A veces quieres que tu Arduino controle dispositivos alimentados por CA como lámparas, ventiladores u otros dispositivos domésticos. Pero como el Arduino funciona a 5 voltios, no puede controlar directamente estos dispositivos de mayor voltaje.
Ahí es donde entra el módulo de relés. Puedes utilizar un módulo de relé para controlar la red eléctrica y Arduino para controlar el relé.
Este tutorial te guía a través de cómo configurar el módulo de relé de un canal para encender una lámpara u otro dispositivo, pero vamos a empezar con una breve introducción a los relés.
¿Cómo funcionan los relés?
Un relé es un interruptor electromagnético operado por una corriente relativamente pequeña que puede controlar una corriente mucho mayor.
Aquí tienes una sencilla animación que ilustra cómo el relé utiliza un circuito para encender otro circuito.
Inicialmente el primer circuito está apagado y no pasa corriente por él hasta que algo (ya sea un sensor o el cierre de un interruptor) lo enciende. El segundo circuito también está apagado.
Cuando una pequeña corriente fluye por el primer circuito, activa el electroimán, que genera un campo magnético a su alrededor.
El electroimán activado atrae hacia él un contacto del segundo circuito, cerrando el interruptor y permitiendo que fluya una corriente mucho mayor por el segundo circuito.
Cuando la corriente deja de fluir, el contacto vuelve a su posición original, apagando de nuevo el segundo circuito.
Bases del relé
Típicamente el relé tiene 5 pines, tres de ellos son terminales de alta tensión (NC, COM y NO) que se conectan al dispositivo que se quiere controlar.
La electricidad de la red entra en el relé por el terminal común (COM). Mientras que el uso de los terminales NC & NO depende de si se quiere encender o apagar el dispositivo.
Entre los dos pines restantes (bobina1 y bobina2), hay una bobina que actúa como un electroimán.
Cuando la corriente pasa por la bobina, el electroimán se carga y mueve los contactos internos del interruptor. En ese momento el terminal normalmente abierto (NO) se conecta al común (COM), y el terminal normalmente cerrado (NC) se desconecta.
Cuando la corriente deja de fluir por la bobina, el contacto interno vuelve a su estado inicial, es decir el terminal normalmente cerrado (NC) se conecta al común (COM), y el terminal normalmente abierto (NO) se vuelve a abrir.
Esto se conoce como un interruptor unipolar de doble efecto (SPDT).
Módulo de relé de un canal
Para este tutorial, vamos a utilizar un módulo de relé de un canal. No obstante, existen otros módulos de dos, cuatro y ocho canales. Puedes elegir el que mejor se adapte a tus necesidades.
Este módulo está diseñado para conmutar un solo dispositivo de alta potencia desde tu Arduino. Tiene un relé de hasta 10A por canal a 250VAC o 30VDC.
LEDs
Hay dos LEDs en el módulo de relé que indican la posición del relé.
El LED de alimentación se encenderá cuando el módulo esté alimentado. El LED de estado se encenderá cuando el relé esté activado.
Bloque de terminales de salida
Tenemos tres canales del relé desglosados en terminales de pines de tornillo azules. Los canales están etiquetados por su función: común (COM), normalmente cerrado (NC) y normalmente abierto (NO)
Los nombres explican el estado del canal con relación al interruptor en reposo.
COM (Común): Este es el pin que debe conectar a la señal (electricidad de la red en nuestro caso) que está planeando conmutar.
NC (Normalmente Cerrado): Una configuración normalmente cerrada se utiliza cuando se quiere apagar el relé por defecto. En esta configuración el relé está siempre cerrado y permanece cerrado hasta que envíes una señal desde el Arduino al módulo de relés para abrir el circuito.
NO (Normalmente Abierto): Una configuración normalmente abierta funciona de la otra manera en la que el relé está siempre abierto hasta que envíes una señal desde el Arduino al módulo de relé para cerrar el circuito.
Pines de control
En el otro lado del módulo, hay tres pines – un pin de tierra y un pin VCC para alimentar el módulo y un pin de entrada IN para controlar el relé.
El pin de entrada es activo bajo, lo que significa que el relé se activará cuando tires del pin BAJO y se desactivará cuando tires del pin ALTO.
Diseño de los pines del módulo de relé de un canal
Veamos el diseño de los pines del módulo de relé de un canal.
Pines de control:
El pin IN se utiliza para controlar el relé. Es un pin activo bajo, lo que significa que el relé se activará cuando tire del pin BAJO y se volverá inactivo cuando tire del pin ALTO.
GND es la conexión a tierra.
El pin VCC suministra energía al módulo.
Terminal de salida:
El pin COM se conecta a la señal que se planea conmutar.
El pin NC está conectado al pin COM por defecto, a menos que se envíe una señal desde el Arduino al módulo de relés para romper la conexión.
El pin NO está abierto por defecto, a no ser que envíes una señal desde el Arduino al módulo de relés para realizar la conexión.
Conexión del módulo de relés de un canal con Arduino UNO
Ahora que sabemos todo sobre el módulo de relés, es el momento de ponerlo en práctica!
Advertencia:
Esta placa interactúa con una alta tensión de CA. Un uso incorrecto o inadecuado podría provocar lesiones graves o la muerte. Por lo tanto, está pensada para personas con experiencia y conocimientos sobre la ALTA tensión de CA.
Configuremos nuestro módulo de relés para encender una lámpara.
Comience por conectar el pin VCC del módulo a 5V en el Arduino y el pin GND a tierra. Conecta el pin digital #6 al pin de entrada IN para controlar el relé.
También tendrás que colocar el módulo de relé en línea con el dispositivo alimentado por CA (lámpara en nuestro caso) que estás intentando controlar. Tendrá que cortar su línea de CA viva y conectar un extremo del cable cortado (que viene de la pared) a COM y el otro a NC o NO dependiendo de lo que quiera que sea el estado de reposo de su dispositivo.
Si su dispositivo de CA va a estar apagado la mayor parte del tiempo, y de vez en cuando quiere encenderlo, debe conectar el otro a NO. Conecta a NC si el dispositivo va a estar encendido la mayor parte del tiempo.
Para este proyecto queremos que nuestra lámpara esté apagada en estado de reposo y se ilumine cuando activemos el relé, por lo que pondremos un extremo en COM y el otro en NO.
La siguiente ilustración muestra el cableado.
Código de arduino
Ahora que nuestro hardware está montado, vamos a ver el código que enciende la lámpara.
Aquí tienes el sencillo código que encenderá la lámpara durante 3 segundos y la mantendrá apagada durante los siguientes 3 segundos.
int RelayPin = 6;void setup() {// Set RelayPin as an output pinpinMode(RelayPin, OUTPUT);}void loop() {// Let's turn on the relay...digitalWrite(RelayPin, LOW);delay(3000);// Let's turn off the relay...digitalWrite(RelayPin, HIGH);delay(3000);}Explicación del código:
Controlar un módulo de relés con el Arduino es tan sencillo como controlar un LED. El sketch comienza declarando el pin al que está conectado el pin de entrada del módulo de relés.
int RelayPin = 6;En la función de configuración, definimos ese pin como de salida.
pinMode(RelayPin, OUTPUT);Ahora en la función de bucle, encendemos/apagamos el dispositivo tirando del pin del relé LOW/HIGH respectivamente.
digitalWrite(RelayPin, LOW) tira del pin LOW mientras que digitalWrite(RelayPin, HIGH) tira del pin HIGH.
digitalWrite(RelayPin, LOW);delay(3000);digitalWrite(RelayPin, HIGH);delay(3000);