Introducción a los relésUn relé es un dispositivo electromecánico que nos permite la conmutación de

una línea eléctrica de media o alta potencia a través de un circuito electrónico

de baja potencia. La principal ventaja y el motivo por el que se usa bastante en

electrónica es que la línea eléctrica está completamente aislada de la parte

electrónica que controla el relé. Es decir, podemos construir un circuito

electrónico (un temporizador, una fotocélula, etc.) y, a través de un relé,

controlar cualquier tipo de aparato conectado a la red eléctrica.

Diseño de un relé típico con descripción de sus partes

Este artículo habla de los relés usados normalmente en electrónica, es decir,

relés simples en los cuales la bobina de activación trabaja con una tensión

continua mientras que a través de los contactos podemos hacer pasar lo que

queramos (tensión continua o alternada).

Como está hecho un relé

Substancialmente, un relé esta compuesto por una bobina, una armadura

metálica y un grupo de contactos que pueden ser conmutados a través de un

campo magnético generado por la bobina.

En la imagen animada podemos observar como trabaja un relé. Cuando el

pulsador hace contacto, pasa corriente eléctrica por la bobina y por lo tanto se

crea un campo magnético. Este campo magnético atrae la armadura que,

acercándose al núcleo de la bobina, mueve los contactos del relé efectuando la

conmutación.

Animación que muestra el funcionamiento del relé

Características de un relé

Las características principales que diferencian los relés para tensión continua

son:

la cantidad y el tipo de contactos

la potencia de conmutación

la tensión de trabajo de la bobina

la corriente de la bobina (o resistencia)

Estos parámetros determinan generalmente el tamaño del relé. Mayor es la

cantidad de contactos y la potencia que estos pueden conmutar, mayor será el

tamaño de relé. Existe una amplia variedad de relés, algunos pequeños como

circuitos integrados y otros grandes como ladrillos.

Algunos tipos de relé

Cuanto más grande y potente es el relé, más corriente será necesaria para

activarlo y este es un factor muy importante cuando proyectamos el circuito

electrónico que lo comanda.

Clasificación de los relés en base a los contactos

Clasificación de los relés en base al tipo de contactos

La cantidad y el tipo de contactos que un relé dispone se especifican con siglas

en inglés que explico a continuación:

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)

Como se ve en el elenco, la letra inicial de la sigla puede ser reemplazada por

un número que indica la cantidad de conmutadores. Por lo tanto 4PDT sería un

relé con 4 conmutadores de dos vías cada uno.

En la figura podemos ver el diseño de un relé con dos conmutadores (DPDT)

visto desde abajo. Este tipo de relé es el que yo más uso porque es bastante

versátil.

Ejemplo de contactos de un relé DPDT

No obstante este relé tenga dos conmutadores, en la mayor parte de los casos,

se necesita solo uno de ellos. El segundo conmutador podemos aprovecharlo

conectándolo en paralelo con el primero como se ve en la figura. Haciendo así,

obtenemos dos ventajas: la primera es que mejoramos la calidad de los

contactos, especialmente con relés ya muy usados. La otra ventaja es que

podemos controlar corrientes más elevadas respecto a un solo conmutador

conectado. Por ejemplo, un relé con corriente máxima de 2 Amp. por contacto,

conectando dos conmutadores en paralelo podemos llegar a 4 Amp.

Conexión de los dos conmutadores de un relé DPDT en paralelo

Conectando un relé

El modo más simple para controlar un relé es a través de un pulsador o un

interruptor alimentado con baja tensión continua como se ve en la figura. En el

ejemplo, el relé tiene una bobina para 12VDC que es el tipo más usado como

interfaz para circuitos electrónicos de control. Como pueden ver, los cables que

van al pulsador son de baja tensión y baja corriente, pudiendo por lo tanto,

usarse pulsadores, interruptores y cables de conexión de baja tensión y sin

peligro de electrocución.

Conexión de una lámpara a un relé

En la figura sucesiva podemos ver una animación del circuito anterior.  El

pasaje de corriente por la bobina de 12V crea un campo magnético que mueve

la armadura y conmuta los contactos principales. Como pueden notar, la

lámpara y los contactos del relé se encuentran conectados a la tensión de la

red eléctrica pero esta parte está aislada respecto a los 12V de la bobina y del

pulsador.

Animación del encendido de una lámpara a través de un pulsador

Como explicado en la parte relacionada con los contactos, en los conmutadores

tenemos un tercer contacto conocido como NC, es decir "normalmente cerrado"

(NC: "normally closed" en inglés) que nos permite de trabajar al contrario, es

decir, cuando el relé se activa la lámpara se apaga. En la figura animada

podemos ver un relé que en condiciones de reposo (no activado) mantiene

encendida una lámpara gracias al contacto NC. El mismo circuito con el relé

activado apaga la lámpara mientras que la otra se enciende.

Animación que muestra el encendido alternado de dos lámparas gracias al contacto NC

No obstante los diseños realísticos sean más claros y fáciles de entender, en

electrónica se trabaja con circuitos compuestos por símbolos gráficos.

Lamentablemente no existe un estándar universal adoptado por todo el mundo,

no obstante varios intentos de uniformar los símbolos por parte de

organizaciones internacionales a lo largo del tiempo. Por suerte, las diferencias

no son muy significativas y sin necesidad de mucho entrenamiento, se aprende

a reconocer los componentes electrónicos sin problemas. En la figura les

muestro el sistema de relé y pulsador con los símbolos que yo generalmente

uso.

Símbolo de un relé

Cuanto interrumpimos la corriente que pasa por la bobina, el campo magnético

presente en el relé induce en los terminales de la misma bobina, por un breve

momento, una tensión muy elevada de polaridad opuesta. Este pico de tensión

se conoce con el término "extra tensión de apertura" o "extra corriente de

apertura". La explicación detallada del fenómeno va más allá de los objetivos

de este artículo, la cosa importante es saber que existe y que a la larga, daña

los contactos del pulsador.

Conexión de un diodo en paralelo con la bobina para eliminar la "extra corriente de

apertura"

Para evitar el envejecimiento prematuro de los contactos, la solución más

simple es la de conectar en paralelo con la bobina un diodo rectificador

inversamente polarizado en modo tal que durante el funcionamiento del relé, el

diodo no trabaja mientras que, cuando desconectamos el interruptor o el

pulsador, el diodo absorbe dicha energía residual de polaridad opuesta. El uso

de un diodo con el circuito del pulsador mostrado es muy aconsejable mientras

que es fundamental si controlamos nuestro relé con un transistor porque este

sobreimpulso puede dañar el transistor como explicaré en mi artículo "Como

controlar un relé con transistores". Generalmente yo uso diodos rectificadores

comunes como por ejemplo el 1N4007.

Conexión del diodo supresor y de un led indicador en paralelo con la bobina

Para terminar, podemos agregar un led que nos indique cuando el relé esta

accionado como se ve en la figura. La resistencia en serie, en el caso de 12V

puede ser de 1,8K.

 

Los contenidos de este blog son originales y están bajo una licencia Creative

Commons BY_NC_SA