Cómo usar un Relé con Arduino

Conexión de un Relé con Arduino.

Un relé es un componente electromecánico que permite controlar circuitos eléctricos de alta potencia o voltaje mediante señales de baja potencia, como las que proporciona un microcontrolador. En esencia, el relé actúa como un interruptor controlado electrónicamente.

Hardware Necesario

Para seguir este tutorial, necesitarás los siguientes componentes:

  • Placa Arduino
  • Módulo de relé (es preferible usar un módulo de relé en lugar de un relé suelto, ya que estos módulos incluyen los componentes necesarios para proteger tu Arduino y manejar la conmutación de la corriente de manera segura).
  • Dispositivo a controlar (como una lámpara o un motor).

¿Qué es y cómo Funciona un Relé?

Cuando una corriente fluye a través de la bobina del relé, se genera un campo magnético. Este campo magnético mueve un interruptor dentro del relé, que cierra o abre el circuito de alta potencia. Dependiendo del tipo de relé, este puede ser normalmente abierto (NO) o normalmente cerrado (NC):

  • Normalmente Abierto (NO por sus siglas en inglés): El circuito de alta potencia se encuentra desconectado cuando no hay corriente en la bobina. Se cierra solo cuando el relé es activado.

  • Normalmente Cerrado (NC por sus siglas en inglés): El circuito de alta potencia está conectado cuando no hay corriente en la bobina y se abre cuando se activa el relé.

Pines de conexión del relé al circuito de potencia. Normalmente abierto o normalmente cerrado

En resumen, el relé permite controlar el encendido y apagado de un dispositivo de alta potencia mediante un pequeño voltaje aplicado en el circuito de control. O sea, un relé es un interruptor electromecánico que funciona gracias a un electroimán. Este dispositivo consta de dos partes principales:

  1. Circuito de Control (Baja Potencia): Este circuito activa el electroimán cuando se aplica corriente. Está conectado a la señal de control (por ejemplo, desde un Arduino).

  2. Circuito de Conmutación (Alta Potencia): Este circuito es el que se activa o desactiva según el estado del electroimán. Aquí es donde se conecta el dispositivo que se desea controlar, como una lámpara, un motor, o cualquier otro dispositivo que funcione a voltajes y corrientes más altos que los que el Arduino puede manejar directamente.

Los módulos de relé tienen normalmente dos etapas de control. Teniendo en cuenta que el relé es un dispositivo electromecánico y que puede romperse por desgaste de los materiales, a la entrada del módulo se coloca comúnmente un optoacoplador para aislar el circuito de control del circuito del relé para evitar que se dañe si hay algún problema en el relé. Posteriormente se agrega una etapa de amplificación para activar el inductor del relé en función de la entrada de control.

Diagrama del circuito de un modulo de Relé.

A pesar de lo comentado anteriormente existen algunos módulos de relé que no tienen incorporado el optoacoplador. Siempre será preferible que se encuentre incluido en la placa este elemento. En la siguiente imagen se muestra un módulo de relé que incluye un optoacoplador de la familia EL814.

Módulo Relé con optoacoplador de la familia EL814.

Tipos de Relés

Existen diferentes tipos de relés, pero los más comunes en proyectos con Arduino son los relés electromecánicos y los relés de estado sólido (SSR). En este artículo, nos centraremos en los relés electromecánicos.

Conexiones del Relé con Arduino

Los módulos de relé generalmente tienen los siguientes pines:

  • DC+: Alimentación del módulo (generalmente 5V).

  • DC-: Tierra.

  • IN: Pin de control donde se envía la señal desde el Arduino para activar o desactivar el relé.

  • COM: Terminal común del interruptor del relé.

  • NO: Conexión que estará normalmente abierta y se cerrará al activar el relé.

  • NC: Conexión que estará normalmente cerrada y se abrirá al activar el relé.

Las conexiones entre el módulo de relé y un Uno, para controlar un dispositivo de corriente alterna, son muy sencillas. Basta conectar el DC+ del módulo de relé al Pin 5V del Arduino, el Pin DC- del módulo de relé al Pin GND del Arduino y el Pin IN o S del módulo de relé a un Pin digital del Arduino. En este ejemplo se utilizará el pin digital 7 para controlar el relé.

Pines de control del Relé.

Además de las conexiones de control se deben conectar la fuente de alimentación de corriente alterna (como la red eléctrica) al terminal COM del relé y conectar uno de los terminales del dispositivo que deseas controlar (como la lámpara) al terminal NO o NC del relé en función de si quieres que se conecte o se desconecte el dispositivo que estas manejando cuando se mande la señal de control desde el microcontrolador. Mientras el otro terminal del dispositivo se conecta directamente a la fuente de alimentación de corriente alterna. De forma tal que el relé actúe como un botón o interruptor cuando se accione desde el terminal de control con el Arduino.

Código de Ejemplo para Arduino

El siguiente código muestra cómo controlar un relé con Arduino. En este ejemplo, el relé se activa y desactiva cada segundo, encendiendo y apagando el dispositivo conectado.

 1// Ejemplo de Arduino para utilizar un Relé
 2// Más información: https://www.3dpellet.com
 3
 4// Definir el pin del relé
 5int relayPin = 7;
 6
 7void setup() {
 8  // Configurar el pin del relé como salida
 9  pinMode(relayPin, OUTPUT);
10}
11
12void loop() {
13  // Activar el relé (enciende el dispositivo)
14  digitalWrite(relayPin, HIGH);
15  delay(1000); // Esperar 1 segundo
16
17  // Desactivar el relé (apaga el dispositivo)
18  digitalWrite(relayPin, LOW);
19  delay(1000); // Esperar 1 segundo
20}

Consideraciones de Seguridad

Aislamiento: Asegúrate de que el circuito de control (Arduino) esté bien aislado del circuito de alta potencia. Muchos módulos de relé incluyen un optoacoplador para este propósito.

Corriente Máxima: Verifica que el relé sea capaz de manejar la corriente máxima que consumirá el dispositivo que vas a controlar. Los relés comunes suelen manejar hasta 10A a 250V AC, pero siempre es mejor asegurarse.

Protección de Arduino: Usa un diodo de protección (diodo flyback) si estás utilizando un relé sin módulo, para proteger el Arduino de posibles picos de corriente cuando se apaga el relé.

Conclusión

Los relés son componentes esenciales para controlar dispositivos de alta potencia mediante señales de bajo voltaje, como las que proporciona un Arduino. Gracias a su capacidad de actuar como interruptores controlados electrónicamente, los relés permiten a los proyectos de Arduino interactuar con una amplia gama de dispositivos eléctricos, aumentando enormemente las posibilidades de lo que puedes crear.