Como conectar un relé

El modo mas simple para activar un relé es con un transistor, generalmente del tipo NPN. La corriente de excitación de un relé depende del tipo de relé. Generalmente, cuando mas grande es el relé, mas corriente necesita. El otro elemento que influye es la tensión de excitación. Si consideramos relés de pequeñas dimensiones con contactos de salida en grado de conmutar corrientes de 2 o 3 Amp. la corriente de excitación necesaria no va mas allá de los 60 mA (0,06 Amp).

Es bastante fácil saber la corriente de excitación porque en las hojas técnicas de los relé se indica claramente la resistencia de la bobina. Por ley de ohm:

I = V / R

Por ejemplo, si tenemos un relé de 5V DC con una resistencia de la bobina de 100 ohm podemos calcular la corriente:

I = 5V / 100 ohm = 50 mA

Una corriente de 50 mA es demasiado elevada para conectar directamente un dispositivo lógico (CMOS o TTL por ejemplo) y también para una salida de un microprocesador. Por lo tanto es necesario agregar un transistor que pueda manejar la corriente que el relé necesita. Se el transistor es del tipo NPN tenemos la ventaja de poder usar relé de cualquier tensión no obstante el circuito lógico sea de 5V, es decir, el transistor sirve también para adaptar lo niveles de tensión.

Para calcular la resistencia de base hagamos un ejemplo. Supongamos de usar un BC547, este transistor tiene una ganancia estática (HFE) de 100 o mas. Por lo tanto, para obtener la corriente de salida de 50mA necesaria, la corriente de entrada debería ser:

Iin = Iout / Hfe => Iin = 0,05A / 100 = 0,0005Amp

Por ley de ohm:

R = (V - Vb ) / I => (5V - 0,6V) / 0,0005A = 8800 ohm

Para estar seguros de poder disponer de bastante corriente de salida para el relé, bajamos el valor de resistencia obtenido a la mitad o menos. La corriente de salida del dispositivo lógico que controla el transistor seguirá siendo muy baja.

R = 3,3K




Como podemos observar en la figura, he agregado un diodo 1N4001 conectado en paralelo con la bobina pero polarizado al contrario. Este sirve para evitar que la extra tensión de la bobina (que se genera cuando el relé se desconecta) pueda dañar el transistor.

Por último, aunque si no es necesario para el funcionamiento de relé he agregado un led indicador con su respectiva resistencia.

En el caso sea necesario conectar un relé mucho mas grande y con mas consumo de corriente, conviene agregar un transistor de salida mas potente en cascada con el que ya habíamos usado creando una configuración que se llama "Darlington". Esta configuración puede ser vista como un super transistor que gana la multiplicación de las ganancias individuales. En este ultimo caso, la corriente de entrada será:

Iin = Iout / (HfeT1 * HfeT2)

Por lo tanto la resistencia de entrada puede ser mas grande. El circuito representado en la figura puede activar relés con corriente de la bobina máxima de 0,5Amp.



Por ultimo, si se necesita conectar muchos relés, existe una solución mas elegante que consiste en usar el circuito integrado ULN2003 que consiste en 7 grupos de transistores conectados en configuración "Darlington". El ULN2003 dispone ya de las resistencias de entrada y también del diodos de protección.



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