Il relè è un dispositivo elettromeccanico costituito da un avvolgimento e da uno o più contatti meccanici, è utilizzato per operazione di interruzione e commutazione di circuiti elettrici.
Normalmente viene comandato da un segnale a bassa tensione e i suoi contatti meccanici sono collegati a circuiti di potenza o di utilizzazione.

Ne esistono di varie tipologie tra cui

  • Relè Normali: la commutazione dei contatti avviene quando la bobina è costantemente alimentata.
  • Relè ad impulsi: la commutazione dei contatti avviene alimentando la bobina per un breve periodo di tempo.
  • Relè a tempo: la commutazione dei contatti avviene in modo ritardato rispetto al tempo di alimentazione della bobina stessa.

le caratteristiche elettriche che accomunano i relè sono:

  • Tensione di alimentazione della bobina
  • Resistenza elettrica della bobina
  • Corrente elettrica della bobina
  • Massima tensione sopportata dai contatti
  • Massima corrente sopportata dai contatti

questi dati ci permettono di scegliere il relè appropriato per il nostro circuito.
Nel caso utilizzassimo il Arduino come circuito pilota, potremmo scegliere un relè che ha una tensione di esercizio di 5V con corrente relativamente bassa per l’eccitazione della bobina.

Un relè appropriato può essere il modello T7SS5E6-05 prodotto da TycoElectronics. Questo attuatore ha una dimensione molto contenuta e i suoi contatti possono sopportare carichi fino a 250v 6A.
La bobina viene eccitata a 5V è consuma 70mA.

Con il Arduino non possiamo alimentare direttamente la bobina, perché le uscite digitali non arrivano ad erogare 70mA, è necessario quindi, un circuito pilota che permette di interfacciarsi al relè.
Questo solitamente è costituito da un transistor e una coppia di resistenze.
Il circuito seguente mostra quanto esposto:

L’uscita digitale del Arduino  è collegata tramite le due resistenze alla base del transistor, l’emettitore è collegato alla massa, il collettore è collegato ad un pin della bobina e l’altro pin della bobina è collegato alla tensione di 5Vdc. Il diodo 1n4007, collegato come in figura, viene impiegato per eliminare le sovratensioni generate dalla bobina.

Per utilizzare un altro tipo di relè, dobbiamo verificare la tensione di alimentazione e la corrente di lavoro della bobina. Lo schema di principio del circuito pilota rimane invariato, bisogna verificare solamente se la corrente necessaria alla bobina è sopportata anche dal transistor.

Ad esempio se volessi alimentare lo stesso relè con una tensione maggiore, tipo 12Vdc, devo assicurarmi che la bobina sia sempre alimentata con 5Vdc e 70mA.

Procediamo in questo modo, per prima cosa calcolo la resistenza della bobina:

5 Vdc / 70 MA = 71 Ohm

ora calcolo la resistenza necessaria a far scorrere 70 mA nella bobina con una tensione di 12Vdc

12 Vcc / 70 MA = 171 Ohm

sapendo che la bobina ha una resistenza di 71 Ohm, calcolo la resistenza aggiuntiva da porre in serie alla bobina

171 Ohm – 71 Ohm = 100 Ohm

Ora modifico il circuito in questo modo:

La resistenza di 100 Ohm provoca una caduta di tensione di 7Vdc. Il relè in questo modo è sempre alimentato con una tensione di 5V e 70mA.

I relè sono molto utili per creare automatismi basati sul Arduino che necessitano di interagire con dispositivi elettronici di potenza che lavorano anche con la rete elettrica a 220Vac.

Fonte: logicaprogrammabile.it

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