Que es un relé
El relé, también conocido como relay o relevador es un dispositivo electromecánico con el cual se pueden hacer desconexiones físicas de un línea de conducción. En el interior de un relé se puede encontrar un electroimán y una especie de clavija las cuales forman un contacto físico al energizarse el electroimán.
Los relés se pueden encontrar de 4 patas, 5 patas, 8 patas y más. la configuración básica es el rele de 5 patas, en el cual se pueden encontrar 2 pines para la alimentación de la bobina y 3 pines para las conexiones en las cuales se encuentra el pin común, un pin normalmente conectado y otro pin normalmente abierto.
Funcionamiento del relé
El relé básico está formado por 5 pines, en los cuales 2 son usados para energizar la bobina y los otros 3 son contactos de conmutación. Si la bobina está desenergizada los pines NC y Común permanecen conectados y el pin NO está "al aire", al aplicar un voltaje a la bobina esta hace que el pin NO se conecte al pin común y el pin NC quede al aire. Se puede ver más claro con el símbolo del relé
Cómo activar un relé correctamente
El relé se debe activar siempre por medio de un transistor, debido a que si se hace directamente desde el dispositivo de control este puede sufrir daños proporcionados por el efecto contra electromotriz del relé. El relé está compuesto por un electroimán que no es más que una bobina con una gran inductancia y como ya sabemos las bobinas no permiten cambios bruscos de corriente, esto no es un problema para la activación pero si para la desactivación, debido a que la bobina del relé se vuelve una fuente de corriente por un instante entregando corriente en sentido opuesto al que fue energizado.
Para evitar este problema se suele colocar un diodo rectificador en paralelo a las bobinas del relé.
Cómo activar un relé correctamente
Para activar un relé correctamente debemos considerar 2 parámetros; el voltaje de la bobina y la corriente de la bobina, con el primer parámetro sabemos cuánto voltaje debemos aplicar y el segundo parámetro nos indica que transistor debemos escoger para la activación.
Para ilustrarlo con un ejemplo voy a seleccionar un relé de uso común, disponible en aliexpress con el número de parte SRD-12VDC-SL es un relé de 12V que puede manejar cargas de hasta 10A. Los datos de la bobina del relé los podemos ver en la siguiente tabla.
Como pueden ver la corriente que requiere la bobina para activarse es de 37.5mA, lo redondee a 40 mA para tener un valor entero. con esta información ya podemos verificar si el transistor 2N3906 es capaz de activarlo. para esto observamos en la hoja de datos la corriente de colector máxima que puede conducir el transistor.
Como pueden ver la corriente máxima es más de 4 veces lo que requerimos para activar el relé, además, el voltaje Vce también es suficiente. Entonces considerando el circuito anterior tenemos que calcular la resistencia de base para que el transistor maneje 40 mA.
Podemos encontrar el valor de R1 con esta expresión, sin embargo, no conocemos el valor de Ib, pero como si conocemos el valor de Ic y sabemos que Ic beta por Ib, entonces la ecuación nos quedaría de la siguiente forma.
Si con consideramos Beta como 100 el valor de R1 será: 10.75K, el cual podríamos redondear a 10K sin ningún problema. Finalmente el circuito quedaría de la siguiente forma.
Aplicaciones de un relé
Los relés se pueden usar para activar sistema de iluminación, motores y básicamente todo donde se requiera un gran flujo de corriente. debido a las características físicas del relé, es posible manejar cargas alternas y continuas o cargas aisladas que no forman parte del circuito.
En el circuito se puede ver cómo se controla el encendido y apagado de 2 bombillas incandescentes conectadas a la red eléctrica. como mencione antes este circuito queda aislado de la circuitería de control.
El relé es un componente ampliamente usado en la industria pesada debido a la capacidad de manejar grandes cargas, sin embargo, se debe tener en cuenta que los relés no pueden activarse a alta velocidad ya que esto podría destruir el equipo al que está instalado o destruirse a sí mismo.