En este post vamos a estudiar que es un relé y la diferencia con un módulo de relé.
Un relé hace la función de un interruptor o de un conmutador, la diferencia es que para accionarlo no lo hacemos directamente con el dedo si no que es activado con una electrónica.
El relé tiene tres partes bien diferenciadas la bobina. La armadura móvil y los contactos.
Funcionamiento del relé:
Al aplicar la tensión correspondiente a la bobina ( ya que hay diversas tensiones de trabajo para los diferentes modelos) del electroimán del relé circula una corriente a través de la bobina que produce un campo magnético.
Este campo magnetiza al núcleo del electroimán y por lo tanto atrae a la armadura móvil estirando el muelle que la mantenía en la posición de reposo, esta misma armadura por el otro extremo está conectada a un contacto móvil que se desplaza para cerrar circuito con uno o con otro.
En la posición de reposo lo que significa ausencia de circulación de corriente en la bobina, el contacto móvil que es el denominado “común” esta haciendo tocando al contacto denominado normalmente cerrado NC o en ingles normally closed por lo tanto habrá continuidad entre el común y el contacto normalmente cerrado.
Al aplicar la tensión correspondiente a la bobina y circular por ella la corriente que genera el campo magnético tira de la armadura venciendo el muelle y a su vez mueve el contacto móvil común hacia el contacto denominado normalmente abierto, cerrando así circuito con este.
Fotografía diferentes tipos de relés.
En la siguiente imagen puedes observar el símbolo del rectángulo con la barra diagonal que es el símbolo de la bobina del relé y ves como indica que se alimenta a 6v dc y que los contactos aguantan una intensidad de 8ª a 250 vac
Aquí te dejo el vídeo por si lo prefieres
En este otro relé puedes observar como la bobina en este caso se puede alimentar a 230v ac y que en los contactos es capaz de soportar 10A a 250v AC
En esta otra imagen puedes observar la bobina va a 12vdc y que los contactos son capaces de aguantar 16 A 250vac y 16 A a 30vdc
En continua aguanta un menor voltaje.
Tipos de relés:
SPST: relé con un solo interruptor normal (Single Pole Single Throw)
SPDT: relé con un solo conmutador de dos vìas (Single Pole Double Throw)
DPST o 2PST: relé con dos interruptores normales (Double Pole Single Throw)
DPDT o 2PDT:relé con dos conmutadores de dos vias (Double Pole Double Throw)
Para que se usan los relés.
Los relés normalmente se usan para interconectar la parte de control con la parte de potencia.
Se usan cuando la parte de la electrónica de control no puede gobernar la carga directamente debido a que el consumo de esta es muy elevado.
Por lo tanto con la electrónica de control activamos o desactivamos la bobina del relé y la parte de potencia iría conectada a los contactos del relé.
Por ejemplo tenemos como elemento de salida, un transistor alimentado a 5 voltios en continua por lo que no podremos encender o apagar una bombilla de 220VAC, para ello activamos la bobina del relé con el transistor que si puede tirar de ella.
En la parte de la bombilla el neutro directo a la lámpara y la fase la pasamos a través de los contactos del relé.
Módulo relé
Es una placa de circuito impreso PCB en el que se hayan varios componentes como un rele un transistor un diodo de protección leds indicadores de activación y conectores para la electrónica de control y potencia.
Es decir en este pcb se reúnen todos los elementos para que no nos preocupemos de poner transistores de salida de protegernos de las sobretensiones etc, por ejemplo en Arduino conectaríamos un pin de salida a uno de los designados como IN y ya podríamos conectar una carga a 220 en los conectores de salida.
Descripción del Módulo relé
Esta placa es un módulo de 4 relés existen de 1,2,4,8 y 16.
Vcc alimentación de la placa a 5 Voltios
IN1 señal de entrada activa a nivel bajo bobina rele1
IN2 señal de entrada activa a nivel bajo bobina rele2
IN3 señal de entrada activa a nivel bajo bobina rele3
IN4 señal de entrada activa a nivel bajo bobina rele4
GND 0v masa
Hay que tener en cuenta que el consumo de la placa sin tener ningún relé activado es de 6mA, con 1 relé activo el consumo es de 83ma y si están activos los cuatro el consumo es de 330mA, lo que quiero decir con esto es que si piensas conectar la alimentación de la placa a una tarjeta Arduino cuando estén los cuatro relés activos el consumo va a ser bastante alto irá bastante justo para ser soportada por Arduino por lo que te recomiendo alimentar este módulo con una fuente de alimentación externa capaz de abastecer el consumo de corriente de la misma.
Ojo este módulo en concreto es activo a nivel bajo, es decir tendremos que suministrar masa o 0 voltios en el pin IN que queramos para activar el relé que deseemos
Borneras de tornillo módulo relé:
Si la miramos de frente quedando los leds de indicación al fondo el tornillo de la izquierda es el contacto normalmente abierto, el tornillo del centro es el común o contacto móvil y el tornillo de la derecha es el normalmente cerrado.
Led verde: Encendido cuando la placa está alimentada con 5 voltios.
Leds rojos: Encendido nos indica el número de rele que está activo.
El relé nos indica en su serigrafiado que la bobina va a 5vdc (“Perfecto para usar con Arduino”) que los contactos pueden soportar 10 A a 125vac o a 250Vac, y que soporta también 10 A a 30vdc como máximo.
Vamos a analizar el esquema eléctrico de este módulo.
Debido a que este módulo usa un transistor PNP la entrada IN es activa a nivel bajo, R2 sirve para polarizar la base del transistor.
Si nos vamos al colector aparte de la bobina del relé, podemos observar el diodo led con su resistencia de carga que se iluminará cuando el transistor entre en saturación y por lo tanto se active el relé.
También observamos de un diodo de protección en antiparalelo con la bobina del relé, que cuando el relé está activado no conduce por estar polarizado inversamente.
Su misión es la de proteger el transistor ya que cuando se producen cortes muy bruscos (rápidos) la bobina se opone a ese cambio y el campo magnético de la bobina induce una corriente en el circuito creando una sobre tensión muy peligrosa para la vida del transistor ya que al estar este en estado de corte esa corriente no tiene a donde ir.
Colocando un diodo en anti-paralelo proporcionará un camino para esa corriente que circulara en bucle cerrado hasta terminar por extinguirse debido a las perdida de energía en forma de calor.
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