controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada.
En la figura se representa, de forma esquemática, la disposición de los distintos elementos que forman un relé de un único contacto de trabajo o circuito, representados por NC y NO.
Al excitar la bobina el contacto identificado como C hace contacto con NO y al dejar de alimentar la bobina el contacto identificado como C hace contacto con NC.
NO significa normalmente abierto y NC significa normalmente cerrado
Existen multitud de tipos de relés, dependiendo del número de contactos, de su intensidad admisible, del tipo de tensión de alimentación, del tiempo de activación y desactivación, entre otros.
Ejemplos de tipos de relés electromecánicos
En la siguiente imagen, podemos ver un ejemplo de conexión de un relé con un opto-acoplador, el valor de la resistencia R1 de entrada del opto-acoplador es para un tensión de alimentación de 5V como la de Arduino, en caso de manejarlo con otro dispositivo que de 3,3V, tendríamos que cambiar la resistencia R1 por una de 220 a 330 ohmios.
En este ejemplo la bobina del relé es de 12V, en el esquema podemos ver que las tierras (GND), de ambas partes del opto-acoplador no están unidas, esto se debe hacer así, si no no tiene sentido el uso del opto-acoplador. Puesto que el uso de este es para aislar eléctricamente ambas partes del circuito.
El circuito activa el relé cuando le damos 5v a la resistencia R1, esta tensión activará el diodo interno del opto-acoplador, y este activará el transistor que tiene en su interior por luz, luego el transistor del opto activa el transistor bc327, que activa finalmente la bobina del relé, el diodo 1n4007 está hay para proteger al transistor, puesto que la bobina del relé genera un pico de corriente al desactivarse.
Este es una de mis placas prototipo para control de relés, dispone de salidas para el control de cuatro relés y confirmación de estado de activación de los mismos, todo esto opto-acoplado, para evitar cualquier interferencia que pudiese afectar al microcontrolador. Aparte tiene acceso a 4 pines, estos pueden ser usados como entradas o salidas, y salida del bus I²c para conexión a otros dispositivos.
Un relé de estado sólido es un circuito híbrido, normalmente compuesto por un opto-acoplador que aísla la entrada y detecta el cruce por cero, de la corriente de línea, y un triac o dispositivo similar que actúa de interruptor de potencia. Su nombre se debe a la parecido que tiene este con un relé electromecánico. Son usados generalmente en aplicaciones donde se presenta un uso continuo del relé, su gran ventaja es no disponer de contactos físicos , en un relé electromecánico, esto generaría un serio desgaste mecánico. Los relés de estado solido pueden conmutar grandes cargas, por otra parte permiten una velocidad de conmutación muy superior a la de los relés electromecánicos.
Ejemplos de tipos de relés de estado sólido de potencia, se caracterizan por poder manejar grandes cargas (muchos Amperios).
Ejemplos de relés de estado sólido de baja potencia, o relés de control. Se caracterizan por estar diseñados para manejar pequeñas cargas, u otros relés de mayor potencia, se presentan en formato dip, smd o dip de montaje de superficial.
Esta es un de mis placa prototipo con dos relés de estado sólido, consta de 2 opto-acopladores con detección de cruce por cero, estos activan cada uno a un triac bt139 600, para el control de dos salidas a la tensión de red.
En este caso la Raspeberry Pi, se comunica con Arduino por usb emulando un puerto serie, arduino se comunica por bus i²c (interfaz de dos hilos en el que cada dispositivo conectado al bus tiene su dirección exclusiva, de 7 bits, por tanto, en teoría, podemos conectar 128 dispositivos) con un Mcp23017 (chip del fabricante Microchip). Este tiene 16 salidas digitales o entradas digitales, una de estas salidas da una señal digital que activa un opto-acoplador, este activa un transistor, que a su vez activa el relé.
El relé con sus contactos puede manejar voltajes de 220V, tensión de servicio en España, y con la intensidad máxima que indique el fabricante.
Índice de contenidosAquí puedes ver el estado en tiempo real de los relés y cambiar de estado de los mismos.
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