Este artigo foi adaptado do livro Robótica, Mecatrônica e Inteligência Artificial - Robotics, Mechatronics and Artificial Intelligence (esgotado) que publiquei nos Estados Unidos. Com pequenas adaptações e upgrades, ele ensina como controlar motores usando relés.
Relés são interruptores eletromecânicos. Eles são basicamente formados por uma bobina e um ou mais pares de contatos, como mostrado na Figura .1. Quando uma voltagem é aplicada à bobina, o fluxo de corrente cria um campo magnético que atrai os contatos e os fecha. Se a corrente através da bobina é cortada, o campo magnético desaparece e os contatos abrem. Um circuito externo controlado por esses contatos pode ser ligado e desligado pela corrente através da bobina.
Duas propriedades importantes podem ser observadas neste arranjo:
1. O circuito controlado é completamente isolado do circuito de controle.
2. Podemos aplicar baixa tensão e baixa corrente à bobina do relé para controlar circuitos de alta tensão e / ou alta corrente.
Os relés podem ser obtidos em diferentes tamanhos e com diferentes características elétricas, conforme apropriado para uma determinada aplicação.
Ao usar relés nesses projetos, devemos observar as seguintes características:
? A tensão nominal ou da bobina. Essa é a tensão que, quando aplicada à bobina, fecha os contatos. Na prática, um relé pode fechar seus contatos com tensão abaixo da indicada e mantê-los fechados mesmo quando a tensão cai abaixo do valor nominal, demonstrando a característica de histerese. Relés com tensões nominais entre 3 e 48 V são comuns em aplicações de robótica e mecatrônica.
? A corrente da bobina. Esta é a corrente que flui através da bobina quando a tensão nominal é aplicada. Correntes entre 20 e 100 mA são comuns em relés.
? A resistência da bobina. Esta resistência pode ser encontrada facilmente dividindo a tensão nominal pela corrente da bobina. Valores entre 50 e 500? são comuns.
? Corrente de contato. Esta é a corrente máxima que pode ser controlada por um relé. Valores típicos estão no intervalo de 1 a 10 A.
Como os relés são usados.
A figura 2 mostra o símbolo e a aparência dos relés comuns. Um relé pode ser considerado como um interruptor que é operado por um sinal elétrico. A figura .2a mostra um relé SPST e, em 3.2b, um relé DPDT. Outros tipos, com vários contatos, podem ser obtidos.
Circuitos Básicos Usando Relés
A seguir, blocos que usam relés e alguns componentes passivos, como diodos, resistores e capacitores. Aplicações mais complexas, incluindo outros elementos acoplados aos relés, serão discutidas em partes posteriores deste livro.
Ativando ou desativando uma carga
Um detalhe importante a ser observado nesses relés é que eles podem ter contatos que estão normalmente abertos (NO) ou normalmente fechados (NC), conforme mostrado nos símbolos. A maneira mais simples de controlar uma carga a partir de um relé é usar um desses contatos e o comum (C), conforme mostrado na Figura 3.
Se os contatos NO e C forem usados, a carga será ligada quando o relé fechar os contatos (quando a bobina estiver energizada). Se os contatos NC e C forem usados, a carga será desligada quando o relé for energizado. Isso significa que você pode usar o relé para ativar ou desativar as cargas. Lembre-se de que os contatos estão fechados apenas enquanto a corrente está fluindo pela bobina.
Reversão da corrente
Outro uso para um relé é inverter a corrente, conforme descrito ao usar o comutador DPDT. O relé é usado conforme mostrado na Figura 4.
Comutação Paralela-Série (II)
O circuito mostrado pela Figura 5 comuta duas cargas, conectando-as em série ou paralelo a uma fonte de alimentação. Quando o relé está ligado, as cargas são conectadas à fonte de tensão em série. Quando o relé está desligado, as cargas são conectadas em paralelo. O circuito pode ser usado para impulsionar motores DC em robótica e dispositivos mecatrônicos. O mesmo circuito pode ser usado em um modo inverso, comutando as cargas em paralelo quando o relé está ligado.
Relé com Trava
Quando S1 é momentaneamente pressionado, o relé fecha seus contatos e permanece nesse estado até que a tensão de alimentação seja cortada. S1 pode ser qualquer sensor, micro-interruptor ou outro interruptor de contato momentâneo conforme adequado para a aplicação. Se um relé DPDT estiver instalado, o segundo par de contatos pode ser usado para controlar qualquer circuito externo, como sugerido na Figura 7.
Para desligar o circuito, você pode simplesmente cortar a tensão da fonte de alimentação, mas existem outras abordagens possíveis. Um deles é criar um curto momentâneo usando um interruptor em paralelo com a bobina. Outra solução é dada no próximo circuito.
