miércoles, 16 de mayo de 2012

Uso del relé (Laboratorio)

Uso del relé

Para esta entrada decidí hacer un mini tutorial de cómo conectar un relevador. La mayoría de mis compañeros de domótica utilizará este componente para switchear sus circuitos y poder hacer uso de tensiones de 110v o más.

En una entrada anterior realicé un circuito de potencia pero no expliqué el funcionamiento y las distintas formas de conectar el relevador.

Vamos a ver primero la definición formal del relevador.

El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835.

Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea.






Al relevador lo componen 2 pines de la bobina, y 3 pines de es el interruptor de 2 posiciones, en la bobina se conecta la corriente con la que accionaremos el interruptor, en la parte del interruptor existe un pin llamado común que es el que se moverá para cerrar o abrir el circuito. En el GIF anterior se aprecia el funcionamiento del relé, se puede observar que el pin común sería la lámina de enmedio porque es la que abre o cierra el circuito.


La bobina del relevador se polariza con distintas corrientes dependiendo de las especificaciones del relavador 


Existen distintos tipos de relevadores que varían en la cantidad de los pines, las corrientes que soportan los pines, tiempos de activación, etc.



Relés electromecánicos

  • Relés de tipo armadura: pese a ser los más antiguos siguen siendo lo más utilizados en multitud de aplicaciones. Un electroimán provoca la basculación de una armadura al ser excitado, cerrando o abriendo los contactos dependiendo de si es NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado).
  • Relés de núcleo móvil: a diferencia del anterior modelo estos están formados por un émbolo en lugar de una armadura. Debido a su mayor fuerza de atracción, se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos. Es muy utilizado cuando hay que controlar altas corrientes.
  • Relé tipo reed o de lengüeta: están constituidos por una ampolla de vidrio, con contactos en su interior, montados sobre delgadas láminas de metal. Estos contactos conmutan por la excitación de una bobina, que se encuentra alrededor de la mencionada ampolla.
  • Relés polarizados o biestables: se componen de una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior gira dentro de los polos de un electroimán, mientras que el otro lleva una cabeza de contacto. Al excitar el electroimán, se mueve la armadura y provoca el cierre de los contactos. Si se polariza al revés, el giro será en sentido contrario, abriendo los contactos ó cerrando otro circuito.



Relé de estado sólido

Se llama relé de estado sólido a un circuito híbrido, normalmente compuesto por un optoacoplador que aísla la entrada, un circuito de disparo, que detecta el paso 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 similitud que presenta con un relé electromecánico; este dispositivo es usado generalmente para aplicaciones donde se presenta un uso continuo de los contactos del relé que en comparación con un relé convencional generaría un serio desgaste mecánico, además de poder conmutar altos amperajes que en el caso del relé electromecanico destruirian en poco tiempo los contactos. Estos relés permiten una velocidad de conmutación muy superior a la de los relés electromecánicos. 

 

Relé de corriente alterna

Cuando se excita la bobina de un relé con corriente alterna, el flujo magnético en el circuito magnético, también es alterno, produciendo una fuerza pulsante, con frecuencia doble, sobre los contactos. Es decir, los contactos de un relé conectado a la red, en algunos lugares, como varios países de Europa y latinoamérica oscilarán a 50 Hz y en otros, como en Estados Unidos lo harán a 60 Hz. Este hecho se aprovecha en algunos timbres y zumbadores, como un activador a distancia. En un relé de corriente alterna se modifica la resonancia de los contactos para que no oscilen.

Relé de láminas

Este tipo de relé se utilizaba para discriminar distintas frecuencias. Consiste en un electroimán excitado con la corriente alterna de entrada que atrae varias varillas sintonizadas para resonar a sendas frecuencias de interés. La varilla que resuena acciona su contacto; las demás, no. Los relés
de láminas se utilizaron en aeromodelismo y otros sistemas de telecontrol.


Separación eléctrica

Debido a que en mi proyecto usaré relevadores para accionar voltajes de 110v dudé en usar mi Arduino porque pensaba que las altas tensiones podrían dañar mi tarjeta, pero según la página de fabricantes de algunos relevadores existe una separación eléctrica muy confiable para aislar la corriente de accionamiento (circuito de control) con la corriente de alta tensión (circuito de potencia).

Bien, lo que yo quiero explicar es la manera de conectar el relevador, las terminales de la bobina del relevador serán nuestras entradas (salidas del Arduino o PIC, según lo que se esté usando). 

Para accionar el relevador normalmente se utiliza un arreglo de transistor y resistencias, también se puede realizar mediante el integrado ULN2003, pero en este caso yo utilicé un transistor (BD135).

En el diagrama podemos ver que la salida de Arduino la conectamos a la base del transistor (pin 3) posteriormente la corriente que saldrá hacia la bobina del relevador sale del colector del transistor (pin2), también del mismo colector se polariza la otra terminal de la bobina.





Finalmente en la parte de switcheo tenemos de 2 sabores, si quieres que la salida de tu circuito, en mi caso un foco esté normalmente apagado o si quieres que esté normalmente encendido.


Para saber en que posición está normalmente tu relevador debes checar con un probador de continuidad entre el pin común y los otros 2 pines de salida del relevador.

Una parte de tu probador de continuidad (función del multímetro) debe ir en el pin común, la otra terminal del probador debe ir en alguno de los pines de salida, sabrás cuál es el pin que deberás conectar a corriente cuando tu multímetro emita un sonido o no, eso ya depende de tu configuración, en mi caso con el pin que emitia el sonido lo descarté porque significaba que estaba normalmente cerrado, y ahí simplemente ese pin (con el que emite el sonido) se descarta y no se conecta a nada.


Yo por ejemplo chequé continuidad y obtuve cual es el pin que debia conectar a 110v para que cada vez que energizara la bobina, se activara el relevador y el foco encendiera.






Saludos!


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