Objetivos
- Conocer los Relés.
- El primer circuito con un relé.
- Los contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados
Material requerido
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Kit inicio UNO |
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Kit Inicio Mega |
Que es un relé y para qué sirve
Un relé es un interruptor que podemos activar mediante una señal eléctrica. En su versión más simple es un pequeño electro-imán que cuando lo excitamos mueve la posición de un contacto eléctrico de conectado a desconectado o viceversa.
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.
Hemos visto cómo usar un transistor para hacer lo mismo, ¿Porque entonces usar relés?
- En primer lugar, los relés llevan entre nosotros desde finales del siglo 19 (y nadie ha sido todavía capaz de convertirlos en obsoletos), es una tecnología muy probada y bien establecida en la industria y además sirve para cosas que son problemáticas para los 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 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 quedará corto y vamos a tener que usar un transistor que nos resuelva la papeleta.
El ejemplo que veremos a continuación incluye un circuito de transistor / relé completo que nos permitirá atacar cualquier proyecto casero que nos propongamos.
Circuito típico relé / 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 muy agradable).
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.
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).
Circuito para protoboard
Por una vez, y sin que sirva de precedente, no vamos a incluir un esquema de Protoboard para el circuito porque el pinout (patillaje) de un relé depende del fabricante y del modelo y sería poco práctico establecer múltiples diagramas de protoboard.
Además, el circuito básico del transistor de la sesión anterior es exactamente el mismo que este y bastaría reemplazar el motor por los contactos de control del relé por una parte, y por la otra buscar en el relé cual son los pines de normalmente abierto y normalmente cerrado, y conectar un LED a cada uno con una resistencia común.
- 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.
- Si por cualquier motivo no pudiésemos conseguir las especificaciones, suele ser bastante fácil determinar los pines de control (porque suelen estar próximos) y para saber cuál es contacto NA o NC hay que hacer pruebas con los LEDs (suelen ser 3 pines próximos entre sí, y el que esta solo es el común).
- 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 diagrama de la protoboard no haría sino complicar las cosas y ya va siendo hora de que tratemos de montar el circuito a partir del esquema electrónico directamente. Animo
Programa de control del relé
Para probar que todo está correctamente conectado, bastaría con correr 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.
Resumen de la sesión
En este curso de inicio a arduino hemos aprendido lo siguiente:
- Ya conocemos los relés y porque tienen interés para nuestros proyectos
- Hemos visto lo que son los contactos normalmente abiertos NA y normalmente cerrados NC.
- Normalmente los relés son muy interesantes para encender y apagar algo que tiene un consumo relativamente alto de corriente