Trabajar con relés

El último tutorial de SparkFun le muestra cómo trabajar con relés. Un relé es un interruptor accionado eléctricamente. En este caso, lo utilizan para cambiar la salida de 120 V-CA. El artículo contiene las advertencias estándar sobre cómo no suicidarse con CA (además de algunos enlaces que no se seccionan). Como precaución adicional, eligieron un punto de venta GFI. Probablemente sepa cómo funciona el relevo, pero vale la pena ver cómo lo llevaron a cabo. Usan un transistor para evitar sobrecargar el pin GPIO del microcontrolador. El pin de control se tira a tierra para mantener alejado el relé. Se coloca un diodo a través del devanado del relé para administrar la corriente de alimentación a medida que se descarga. Se incluye un indicador LED para mostrar cuando se cierra el relé. Esta es una gran base para un proyecto de automatización, o tal vez solo quieras aterrorizar a tu gato.

  • strider_mt2k dice:

    ¡Amo el relevo!
    Los humanos los separan porque son electromecánicos y, por lo tanto, de la “vieja escuela”, pero a veces es más fácil trabajar con ellos que los equivalentes de semiconductores cuando se trata de elementos básicos de puentes H para controlar pequeños robots y plataformas RC y demás.

    Mis viejos motores de tracción eran tan lentos que no necesitaba un controlador de velocidad en absoluto, solo hacia adelante y hacia atrás y me detuve.
    -todo hecho con relés.

  • micro dice:

    Los relevos tienen su lugar en el mundo, sin duda alguna. y suenan geniales cuando tienes un montón de ellos abriéndose y cerrándose al azar, ese sonido de parloteo es limpio.

  • mandy dice:

    el diodo a través del devanado debe evitar que el pin EMF trasero destruya los componentes electrónicos que mueven el relé cuando el devanado está apagado.

    Todos los relés necesitan un diodo, a veces están integrados.

  • Dave dice:

    mandy- eso no es cierto. Funcionan bien sin diodo. Solo liberan un pico malo cuando los suelta (colapsando un campo magnético a través de una bobina = fem hacia atrás, como indicó). Esto puede freír sus dispositivos electrónicos sensibles a la estática.

    Un buen lugar para encontrar un relé completo sin diodos es el pinball de mediados de los 70 (o antes). No hay procesadores para zap, por lo que no hay diodos.

    • Brett dice:

      Necesita el diodo a través de semiconductores, no solo los sensibles a la estática. En realidad, cualquier dispositivo puede ser destruido por un voltaje inverso alto (aunque corto). Cuando ese campo colapsa, puede ser de unos pocos cientos de voltios, lo suficiente para matar un transistor de 80-100V. Usaría un diodo como precaución estándar en cualquier circuito.

  • Dave dice:

    Hablando de eso, chicos, ¿podrían estar más confundidos en el texto de resumen?

    Tenga en cuenta que cambiar la salida a hi-Z también permitirá que el relé se apague. Solo un '1' lógico en el pin de control lo encenderá.

  • una sinfonía retorcida dice:

    Me encantan los relés ... definitivamente genial para la robótica ... transformarme de un interruptor de transistor a un interruptor de relé me ​​permitió ganar una competencia de robótica (automóvil RC automatizado) en la universidad. Quería el motor a toda velocidad todo el tiempo porque mi algoritmo de dirección era lo suficientemente rápido como para continuar ... el relé me ​​permitió usar una conexión corta y directa de la batería al motor, lo que permitió que mi automóvil fuera más rápido que los demás.

    Hay algo que decir a favor de la simplicidad, y no hay nada de malo en usar interruptores electromecánicos en un dispositivo electromecánico.

  • henk dice:

    ¿Trabajas con relés?

    ONOEZ!

    ¿Qué sigue, cómo atornillar una bombilla?

  • Mejor dice:

    Quizás usar un optoacoplador en lugar del transistor aumentaría la seguridad y aislaría un poco mejor los voltajes.

  • Mythgarr dice:

    Tal vez este sea mi lado demasiado cauteloso, pero ¿no sería una buena idea usar un optoaislador en lugar de un transistor? El costo es bastante bajo (dos cuartos en mouser) y obtiene un aislamiento eléctrico completo entre su línea de CA de alto voltaje y su CMOS / TTL / sabor especial del mes de muy bajo voltaje.

  • lento dice:

    @mythgarr: ¿No es el propósito del relé proporcionar aislamiento de espacio de aire entre circuitos de bajo voltaje y alto voltaje / alta corriente?

  • oxido dice:

    Asumí que esto estaba hecho, muy dulce.
    http://web.cecs.pdx.edu/~harry/Relay/

  • J dice:

    Ayer traté de aprender a hacer eso /

    Estoy tan feliz ahora.

    Este + arduino + programa básico = temporizador de ciclo de 80 $ para picos de 50 $ ... ¡gratis si las piezas se frotan @!

  • Adán dice:

    Uno de mis recuerdos favoritos de la primera vez que me interesé por la tecnología es cuando fui con mi padre, un mecánico de ascensores, a un lugar de trabajo donde la sala de control estaba llena de enormes bancos de relés. Mientras los ascensores se movían por el edificio, se escuchó una sinfonía de clics y clics que asustó a mis jóvenes oídos.

  • Colin dice:

    @ Adam: Eso suena muy bien. Quiero que la electrónica sea más "físicamente observable" de esa manera. Parece mucho más genial de esa manera, en lugar de solo un montón de electrones silenciosos haciendo lo suyo. Esos electrones complacientes.

  • Marco dice:

    Al diodo de retorno le gusta proteger sus semiconductores, pero si no me equivoco, es posible que también desee agregar un elemento RC en paralelo para proteger sus relés del arco.

  • strider_mt2k dice:

    Todavía estoy esperando esa lista definitiva de cosas que son demasiado básicas para poner en un sitio web llamado "la-tecnologia".

    ¿Alguien tiene esa lista?

  • Robert espías dice:

    El funcionamiento del relé y otros problemas "electromagnéticos" requieren alguna forma de lidiar con la fem trasera ("volar de regreso"), que se produce cuando se apaga la corriente frontal.

    Esta es la razón del diodo cuando un transistor enciende una corriente anterior.

    Esta es la razón por la que el condensador en los sistemas de encendido automático "spot". El condensador retrasa (ralentiza) el "retroceso", para dar tiempo a los "puntos" para que se abran. Sin el capacitor, la energía inductiva se disipará en los puntos como un "arco", no en la bujía. El capacitor separado reduce la frecuencia de resonancia de la bobina (y la capacitancia parásita). [A low value resistor in series with the external capacitor is a good idea that will prevent momentary over-current as the coil is energized.]

    Cuanto mayor sea el voltaje de retroceso, antes se disipará la energía. El producto de los voltios X-amperios (la energía de retorno) es fijo (e igual a la energía anterior utilizada para "cargar" el inductor).

    Los componentes externos pueden limitar el voltaje de retroceso (por ejemplo, diodo, Zener) o retrasar su voltaje (por ejemplo, condensador), sin embargo, reducirán la energía total.

    Un solo diodo (Si) está limitado a 0,7 voltios aproximadamente, y asegura una descarga de energía relativamente lenta. Más rápido, es dejar que el voltaje de voltaje inverso sea lo más alto posible (teniendo en cuenta la clasificación de voltaje del interruptor, transistor, etc.).

    Un capacitor “ralentizará” el vuelo de regreso y reducirá su voltaje pico, pero no “absorberá” energía, por lo que la combinación “sonará” hasta que la energía se disipe en la resistencia del circuito.

    Respecto a los relés para control de carga en sistemas como usted describe ...

    Tales sistemas requieren que la "computadora" esté encendida siempre que el relé sea energizado. Además, la energía para energizar el relé debe estar disponible cuando sea necesario. Esto parece menos que óptimo ...

    Dado que el control de la luz y muchas otras cargas requiere sólo un "bit" de memoria, ¿por qué no utilizar un relé que sea memoria de "un bit" (mecánica) además de su función de conmutación?

    Con ese fin, sugiero un relé de "acción alternativa" o "agarre mecánico mecánicamente".

    Cada vez que la bobina del relé de "acción alterna" se activa y se libera, el "estado" del contacto cambia.

    Cada vez que un relé de "agarre" se energiza y se libera, el "estado" del contacto será determinado por qué bobina fue energizada (por dos).

    El más versátil de estos relés cambiará su posición de contacto (s) cuando la bobina esté desactivada.

    Dichos relés pueden controlarse mediante un pulso de computadora o mediante interruptores manuales (de tipo posición SP3, centro). Si se proporciona un contactor SPDT auxiliar, el relé se puede energizar a un interruptor "garantizado" (si está apagado), y viceversa, mediante dicho interruptor. Como se trata de un "control normalmente abierto", se pueden conectar en paralelo tantos conmutadores (y ordenadores) como sea necesario.

    Una persona puede determinar si el relé debe "encenderse" observando la carga. Una computadora no puede hacer esto sin ayuda, por lo que se necesitan algunos medios para permitir que la computadora sienta el "estado" de la carga. La más sencilla es utilizar "contactos de ayuda". "Contacto auxiliar" es menos que óptimo porque se refieren al "comando" del relé, no a lo que realmente hace la carga.

    Es mejor sentir tanto el voltaje a través de la corriente como la corriente a través de la carga. Con esta información, la computadora puede realmente "saber" lo que está haciendo el pan.

    Cuando se utilizan relés de "acción alternativa" o "agarrar", la computadora y / o la fuente de alimentación pueden apagarse (o fallar) sin afectar el "estado" del relé (y la carga). Además, el control manual del relé es posible con o sin la "conciencia" de la computadora, sin embargo, se requiere una fuente de alimentación para "pulsar" el relé.

    Si hay un medio para controlar la carga cuando no hay energía de relé disponible, se puede usar un interruptor de contacto de relé SPDT con un interruptor SPDT manual (este es el interruptor de luz "bidireccional" habitual en el cableado residencial).

    Si se necesita un interruptor de control de segunda mano, se requiere un interruptor DPDT cableado como un "interruptor inversor". ¿Cuántos de estos "interruptores de inversión" se pueden agregar según sea necesario? Este es el interruptor de luz de 'tres vías' habitual (o más de tres vías) en el cableado residencial).

    El voltaje de carga y el sentido de corriente (si se proporciona) siempre deben medir lo que la carga realmente ve, especialmente cuando la carga se puede controlar por separado desde la computadora.

    Las carreras de relevos proporcionan otra característica que las hace particularmente adecuadas para muchas aplicaciones. Este es el "aislamiento galvánico" entre el devanado y cada "conjunto" de contactos.

    La corriente de CA y CC con "aislamiento galvánico" se proporciona fácilmente mediante el efecto magnético y de halo.

    La detección de voltaje con aislamiento galvánico es más difícil, pero se realiza de forma rutinaria en controles industriales.

    La detección de voltaje de CA se puede realizar con un pequeño transformador "posible".

    La detección de voltaje de CC también se puede realizar con un transformador, si el voltaje de CC se "transforma" en CA mediante el uso de "interruptores" (en realidad, transistores). Los transistores son 'impulsados' por un segundo transformador. Si se utilizan transistores MOS, la salida de voltaje de CA se puede "rectificar sincrónicamente" y "rastrear" con precisión el voltaje de CC de entrada en un amplio rango. (¡Uno tiene que preocuparse por el "tiempo de conmutación" de los transistores y el transformador!)

    (Comentario largo - lo siento)

  • Eliot Phillips dice:

    @ strider_mt2k Me aseguraré de que seas el primero en publicar un resumen de las calculadoras de resistencia.

  • terian dice:

    ¿Cuál es el punto de una resistencia de 10K, para un divisor de voltaje es demasiado pequeño cortando solo medio voltio del total, solo para conectar un pin de salida a tierra?

  • error 404 dice:

    @terian

    La resistencia de 1K es un limitador de corriente para mantener baja la corriente de base. El 10K se deja caer para asegurarse de que el relé se apague si la entrada se deja a flote. Tiene más sentido colocar el 10K delante de la resistencia base, pero en este caso no habrá mucha diferencia.

  • Roly dice:

    A primera vista, este elemento parece trivial y no me molestaría en comentarlo, excepto que algunas afirmaciones son engañosas, incorrectas o significativamente incompletas.

    “Hay dos remos de metal en el relevo. Una paleta está hecha de material de hierro como el acero y se puede mover libremente. La otra paleta está hecha de cobre y estacionaria. "

    La “paleta” en movimiento se llama realmente armadura (como lo es en los motores) y lleva los contactos del relé en movimiento.

    Estos contactos pueden estar hechos de muchos materiales diferentes dependiendo del servicio previsto del relé: cobre simple, plata, destellos de oro, óxido de plata y cadmio (“Silcadox”), mercurio húmedo, etc. El uso de material de contacto incorrecto puede resultar en una vida de contacto muy corta (por ejemplo, oro destellado por alta corriente), o falla en la conducción cuando está cerrado (por ejemplo, relés Silcadox con bajo voltaje).

    El estator del relé, o núcleo de la bobina, también es un material de hierro, * no * cobre. Hay relés destinados a la operación de bobina de CA y estos tienen un polo dividido que tiene un anillo de "sombra" de cobre alrededor de uno de los polos divididos (produciendo un retardo de fase y, por lo tanto, una atracción magnética de la red).

    “Las paletas son capaces de transportar corrientes muy grandes. Tanto AC como DC, a las palas no les importa. "

    De hecho lo hacen. Los contactos de relé suelen tener dos valores nominales, CA y CC, y el valor nominal de CC suele ser solo de un quinto a un décimo del valor nominal de CA. Como se mencionó anteriormente, los contactos que cambian de CC a menudo necesitan un tratamiento adicional para reducir el arco de contacto y el daño resultante.

    "Si necesita 10A @ 120VAC, no use un relé clasificado para 10A @ 120VAC, en su lugar use uno más grande ..."

    Un relé clasificado para una operación alterna de 10 amperios dará su vida útil estimada de conmutación (por ejemplo, 100,000 operaciones) al intercambiar esa corriente. Un punto clave es que la clasificación de corriente es para una carga puramente * resistente * y los contactos deben devaluarse severamente para cargas reactivas (típicamente inductivas).

    No olvide que las cargas de las lámparas pueden ser resistentes, pero también sufren de corrientes de entrada frías de cinco a veinte veces la corriente nominal, lo que puede hacer que los contactos del relé se suelden y se peguen.

    Tenga en cuenta también que los relés de estado sólido y los triacs también tienden a "pegarse" cuando se utilizan con cargas reactivas y pueden requerir una corrección del factor de potencia del lado de la carga para funcionar correctamente.

    “El diodo 1N4148 está conectado de una manera extraña por una razón. Este se coloca entre el poder y la tierra de manera inversa. "

    De hecho, está ubicado a través del relé * bobina *, y debe estar lo más cerca posible del relé para evitar EMI en los circuitos circundantes.

    "El 1N4148 enviará una polarización que hará que la corriente contenida en la bobina fluya felizmente de regreso al riel de 5V que protege la fuente de alimentación y las partes cercanas".

    Ahora las cosas empiezan a ponerse difíciles. El propósito de este diodo de "captura" es evitar daños al transistor de conducción al acortar la fem de retorno de la bobina. Si bien casi cualquier diodo realizará esta función, sin embargo, existe un hecho de que todos los diodos tienen un tiempo correcto, y durante este tiempo el voltaje aún puede subir a unos pocos kilovoltios.

    Esto no matará al transistor ya que la duración es muy corta y puede requerir un CRO de 100 + MHz para ver, pero aún puede causar un mal funcionamiento / caída de los sistemas lógicos conectados. El clásico es el relé 555+, que no se agota y se vuelve a encender con esta picadura. Agregar un grupo de 0.1 uF en serie con 47 ohmios a través de la bobina del relé y el diodo lo arreglará.

    También debe tenerse en cuenta que cualquier cosa que suprima esta picadura también extenderá el tiempo de liberación del relé en diez o más.

    “Nota: la extensión de dos cables no funcionará correctamente. Observe que usamos un cable alargador circular grueso de tres hilos. Este cable adicional es el retorno a tierra y permite que el GFCI funcione correctamente. "

    Este es un error típico sobre cómo funciona un drenaje de tierra (GFCI también conocido como ELB / relé de equilibrio del núcleo / interruptor de seguridad): la tierra * no es * necesaria en el lado de la carga, pero es * esencial * en el lado de la fuente.

    Tenga en cuenta que si está aislado del suelo local con sus zapatos, taburete o tapete, y tocar accidentalmente un activo y un interruptor de agua subterránea neutral * no lo salvará *, usted es solo una parte de la carga.

    El drenaje del suelo es su * última * línea de defensa, no la primera - * siempre * * apague * antes de suplicar para que no se desconecte para siempre.

    "El objetivo aquí es 'estañar' los tres cables".

    Los cables destinados a la sujeción * no * deben estañarse como soldar corrientes frías bajo presión y disminuir la presión comprimida con el tiempo, peor con los ciclos térmicos. La soldadura de plomo / estaño también hace que el cobre se rompa, lo que lleva a la rotura donde termina el estaño, lo que es significativo donde la unión está sujeta a vibraciones.

    "Eliminando CTRL del riel de 5V (llamado flotante porque la línea CTRL no está conectada a 5V o GND), ..."

    Esto enfáticamente no “flota” porque la señal de control está referenciada a la bobina del relé. Para estar realmente flotando, es necesario algo así como un aislante opcional.

    Las carreras de relevos pueden ser un sombrero viejo, pero siguen siendo componentes completamente válidos en la aplicación correcta y, como todos los componentes, requieren cierta comprensión de sus características para evitar problemas.

  • Steve dice:

    Para aquellos hackers que necesitan controlar luces, motores u otros dispositivos de 120vac, existe una alternativa segura (powerswitchtail.com) para hacer su propio cableado. Este dispositivo se conecta entre el tomacorriente y la carga mediante hardware eléctrico estándar de 3 derivaciones. El relé está alimentado por un voltaje de control de CC de 5 voltios que está aislado de la línea de CA.

  • Insteon contra X10 dice:

    Usé un relé simple conectado a un puerto paralelo y un controlador de dispositivo básico para hacer que mi 386 viejo encienda mi cafetera. Claro, podría comprar uno con temporizador, pero ¿dónde está la diversión en eso ...

Miguel Vidal
Miguel Vidal

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