RELE

  

RELE

 Es un dispositivo que consta de dos circuitos diferentes: un circuito electromagnético (electroimán) y un circuito de contactos, al cual aplicaremos el circuito que queremos controlar. En la siguiente figura se puede ver su simbología así como su constitución (rele de armadura).

Símbolo del relé de un circuito	Símbolo del relé de dos circuitos	Partes de un relé de armaduras

Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagnético. Cuando la corriente atraviesa la bobina, produce un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce (ferrita). Este atrae al inducido que fuerza a los contactos a tocarse. Cuando la corriente se desconecta vuelven a separarse.
Los símbolos que aparecen en las figuras poseen solo 1 y dos circuitos, pero existen relés con un mayor número de ellos. CARACTERISTICAS TECNICASParte electromagnéticaCorriente de excitación.- Intensidad, que circula por la bobina, necesaria para activar el relé.
Tensión nominal.- Tensión de trabajo para la cual el relé se activa.
Tensión de trabajo.- Margen entre la tensión mínima y máxima, garantizando el funcionamiento correcto del dispositivo.
Consumo nominal de la bobina.- Potencia que consume la bobina cuando el relé está excitado con la tensión nominal a 20ºC. Contactos o Parte mecánicaTensión de conexión.- Tensión entre contactos antes de cerrar o después de abrir. 
Intensidad de conexión.- Intensidad máxima que un relé puede conectar o desconectarlo.
Intensidad máxima de trabajo.- Intensidad máxima que puede circular por los contactos cuando se han cerrado.Los materiales con los que se fabrican los contactos son: plata y aleaciones de plata que pueden ser con cobre, níquel u óxido de cadmio. El uso del material que se elija en su fabricación dependerá de su aplicación y vida útil necesaria de los mismos.RELES MAS UTILIZADOS
DE ARMADURAEl electroimán hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es normalmente abierto o normalmente cerrado.DE NÚCLEO MÓVILTienen un émbolo en lugar de la armadura. Se utiliza un solenoide para cerrar los contactos. Se suele aplicar cuando hay que manejar grandes intensidades.

Relé de armaduras	Relé de armaduras	Relé Reed
Relé en encapsulado tipo DIP	Relé en encapsulado tipo DIP	Aplicación de los reles como módulos de interface

    

TIPOS

 Relés

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Indice

• Tipos de relés.
• Estructura de un relé.
• Características generales.
• Relés electromecánicos.
• Relés de estado sólido.

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Tipos de relés

Un relé es un sistema mediante el cuál se puede controlar una potencia mucho mayor con un consumo en potencia muy reducido.

 Tipos de relés:

• Relés electromecánicos:

A) Convencionales.
B) Polarizados.
C) Reed inversores.

• Relés híbridos.
• Relés de estado sólido.

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Estructura de un relé

En general, podemos distinguir en el esquema general de un relé los siguientes bloques:

• Circuito de entrada, control o excitación.
• Circuito de acoplamiento.
• Circuito de salida, carga o maniobra, constituido por:

- circuito excitador.
- dispositivo conmutador de frecuencia.
- protecciones.

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Características generales

Las características generales de cualquier relé son:

• El aislamiento entre los terminales de entrada y de salida.
• Adaptación sencilla a la fuente de control.
• Posibilidad de soportar sobrecargas, tanto en el circuito de entrada como en el de salida.
• Las dos posiciones de trabajo en los bornes de salida de un relé se caracterizan por:

- En estado abierto, alta impedancia.
- En estado cerrado, baja impedancia.

Para los relés de estado sólido se pueden añadir :

• Gran número de conmutaciones y larga vida útil.
• Conexión en el paso de tensión por cero, desconexión en el paso de intensidad por cero.
• Ausencia de ruido mecánico de conmutación.
• Escasa potencia de mando, compatible con TTL y MOS.
• insensibilidad a las sacudidas y a los golpes.
• Cerrado a las influencias exteriores por un recubrimiento plástico.

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Relés electromecánicos

Están formados por una bobina y unos contactos los cuales pueden conmutar corriente continua o bien corriente alterna. Vamos a ver los diferentes tipos de relés electromecánicos.

Relés de tipo armadura

Son los más antiguos y también los más utilizados. El esquema siguiente nos explica prácticamente su constitución y funcionamiento. El electroimán hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.O ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado).

Relés de Núcleo Móvil

Estos tienen un émbolo en lugar de la armadura anterior. Se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos, debido a su mayor fuerza atractiva (por ello es útil para manejar altas corrientes).

Relé tipo Reed o de Lengüeta

Formados por una ampolla de vidrio, en cuyo interior están situados los contactos (pueden se múltiples) montados sobre delgadas láminas metálicas. Dichos contactos se cierran por medio de la excitación de una bobina, que está situada alrededor de dicha ampolla.

Relés Polarizados

Llevan una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior puede girar dentro de los polos de un electroimán y el otro lleva una cabeza de contacto. Si se excita al electroimán, se mueve la armadura y cierra los contactos. Si la polaridad es la opuesta girará en sentido contrario, abriendo los contactos ó cerrando otro circuito( ó varios)

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Relés de estado sólido

Un relé de estado sólido SSR (Solid State Relay), es un circuito eléctrónico que contiene en su interior un circuito disparado por nivel, acoplado a un interruptor semiconductor, un transistor o un tiristor. Por SSR se entenderá un producto construido y comprobado en una fábrica, no un dispositivo formado por componentes independientes que se han montado sobre una placa de circuito impreso.

Estructura del SSR:

• Circuito de Entrada o de Control:

Control por tensión continua: el circuito de entrada suele ser un LED ( Fotodiodo), solo o con una resistencia en serie, también podemos encontrarlo con un diodo en antiparalelo para evitar la inversión de la polaridad por accidente. Los niveles de entrada son compatibles con TTL, CMOS, y otros valores normalizados ( 12V, 24V, etc.).

Control por tensión Alterna: El circuito de entrada suele ser como el anterior incorporando un puente rectificador integrado y una fuente de corriente continua para polarizar el diodo LED.

• Acoplamiento.

El acoplamiento con el circuito se realiza por medio de un optoacoplador o por medio de un transformador que se encuentra acoplado de forma magnética con el circuito de disparo del Triac.

• Circuito de Conmutación o de salida.

El circuito de salida contiene los dispositivos semiconductores de potencia con su correspondiente circuito excitador. Este circuito será diferente según queramos conmutar CC, CA.

 

LDR

  

LDR

 

 Fotorresistencia. LDR

1. Fotorresistencia. LDR     LDR viene de la expresión inglesa Light Dependent Resistor, se caracterizan por ser componentes pasivos cuya resistencia varía en función de la luz que reciben.    Su símbolo es:    A medida que reciben más luz la resistencia disminuye notablemente como se muestra en el siguiente gráfico de valores típicos.    Muestran una gran sensibilidad a la luz, pero si la luz varía muy rápidamente, los valores de la resistencia varían mas lentamente (se dice que muestra inercia a las variaciones de la intensidad luminosa).       

LDR (Fotorresistencias)

Las LDR (Light Dependent Resistor, o Resistor Dependiente de la Luz) son, como su nombre lo indica, resistencias cuyo valor varia de acuerdo al nivel de luz al que están expuestas. LDR (Fotorresistencias) Si bien los valores que puede tomar una LDR en total oscuridad y a plena luz puede variar un poco de un modelo a otro, en general oscilan entre unos 50 a 1000 ohmios (1K) cuando están iluminadas (por ejemplo, con luz solar) y valores comprendidos entre 50K (50,000 Ohms) y varios megohmios (millones de ohms) cuando está a oscuras. Desde el punto de vista constructivo, las LDR están fabricadas con materiales de estructura cristalina, siendo los mas utilizados el sulfuro de cadmio y el seleniuro de cadmio, aprovechando sus propiedades fotoconductoras. Una cuestión a tener en cuenta cuando diseñamos circuitos que usan LDR es que su valor (en Ohmios) no variara de forma instantánea cuando se pase de estar expuesta a la luz a oscuridad, o viceversa, y el tiempo que se dura este proceso no siempre es igual si se pasa de oscuro a iluminado o si se pasa de iluminado a oscuro (se dice que muestra inercia a las variaciones de la intensidad luminosa). Igualmente, estos tiempos son cortos, generalmente del orden de una décima de segundo. Esto hace que el LDR no se pueda utilizar en algunas aplicaciones, concretamente en aquellas que necesitan de mucha exactitud en cuanto a tiempo para cambiar de y a exactitud de los valores de la fotorresistencia al estar en los mismos estados anteriores. Pero hay muchas aplicaciones en las que una fotorresistencia es muy útil. En casos en que la exactitud de los cambios no es importante como en los circuitos que veremos en este articulo. Las primer figura que ilustra esta pagina nos muestra el símbolo utilizado para representar las LDR en los esquemas electrónicos, aunque a veces pueden ser ligeramente diferentes pero siempre tomando como base el símbolo de una resistencia común con alguna(s) flecha(s) que simbolizan la incidencia de la luz. La figura siguiente es una imagen de uno de los tipos de LDR que existen en el mercado.

Simbolo de una LDR. Un formato posible para las LDR.

Este sencillo circuito, muy fácil de montar y especialmente indicado para los que recién se inician en la electrónica, encenderá automáticamente las luces de un zaguán, jardín, garaje o de las vidrieras cuando exista poca luz natural (al anochecer) y las apagará al amanecer. Iluminación automáticaResulta un montaje muy conveniente para que al llegar a nuestra casa por la noche encontremos alguna luz encendida o también para quien no puede estar en determinado lugar para encender o apagar las luces al anochecer o amanecer. Además de evitar el gasto excesivo de electricidad, ya mantiene las luces encendidas sólo mientras falta luz natural. Otra aplicación para este circuito tiene que ver con la señalización, por ejemplo, de edificios altos o antenas, cuya baliza en la parte superior debe permanecer encendida todo el tiempo que dura la noche. En el proyecto, cuyo esquema eléctrico vemos en la figura 1 al final de la página, se utiliza una configuración poco frecuente en el TRIGGER (disparo) del integrado NE555 (ver articulo sobre este chip en Neoteo). En los contactos del rele podremos conectar cualquier lámpara que no supere los 200W si estamos trabajando con una tensión de red de 110V o los 400W si estamos trabajando con 220V. Siempre es conveniente tener a mano la hoja de datos del rele en cuestión para ver cual es el máximo de corriente que soporta en sus contactos. Los valores que mencionábamos corresponden a un rele típico, pero nunca esta de más asegurarse. Si necesitáramos conectar lámparas o dispositivos (por ejemplo, un cartel luminoso) con un consumo mayor, podemos colocar entre el rele y el dispositivo un contactor o rele de la potencia necesaria.

A continuación, una sencilla explicación de cómo funciona el circuito del interruptor crepuscular. Descripción del circuitoComo podemos ver en la figura 1, el circuito integrado NE555 se utiliza tal lo visto en la nota especifica sobre el, para configurar un disparador. Una característica importante de este circuito es el hecho de no sufrir esas desagradables oscilaciones de los circuitos convencionales cuando la iluminación llega al umbral de disparo. La transición del punto de espera al disparo es inmediata y única. El relé cierra y abre de inmediato los contactos, sin oscilación. Se aplica al pin 5 del NE555 una tensión de referencia, aproximadamente igual a la mitad de la tensión de alimentación. La tensión aplicada en el pin 2 depende del valor de la LDR, y cuando sea menor que la mitad de la tensión de alimentación (la del pin 5) se activara la salida (pin 3). En nuestro circuito, fijamos la tensión de referencia por un divisor formado por R2 y R3 y ajustamos el disparo en función de la luz que incide en el LDR a través del potenciómetro VR1. El ajuste se realiza en función de la luz ambiente, ajustando el potenciómetro hasta que se dispare el circuito con la luz que nosotros queramos. Ese es todo el ajuste necesario que necesita este proyecto. Por supuesto, se debe evitar a toda costa que las lámparas que estén activadas por este circuito iluminen el LDR, dado que se produciría un efecto de realimentación, produciendo oscilaciones o bien impidiendo el buen funcionamiento del mismo. Se puede poner la LDR dentro de un tubo opaco, apuntando al cielo, con una tapa transparente, de esta forma estará protegido de la luz de las lámparas y de la intemperie. Los 12 voltios necesarios para alimentar el circuito se pueden obtener mediante un transformador, puente de diodos y un regulador de voltaje (también hay una nota sobre ellos en Neoteo), o bien recurrir a alguna fuente de alimentación de 12v que se pueden adquirir por unos pocos euros.

Circuito del interruptor crepuscular.

Para armar el circuito, utilizaremos preferentemente un circuito impreso, puede incluso usarse una de las placas experimentales que ya vienen perforadas. MontajeLos cables que conectan la LDR (que deberá estar en el exterior, para poder recibir la luz) a la placa pueden ser de 4 o 5 metros sin que haya ningún problema. En el momento del montaje, deberemos observar que la posición del NE555 sea la correcta, utilizar resistencias de 1/8 o ¼ de watt (no es necesario mas), y que la(s) lámpara(s) utilizadas estén conectadas correctamente al rele. Este rele cumple la función del interruptor de las lámparas, así que deberá estar en serie con ellas y la fuente de alimentación. Las lámparas, entre si, se conectaran en paralelo. Para probar el aparato conecte cualquier lámpara de acuerdo con su red local, un velador u otro aparato electrodoméstico cuyo funcionamiento se pueda verificar. Luego, coloque el LDR de modo que reciba directamente la luz ambiente y ajuste el VR1 para que el relé abra sus contactos. Ajuste el VR1 de modo que quede en el umbral de accionamiento. A continuación, cubriendo el LDR con la mano, se va moviendo gradualmente el cursor del potenciómetro hasta obtener el punto de mayor sensibilidad, o sea, en el que el circuito es conectado al faltar la luz y desconectado con la presencia de luz. Hay que mover lentamente el cursor del potenciómetro ya que la LDR, como dijimos antes, tiene una cierta inercia. Una vez comprobado su funcionamiento, sólo queda instalarlo en forma definitiva.

ConclusiónSi bien por su sencillez, este montaje es recomendado para quienes recién se inician en electrónica, no debemos olvidar que hay partes del mismo (el control de las lámparas) que esta sometido a la tensión de red, y que un descuido puede provocarnos grandes daños, incluso la muerte, así que seamos muy cuidadosos al momento de conectar la carga al rele. Respetando esta consigna, podremos disfrutar de un proyecto que si bien es sencillo, nos será de mucha utilidad.

        RESISTENCIAS DEPENDIENTES DE LA LUZ1. LDR (LIGHT DEPENDENT RESISTOR)RESISTENCIAS DEPENDIENTES DE LA TEMPERATURA2. NTC (NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT)3. PTC (POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT)RESISTENCIAS DEPENDIENTES DE LA TENSIÓN4. VDR (VOLTAGE DEPENDENT RESISTOR)1. LDR La resistencia de este tipos de componentes varia en función de la luz que recibe en su superficie. Así, cuando están en oscuridad su resistencia es alta y cuando reciben luz su resistencia disminuye considerablemente.
Los materiales que intervienen en su construcción son Sulfuro de Cadmio, utilizado como elemento sensible a las radiaciones visibles y sulfuro de plomo se emplean en las LDR que trabajan en el margen de las radiaciones infrarrojas. Estos materiales se colocan en encapsulados de vidrio o resina.
Su uso más común se encuentra en apertura y cierre de puertas, movimiento y paro de cintas trasportadoras, ascensores, contadores, alarmas, control de iluminación...

Símbolos de la LDR	Aspecto físico real de las fotocélulas o LDR

Las características técnicas se estudian teniendo en cuenta la variación de su resistencia en función de la luz que reciben en su superficie en lux. 

2. NTCEs un componente, al igual que la PTC, que varia su resistencia en función de la temperatura. Así, cuando reciben una temperatura mayor que la de ambiente disminuye su valor óhmico y cuando es baja o de ambiente aumenta.

Símbolo de la NTC	Identificación por bandas de colores	Aspecto físico real de una NTC

Suelen construirse con óxido de hierro, de cromo, de manganeso, de cobalto o de níquel.
El encapsulado de este tipo de resistencia dependerá de la aplicación que se le vaya a dar. Por ello nos encontramos NTC  de disco, de varilla, moldeado, lenteja, con rosca para chasis...
Los fabricantes identifican los valores de las NTC mediante dos procedimientos: serigrafiado directo en el cuerpo de la resistencia, y mediante bandas de colores, semejante a las resistencias y siguiendo su mismo código, teniendo en cuenta que el primer color es el que está más cercano a las patillas del componente según se observa en la figura. Su curva característica se realiza entre dos parámetros, la resistencia y la temperatura.
Sus aplicaciones más importantes están: medidas, regulación y alarmas de temperatura, regulación de la temperatura en procesos de elaboración, termostatos, compensación de parámetros de funcionamiento en aparatos electrónicos (radio, TV...). Para ver los distintos encapsulados de NTC que se fabrican,
 pulsa aquí

3. PTCEn este componente un aumento de temperatura se corresponde con un aumento de resistencia. Se fabrican con titanato de bario. Sus aplicaciones más importantes son: en motores para evitar que se quemen sus bobinas, en alarmas, en TV y en automóviles (temperatura del agua).
El concepto de los encapsulados de las PTC se rige por los mismos criterios que una NTC, siendo sus aspectos muy parecidos a los mismos.
Su curva característica se realiza entre dos parámetros, la resistencia y la temperatura.
La identificación de los valores de estos dispositivos se realiza mediante franjas de colores en el cuerpo de los mismos que hacen referencia a un determinado tipo. Para deducir sus características se recurre a los catálogos de los fabricantes.
Los márgenes de utilización de las NTC y PTC están limitados a valores de temperatura que no sobrepasan los 400ºC.

Símbolo de la PTC	Identificación por banda de colores	Aspecto físico real de una PTC

4. VDR La propiedad que caracteriza esta resistencia consiste en que disminuye su valor óhmico cuando aumenta bruscamente la tensión. De esta forma bajo impulsos de tensión se comporta casi como un cortocircuito y cuando cesa el impulso posee una alta resistividad.
Sus aplicaciones aprovechan esta propiedad y se usan básicamente para proteger contactos móviles de contactores, reles, interruptores.., ya que la sobre intensidad que se produce en los accionamientos disipa su energía en el varistor que se encuentra en paralelo con ellos, evitando así el deterioro de los mismos, además, como protección contra sobre tensiones y estabilización de tensiones, adaptación a aparatos de medida...

Símbolo de la VDR	Aspecto físico real de una VDR

Se utilizan en su construcción carburo de silicio, óxido de zinc, y óxido de titanio.  

http://electronred.iespana.es/curvascaracterrnl.htm

 

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