Relés

Descrición

Un relé é un interruptor automático controlado pola electricidade. Os relés permiten abrir ou cerrar circuítos eléctricos sen a intervención humana. Utilizámolos para conectar actuadores que necesiten máis tensión e intensidade da que nos proporciona o Arduíno. Por exemplo, para a activación automática dun motor conectado a 9V, dunha electroválvula dun circuíto pneumático ou dunha lámpada de corrente alterna.

Funcionamento

relay_principle_horizontal_new — [By Digigalos CC By-SA from wikimedia]

Cando se fai pasar corrente eléctrica a través da bobina ou electroimán, esta xera un campo magnético ao seu redor e atrae a armadura, o que fai que os contactos cambien de posición. Desta maneira estamos actuando sobre un conmutador por medio da corrente eléctrica, sen contacto físico.

O circuíto onde conectamos a bobina chámase circuíto de control, e o circuíto ao que se conectan os contactos é o circuíto de potencia. Desta maneira, por exemplo, podo utilizar como circuíto de control un circuíto que funciona a 5 V de corrente continua (o noso Arduíno) para operar sobre un circuíto que funcione a 230V de corrente alterna.

Montaxe

Ao Arduíno podes conectar dous tipos de relés:

Os xenéricos, aos que deberás engadir un circuíto amplificador cun transistor para aportar a intensidade necesaria para a conmutación.
Os módulos de relés para Arduíno, que xa veñen preparados para conectalos directamente á placa, sen necesidade dun circuíto adicional, pois xa o levan integrado.

rele_zocalo — [By Dmitry CC BY-SA from Wikimedia]

Antes de empezar consulta as especificacións técnicas do teu relé para saber cales son as diferentes patillas e os valores de entrada e saída. Se vas facer un proxecto no que necesites relés elixe o máis axeitado para a función. Por exemplo, se queres actuar sobre un circuíto de corrente alterna (faino sempre con supervisión) utiliza un relé que soporte esa tensión e fai as conexións de CA sobre un zócalo específico.

Para ver como se programa o que imos facer é controlar a activación do relé co Arduíno para acender e apagar un LED nun circuíto diferenciado. Despois adapta este circuíto segundo sexan as túas necesidades.

1. Relé

Debes identificar previamente as patillas do teu relé. Para o circuíto de control necesitamos: un transistor NPN (Por exemplo 2N2222A), un díodo (1N4001), unha resistencia de 10kΩ, e para o circuíto de potencia un LED e unha resistencia de protección, segundo a voltaxe que vaias usar. Neste exemplo conecteina a 3V cunha resistencia de 100Ω.

Utilizaremos o pin2 de Arduíno para activar o relé.

2n2222_pn2222_and_p2n2222_bjt_pinout — [By AntonKrugerAtUiowa CC BY-SA from Wikimedia]

2. Módulo relé

Imos utilizar o módulo de relés que se ve na imaxe. Permite controlar cargas de 220V AC

[tecnoloxia.org CC By-SA]
GND e VCC son os pins de alimentación.
IN1 e IN2 envían o sinal a cada un dos relés e conéctanse a pins dixitais do Arduíno.
Os contactos son os que aparecen á dereita respectivamente: Normalmente cerrado (NC), común (C) e normalmente aberto (NA), e son os que utilizaremos para o circuíto de potencia.
Os pins que aparecen en gris utilízanse cando queremos conectar unha alimentación externa para o módulo, desta maneira todo o consumo dos relés realízase a través da segunda fonte e non da placa Arduíno. Nesta práctica non o imos usar.

rele_esquema2 No circuíto de control debemos conectar os pins de alimentación Vcc e GND aos pins correspondentes de Arduíno, e o IN1 ao pin2 de Arduíno.

No circuíto de potencia, para facer unha primeira proba, conectaremos un LED e unha resistencia de protección de 100Ω a unha tensión de 3V. Despois modifica este circuíto dependendo do que necesites facer.

rele_modulo_led — [tecnoloxia.org CC By-SA]

Práctica

O programa é moi sinxelo. Só hai que enviar ao pin no que está conectado o relé o nivel alto (HIGH ou 1) cando queiramos activalo e o nivel baixo (LOW ou 0) cando queiramos desactivalo.

int rele = 2 ;    // Pin de control do relé

void setup(){
  pinMode(rele,  OUTPUT);
}

void loop(){
  digitalWrite(rele, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(rele, LOW);
  delay(1000);
}

Propostas

Motor: Activa o acendido e apagado dun motor de CC mediante un pulsador separando a alimentación do motor da que proporciona a placa Arduíno.
Pneumática: Fai un programa para un circuíto pneumático que utilice electroválvulas. Aquí tes un exemplo.
Sensor de presencia: Utiliza un sensor PIR para detectar a presencia dunha persoa. Cando se detecte acenderase automaticamente a luz da estancia durante un tempo determinado, e logo se apagará.

Esquema de conexión de unha lámpada á rede de corrente alterna:

rele_modulo_ca2 — [tecnoloxia.org CC By-SA]