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Arduino y los Relés

Relés o Relaiys

Objetivos

 

 

    • Conocer los Relés.
    • El primer circuito con un relé.
    • Los contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados

 

Material requerido.

 

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Que es un relé y para qué sirve

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Símbolo del rele

 

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

 

Diagrama conexion

 

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.

Luces de emergencia

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

 

 

 

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(134) Comments

  • Avatar for Charly
    • Jesús Sánchez

    Hola Victor.

    Primero, debes declarar el pin 12 como salida, y ponerla en estado bajo. También es conveniente colocar una resistencia de 100K pull-down en ese pin, para evitar falsos disparos.
    Luego, debes leer constantemente el valor de la entrada analógica que hayas elegido, y usando condicionales ejecutas un digitalWrite (pin12, HIGH);
    Imagino que para volver a conmutar el relé usarás otro condicional que lea el valor de esa entrada analógica, y ejecutas un digitalWrite (pin12, LOW);

    Saludos.

  • Avatar for Charly

    Saludos cordiales.
    Quiero que el rele se active con el pin 12 cuando el valor de un analogo llegue a cierto valor …como podria programar eso..ayuda porfa

  • Avatar for Charly
    • Ainhoa Macho Villa

    Estupendo Valentín. Un saludo.

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    • Valentín

    Hola Ivan, gracias por la respuesta. Hice una pregunta sin meditar un detalle importante… estaba usando una DUE…! puse una UNO y listo, todo andando…

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    • Ivan Uriarte

    Has probado con la salida de 5V y usando un transistor?

  • Avatar for Charly
    • Valentín

    Estimados, justamente hablando de relés, tengo el clásico SRD-5VCD, y no lo puedo activar porque las salidas digitales del arduino me tiran como máximo 3,6V (?)… pruebo con el scketch más básico, de prender y apagar el relé y en HIGH me da ese 3,6V y en LOWme da 2,2V, me parece raro… al arduino lo aliemnté con el USB, también con una fuente (2,1mm) de 2A 12VCC y en otro momento por Vin con 5VCC 1A… y siempre me da así igual… alguno sabe como ayudarme o porque pasa ésto? muchas gracias! Valentin

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    hola Carlos, unos funcionarán a 12V y los otros a 5V. Como Arduino funciona a 5V te serán más sencillos de usar directamente. Un saludo.

  • Avatar for Charly
    • Carlos

    Hola, he visto que existen relés de 5v y 12 v. Podrías decirme cual es la diferencia?

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Sí deberías, aunque depende del módulo que sea también puedes alimentarlo directamente con el pin de 5V de Arduino. Un saludo.

  • Avatar for Charly
    • Juan

    Hola, tengo un módulo de 2 relés de 5v y 4 pines, uno (GND, IN1, IN2, VCC), en este caso yo podría alimentar VCC con una fuente para protoboard de 5v que me da creo que hasta 800mA y luego por IN1 enviarle la señal de arduino cuyo pin aporta unos pocos miliamperes?

  • Avatar for Charly
    • Juan carlos macho mangas

    No se la distancia que tienes entre el smartphone a la puerta pero parece que lo ideaal seria usar bluetooth o wifi

  • Avatar for Charly
    • Vicente

    ¡Muy buen tutorial! Estoy empenzando con el aprendizaje de arduinos y mi duda es la siguiente… Quiero incorporar a un portero electrónico de un unifamiliar (trabaja a 12VAC) un relé inalámbrico para abrir la puerta desde smartphone. He probado con un relé GSM que haciendo una llamada perdida se activa, pero claro tarda 5-6 segundos en activarse (a consecuencia de la llamada saliente). Me han comentado que mejor hacerlo a través de arduino, incorporarle una SIM y hacerlo a través de datos. ¿Podéis ayudarme?
    PD: Disculpad la ignorancia, soy prácticamente nuevo en esto!

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Hola Jorge, la base del transistor la controlamos desde el pin 9 de Arduino. Un saludo.

  • Avatar for Charly
    • Jorge Martínez

    Disculpa, donde dice pin 9 que está en el extremo de la resistencia que va a la base de transistor es tierra?

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Hola Diego, si con los 5V de Arduino es suficiente no veo por qué debería fallar.

  • Avatar for Charly
    • Greco

    Hola, la resistencia si aparece en el diagrama… es la que va conectada en el común del relé. Basicamente es lo siguiente: van los 5V, pasan por la resistencia de 330ohm y luego al común del relé el cual en reposo conectará con el contacto normal cerrado y pasará al led para luego ir a tierra, cuando el relé conmuta la resistencia pasará a estar conectada al otro led. Saludos

  • Avatar for Charly

    Buenas tardes, cuanto tiempo puede durar «encendido» (dejando pasar los 5V) un módulo relé?
    La pregunta es porque necesito hacer una automatización de varios aparatos a 110V y he pensado usar módulos relé, Ej: debo dejar encendida una lámpara(110V) durante nueve horas, prender el aire acondicionado (110V) durante 5 horas, etc.
    Entiendo que es conveniente alimentar el módulo relé (5V) de una fuente externa, porque el Arduino puede tener problemas, es correcto?

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Efectivaente, y sí deberían colocarse. Gracias y un saludo.

  • Avatar for Charly
    • EKa

    creo que lo que trata de decir Pablo Palomio es que en el diagrama no se muestra especificado la resistencia de los diodos LED

  • Avatar for Charly
    • Ivan Uriarte

    Hola Pablo, efectivamente lo correcto sería colocarles una resistencia para limitar la corriente. Un saludo.

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