Relé Experimental Para o Laboratório (ART2161)

O desenvolvimento de projetos que usam relés exige às vezes que tenhamos a disposição circuitos diversos de excitação e que podem dar algum trabalho na elaboração. Se tivermos um módulo que contenha um relé com diversas possibilidades de excitação o desenvolvimento de projetos, sem dúvida será facilitado. O projeto que descrevemos aqui tem justamente esta finalidade e é de grande utilidade na bancada do projetista.

Projetos que usam relés podem exigir desde simples etapas de excitação até etapas mais sensíveis, dada a corrente muito baixa que fornecem, isso sem se falar nos projetos que podem até excitar diretamente este componente.

No desenvolvimento de projetos que usam relés, a disponibilidade de um tipo universal para testes pode ser muito útil, pois economiza tempo com verificações ou desenhos e placas.

O que descrevemos neste artigo é um módulo de relé para experimentação com características muito amplas, a tal ponto que podemos dizer que se trata de um relé universal.

Dentre as características que tornam este projeto ideal para a experimentação destacamos:

Operação tanto com tensões de 6 como 12 Volts na alimentação e até mesmo valores intermediários.

Correntes de excitação que vão de 100 mA até menos de 10 uA.

Possui controle de sensibilidade agregado.

Pode ser disparado diretamente por sensores, tais como: LDRs, foto-transistores e termistores.

Contatos reversíveis para 4 ampères

Facilidade de conexão externa com a expansão de componentes por meio de barra de terminais com parafusos.

Usa componentes comuns e relé de baixo custo.

 

COMO FUNCIONA

A ideia básica do projeto é colocar numa caixa um relé de características universais e agregar elementos que permitam sua excitação de diversas maneiras.

O acesso aos componentes para maior facilidade de utilização numa bancada de desenvolvimento é feito por meio de barra de terminais com parafusos.

Assim, temos primeiramente um terminal neutro ou de 0 V que será comum a maioria das aplicações, exceto numa.

Esta primeira aplicação é a que faz uso direto do relé com tensão de 6 Volts.

Neste caso temos o pólo positivo no pino 4 e o negativo no pino 5, quando então precisamos de aproximadamente 100 mA para fechar os contatos do componente.

Se quisermos alimentar diretamente o relé com uma tensão de 12 Volts e a mesma corrente, usamos os terminais 3 e 5, sendo o 3 o positivo.

Veja que não podemos inverter a polaridade destas ligações dada a presença do diodo D1 de proteção.

Os contatos do relé são acessíveis através dos terminais A, B e C que são separados, para se evitar problemas de confusões, ou mesmo curtos, principalmente se o circuito controlado externo for de alta tensão.

Para excitação com correntes da ordem de alguns miliampères, normalmente na faixa de 1 a 50 mA, podemos utilizar o transistor Q2 que tem a base acessível a partir do terminal número 2.

Neste caso usamos o pino 3 ou 4 para alimentação positiva (12 ou 6 Volts) o pino 6 para 0 V e aplicamos o sinal de controle no pino 2.

O resistor R3 protege o transistor, limitando sua corrente de base.

Veja que precisamos de um sinal positivo com tensão a partir de 0,6 V para excitar o relé a partir deste pino.

Para correntes muito menores, temos um transistor adicional que é colocado no circuito automaticamente, simplesmente utilizando-se para entrada de sinal o pino 1, em lugar do pino 2.

A partir deste terminal podemos excitar o relé com correntes a partir de alguns microampères, e o potenciômetro P1 atua como um controle de sensibilidade.

Veja entretanto que, neste caso, o sinal de excitação é negativo, ou seja, deve estar próximo de 0 V para excitação e perto da tensão positiva de alimentação para corte.

 

MONTAGEM

O circuito completo do relé experimental é mostrado na figura 1.

 

  Figura 1 – Circuito completo do relé experimental
Figura 1 – Circuito completo do relé experimental

 

A disposição real dos componentes é mostrada na figura 2.

 

  Figura 2 – Aspecto da montagem
Figura 2 – Aspecto da montagem

 

Como são muito poucos os componentes usados podemos usar ponte de terminais ou mesmo uma placa universal.

O relé é de baixo custo para 6V com uma corrente de acionamento até 100 mA, mas equivalentes de mesma intensidade de corrente de bobina poderão ser usados, e até mesmo tipos mais sensíveis.

Os transistores admitem equivalentes, e os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W. O eletrolítico tem uma tensão de trabalho de 16 V e o potenciômetro é linear.

O diodo pode ser substituído por equivalentes da mesma série ou mesmo os 1N4148 ou 1N914.

Para ligação externa usamos uma barra de terminais com parafusos mas existem outras alternativas, como por exemplo: bornes.

Na figura 3 temos uma sugestão de caixa para montagem.

 

   Figura 3 – Sugestão de caixa para a montagem
Figura 3 – Sugestão de caixa para a montagem

 

 

PROVA E USO

A prova é bastante simples, necessitando o leitor apenas de uma fonte de 6 Volts e de uma carga para os contatos do relé que pode ser um LED com um resistor de 1 k em série ou mesmo o multímetro na escala mais baixa de resistências.

Interligando momentaneamente o ponto 1 com o 4 ou mesmo o 3 deve haver o fechamento dos contatos do relé.

Da mesma forma, interligando por um momento o ponto 1 com o 6 e atuando-se sobre P1 deve haver o fechamento dos contatos do relé.

Para usar o sistema temos diversas possibilidades:

a) Acionamento direto com 6 V - 100 mA:

Usar o pino 4 e o pino 5, lembrando que o pino 4 deve ser positivo em relação ao 5.

 

b) Acionamento com 12 V - 100 mA:

Usar os pinos 3 e 5, com o pino 3 positivo em relação ao 5.

 

c) Acionamento amplificada com 6 V:

Pino 4 com +6 V; pino 6 com 0 V e aplicar o sinal ao pino 2.

Na figura 4 temos o modo de fazer o acionamento com um LDR comum na incidência de luz.

 

   Figura 4 – disparando pela incidência de luz no LDR
Figura 4 – disparando pela incidência de luz no LDR

 

O potenciômetro externo atua como controle de sensibilidade.

 

d) Acionamento amplificado com 12 V:

Aplicar +12 V no pino 3 e 0 V no pino 6. O sinal é aplicado entre o pino 2 e o pino 6.

 

e) Máxima sensibilidade - acionamento com 1 uA a 10 mA.

Para 6 V aplicar +6 V no pino 4 e 0 V no pino 6.

O sinal é aplicado ao pino 1. Na figura 5 temos o modo de se fazer a ligação de foto-sensores para o disparo com a incidência de luz e com o corte da luz.

 

  Figura 5 – Disparo com foto-transistores
Figura 5 – Disparo com foto-transistores

 

 

f) Para 12 V usar o pino 3 em lugar de 4. As demais ligações como na versão anterior.

Na figura 6 temos os modos de se ligar uma carga externa.

 

   Figura 6 – Controlando cargas externas
Figura 6 – Controlando cargas externas

 

Num caso temos a energização da carga com o fechamento dos contatos NA do relé, ou seja, a energização da sua bobina.

No outro caso temos o desligamento da carga externa com a energização da bobina do relé. Para usar em qualquer das aplicações acima tenha sempre em mente os limites para as correntes dos contatos e também a tensão nas entradas e na alimentação.

Para tensões intermediárias entre 6 e 12 V use o pino 4 com um resistor em série.

Para 9 V use um resistor de 22 ohms.

Para operar com sinais alternados use o circuito da figura 7.

 

   Figura 7 – Operação em CA
Figura 7 – Operação em CA

 

 

Q1 - BC558 - transistor PNP de uso geral

Q2 - BC548 - transistor NPN de uso geral

D1 - 1N4002 ou equivalente - diodo de silício

K1 - Relé para 6 V

P1 – 47 k - potenciômetro

R1 – 10 k - resistor (marrom, preto, laranja)

R2 - 56 ohms x 1 W - resistor (verde, azul, preto)

R3 – 1 k - resistor (marrom, preto, laranja)

C1 - 10 uF x 10 V - capacitor eletrolítico

Diversos: ponte de terminais com parafusos, ponte de terminais comum, fios, caixa para montagem, botão para o potenciômetro, solda, etc.

 


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