¡Hey! ¿Qué tal la rutina? Hoy voy a hablarte de [SPOILER ALERT] los relés. De hecho es algo que tal vez nunca te hayas planteado y que más bien creas que sirve de bien poco.

Yo también pensaba eso hasta que tuve un pequeño dilema… y esa es la historia que te voy a contar hoy.

Historia de un ventilador…

El otro día (siempre utilizo esta expresión, no se sabe si hace días o hace años…) estaba intentando controlar un ventilador. Uno de esos que llevan los ordenadores, algo barato y simple.

Su funcionamiento era simple. Solo necesitaba conectar a una fuente de 12 Voltios los dos cables del ventilador y ya funcionaba. También tenía un tercer cable amarillo que se encargaba de mostrar un HIGH cuando el ventilador llega a la posición inicial. Esto puede ser aprovechado para calcular a cuántas vueltas por minuto va el ventilador en ese momento.

Una vez funcionaba, pensé que era una pérdida de energía inmensa tener 24 horas encendido el pequeño ventilador de 12 Voltios. Aunque sea poca corriente la que consuma ya es un consumo que siempre tendré, y si mi idea es refrigerar algo en una casa que funcione con baterías cargadas por luz solar, puede que tenga problemas. Eso y, que no nos engañemos, la cuesta de Enero nos pica a todos.

Por eso pensé que necesitaba algo que me permitiera regular el ventilador. En un primer momento pensé en un control de velocidad pero era algo demasiado complejo para lo que yo necesitaba. Así que se me ocurrió controlar cuándo se encendía y se apagaba el ventilador. Para esto mi primer impulso fue utilizar un relé.

¿Cómo es un relé por dentro?

Un relé es un interruptor (como los pulsadores que vimos en su día) que se enciende y apaga con un electroimán. Un electroimán es una bobina que genera un campo magnético al pasar corriente por dicha bobina. Y una bobina no es más que un cable enrollado en un núcleo metálico.

Para que tú y yo lo entendamos: Un electroimán es un tubo macizo de un metal (hierro, por ejemplo) al que le enrollamos un cable alrededor, como si lo cubriésemos poco a poco. Evidentemente, el cable no tiene la protección plástica, es puro cobre enrollado en el tubo metálico. Cuando por el cable pasa una corriente (lo conectamos a una fuente) lo que pasa es que se genera un campo magnético. Se crea un imán temporal.

Ahora, a este nuestro electroimán, le añadimos unos contactos. Esto es como un enchufe, le añadimos dos terminales de manera que cuando esté encendido conecte a un sitio y cuando esté apagado a otro. Algo tal que así (Imagen de JaviMad con licencia CC BY-SA 4.0-3.0-2.5-2.0-1.0 en Wikimedia Commons):

Esto no tiene por qué cumplirse siempre. La gente cool llama a este par de contactos: polo. Pues puedes tener un polo como aquí, o un par o incluso cuatro. Lo suyo es que si son más de uno se muevan todo a la vez y así podrías conmutar, pasar de un circuito a otro. Fíjate que un polo tiene tres conectores: uno móvil (es el que se va desplazando) y los otros dos fijos.

Utilizando un relé con Arduino

Vamos con los ejemplos que ahí es dónde nos vamos a entender bien. Volvamos a mi ejemplo del ventilador de 12V. Voy a utilizar un relé con un polo (tres conectores). Entonces lo que hago es conectar el ventilador al GND de la fuente de tensión (la que le da energía). Luego conectaré el cable de la alimentación positiva del ventilador a el contacto móvil del relé (el que será común siempre) y un contacto fijo lo conectaré a la parte positiva de la fuente de alimentación.

Así, si recuerdas, te queda un contacto fijo sin nada, al aire libre. Ahora empieza la party hard. Agárrate. Lo que hago ahora es generar un pulso de energía que irá a través de la bobina que habíamos dicho antes, el hilo ese enrollado. Lo ideal sería crear esto con los pines de un microcontrolador (Uy vaya, ¡que coincidencia! Arduino es un microcontrolador…) para poder controlar cuando esta corriente es HIGH o LOW.

Para este caso, tendría que haber buscado un relé que actúe con los 5 Voltios de Arduino y su corriente. Claro, no es algo complejo ya que estoy manejando una tensión de 12 Voltios, no una de 220 Voltios. Entonces la idea es conectar esta bobina a un pin de Arduino y poner este pin a HIGH.

En este momento la corriente pasará por la bobina que creará un campo magnético y hará que el contacto móvil se mueva y pase a la otra posición, a la de encendido. Claro, ahora los 12 Voltios de la fuente de alimentación están conectados directamente al ventilador y el ventilador funciona 🙂

Si pongo el pin de Arduino a LOW, la corriente ya no saldrá por el pin, por lo que ya no se creará el campo magnético y el contacto móvil (la vara esa) se volverá a su posición inicial, la de apagado. Si conectaras el circuito a la inversa tendrías que el ventilador siempre estaría encendido excepto cuando tu le mandaras la señal para apagarse. Vaya, el mundo al revés (cuidado con esto, hay relés que están normalmente cerrados y otros normalmente abiertos. Esto solo afecta a la posición en la que se encuentran de manera predeterminada).

¿La corriente de los mayores también se utiliza?

Para el caso de dos polos, podrías conectar un motor, por ejemplo. De esta manera podrías hacer que la corriente fuese en una dirección y el motor girase en un sentido y al cambiar los contactos de sitio cambiar el sentido de giro del motor. Esto es posible porque los contactos de los dos polos se mueven a la vez ya que recibirán la misma señal de encendido.

Como has visto hasta ahora, lo que he hecho ha sido utilizar un voltaje pequeño para manejar uno más grande. ¿Podrías aumentar el voltaje de 12 Voltios a uno más interesante como el de un enchufe? Sí, puedes. El relé te permite controlar grandes tensiones con muy poca tensión de manejo. Pero claro… con altas tensiones lo  que pasa es que necesita hacer más fuerza para mover el contacto móvil.

Es decir, para cambiar de un estado a otro necesitas más fuerza y esa fuerza se consigue con más corriente. Por lo que podría ser que necesitases aumentar la corriente que dan los pines de Arduino. Para ello podrías utilizar un transistor BJT que lo que hará será algo similar al relé. Al darle una corriente, activará algo parecido a un interruptor y dejará pasar la corriente de otra fuente de alimentación más poderosa (Esta vez de 5 Voltios, por ejemplo).

Lo que viene siendo que utilizarías un transitor, que es como un interruptor, para darle corriente a una bobina que creará el campo magnético para abrir otro interruptor. Qué lío….

Para aumentar la corriente y evitar el transistor también podrías utilizar un optoacoplador, que eso sí sabes cómo se utiliza.

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Ya se marcha el tío la vara…

Ahora sí que me largo. No sin antes avisarte de que si vas a conectar algo a la red eléctrica (a un encufe) vayas con mucho cuidado que yo no me hago responsable de incendios repentinos en casa. De hecho, esta es la teoría pura y dura del relé, no he añadido ningún ejemplo. Espero poder poner un ejemplo algún día, pero ahora el post se está extendiendo lo suyo 😉

Lo dicho, que hagas pruebas con 12 Voltios y cosas así antes de pasar a la electricidad de los mayores, que ahí hasta yo me quemo los dedos 😉