Os relés são dispositivos comutadores de grande utilidade, podendo controlar correntes fortes a partir de baixas correntes em suas bobinas. No entanto, mesmo essas baixas correntes às vezes são muito fortes para serem geradas por um circuito eletrônico. Precisamos neste caso aumentar a sensibilidade do relé o que poderá ser feito de muitas formas que serão vistas neste artigo.
(*) Publicado nos anos 80 com pseudônimo.
Um relé nada mais é do que um interruptor acionado por uma corrente que circula por uma bobina. Os relés mais comuns como os da série MCH e G da Metaltex e os RU da Schrack precisam de correntes que vão de 50 a 100 mA para os tipos de 12 e de 6 Volts respectivamente.
Mesmo sendo pequenas, estas correntes podem ser consideradas altas para os circuitos eletrônicos mais simples, o que exige o emprego de recursos especiais para disparar o relé. Esses recursos são circuitos que "aumentam" a sensibilidade de um relé e podem ser elaborados de muitas maneiras.
A sequência de circuitos que vemos a seguir permite aumentar de 50 a 30.000 vezes a sensibilidade de relés de 6 ou 12V com correntes entre 50 a 100 mA.
CIRCUITO 1
O modo mais simples de se aumentar a sensibilidade de um relé é com um único transistor NPN, conforme mostrado na figura 1.
Para um transistor BC548 o ganho depende basicamente do resistor RI de base e fica normalmente em torno de 100 vezes. Selecionando um transístor de maior ganho podemos aumentar o valor do resistor e com isso disparar o relé com correntes bem menores. O ganho pode chegar a 800 vezes com o BC549.
O leitor deve perceber que neste circuito uma tensão positiva na base do transistor é que provoca a saturação do transistor e, portanto, o acionamento do relé ligado em seu coletor.
CIRCUITO 2
Para termos um "acionamento invertido" em relação ao circuito anterior, basta usar um transistor PNP. Para isso temos o circuito mostrado na figura 2.
As características são exatamente as mesmas do anterior, com a única diferença de que o relé permanece desligado quando o resistor está positivo e aciona com uma tensão de 0V na entrada. Em outras palavras, precisamos "aterrar" a entrada para obter o disparo.
CIRCUITO 3
Mais sensibilidade pode ser conseguida com a ligação de dois transistores na etapa Darlington mostrada na figura 3.
Nesta etapa os ganhos dos transistores se multiplicam e podemos ter um resistor muito grande de entrada. Com dois transistores de ganho 100, por exemplo, o ganho total da etapa vai a 10.000. Com transistores com ganhos maiores podemos chegar a valores mais elevados para o ganho total.
Entretanto, se na configuração com 1 transistor só precisávamos de 0,6 V para obter a condução, nesta a corrente é menor, mas a tensão precisa ser de pelo menos 1,2 Volts.
CIRCUITO 4
Não precisamos usar transistores separados para ter uma etapa Darlington. Existem transistores como o BC5 17 que já são Darlington, e este é um caso de um componente com ganho 30.000. Na figura 4 temos o circuito em que este transistor é usado no acionamento de um relé.
O resistor de entrada pode ser modificado de modo a se obter a máxima sensibilidade no acionamento.
CIRCUITO 5
Também podemos ter uma versão PNP Darlington, e ela é mostrada no circuito da figura 5. As características obtidas para este circuito são as mesmas do equivalente Darlington NPN.
CIRCUITO 6
O circuito da figura 6 é um acionador complementar em que o ganho é aproximadamente dado pelo produto dos ganhos dos transistores usados.
Assim, para a configuração mostrada temos um ganho que pode chegar a 10.000 vezes para a corrente. A tensão de entrada teve ser de pelo menos 0,6 V para uma saída de 6V o que resulta num ganho total de potência máxima da ordem de 100.000 vezes.
CIRCUITO 7
Uma condição importante que pode ser necessária a um circuito com relé é a chamada trava ou latch em que um pulso de entrada de curta duração dispara o relé e ele se mantém ligado mesmo depois. Isso pode ser feito com transistores e relés com dois contatos reversíveis com o circuito mostrado na figura 7.
CIRCUITO 8
Uma trava melhor, entretanto, é obtida quando se usa um SCR em lugar de um transistor e isso pode ser feito, num primeiro circuito, conforme mostramos na figura 8.
Os SCRs do tipo 106 precisam de correntes da ordem de 200 µA para disparar o que resulta num ganho de corrente da ordem de 500 vezes para um relé de 6V.
No entanto, os SCRs quando conduzem "perdem" 2V de queda de tensão que precisam ser compensados com uma tensão de alimentação uns 2V maior. Por isso, para um relé de 6V será preciso alimentar o circuito com 8 ou 9V para se obter um funcionamento normal.
Para desligar o relé é só cortar a alimentação por um instante.
CIRCUITO 9
Para aumentar a sensibilidade do relé no circuito com SCR, multiplicando-a pelo ganho de um transistor podemos usar o circuito mostrado na figura 9.
Neste circuito, a tensão de disparo, é da ordem dc 1V para um SCR fica aumentada para aproximadamente 1,6 V, mas a corrente pode ser extremamente pequena, o que significa uma sensibilidade muito grande.
O uso de um Dalington neste ponto aumenta ainda mais a sensibilidade obtida, mas precisaremos de uma tensão da ordem de 2,2 V para o disparo.
Lembramos apenas para completar que os SCRs se comportam como diodos e, portanto, conduzem a corrente num único sentido.
Todos os semicondutores mencionados têm suas características elétricas apresentadas na tabela 1 e suas pinagens vistas na figura 10.
CONCLUSÃO
Os métodos que vimos são apenas alguns que permitem aumentar a sensibilidade de um relé. Com estes circuitos poderemos usar os relés em aplicações que disponham de corrente muito menores que as necessárias ao disparo e mesmo a partir de correntes fornecidas diretamente por transdutores tais como LDRs e NTCs.
