Neste tutorial, vou mostrar como usar um relé com Arduino e como os relés funcionam. No final deste tutorial, terá todo o conhecimento para interligar relés com Arduino. Assim, poderá controlar motores, interruptores de potência e outras aplicações de alta potência.
A primeira parte do artigo cobre os conceitos básicos do relé e as ligações da placa de relé. Depois, continuarei com o projeto Arduino onde irá controlar um relé usando Arduino para gerir um circuito DC.
No final do artigo, encontrará todos os detalhes para controlar um circuito AC (lâmpada 230 V, dimmer, etc.) usando Arduino.
Vamos começar!
1: Componentes Necessários para Controlar um Relé com Arduino
Componentes de Hardware
- Arduino Uno Rev3 x 1
- Relay Module x 1
- Dupont wire x 3
- Arduino USB cable x 1
- Batteries (ou fonte de alimentação DC)
- Battery connector
Ferramentas
- Screwdriver (para ligar fios ao módulo de relé) x 1
- DC motor (carga) x 1
Software
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Conseguirá completar o projeto com os itens listados acima. Sugiro que leia o artigo completo primeiro para entender as ligações, dicas de segurança e outras informações úteis.
Irá programar o Arduino para controlar a placa de relé. A placa de relé ligará ou desligará a carga.
Noções Básicas sobre Relés
Os relés são úteis quando precisa controlar um circuito usando um sinal de baixa potência (por exemplo, um pino digital do Arduino).
Existem diferentes tipos de relés para várias aplicações. O relé mecânico consiste numa bobina que, quando ativada, fecha ou abre o interruptor (devido às propriedades magnéticas da bobina).
Os Relés de Estado Sólido (SSR) são menos volumosos e não têm partes móveis.
Aqui está um exemplo de um relé de 5 V.
Exemplo de folha de dados – OMIH-SH-112L,394
Tirei a imagem da folha de dados acima. Se planeia usar uma carga DC, a corrente máxima que o relé suporta é 16 A.
Dependendo do tipo de carga, deve também fazer uma margem de segurança (escolher um relé com corrente nominal muito superior à corrente da carga)
Parâmetros Importantes
Vou resumir os parâmetros mais importantes que deve considerar antes de comprar o relé para a sua aplicação.
- Tensão de Comutação – Cada relé tem uma classificação separada para AC e DC. Deve garantir que a carga que pretende controlar requer uma tensão inferior à tensão de comutação do relé.
Exemplo: Se quiser controlar um motor DC de 9 V usando o relé, escolherei um relé com tensão de comutação de 12 V ou superior
- Classificação da corrente de contacto – Esta classificação deve ser superior à corrente máxima esperada da carga.
- Tensão da bobina – Esta é a tensão necessária para ativar o relé. Não pode fornecer mais de 5 V usando Arduino. Por isso, pode usar um circuito semelhante ao abaixo para fornecer os 12 V necessários ao relé.
Função
O transistor funciona como um interruptor. Pode usar um pino digital do Arduino para controlar o transistor. Vai precisar deste circuito se quiser controlar o relé diretamente e não uma placa de relé.
No final do artigo, verá as vantagens de usar relés e módulos de relé.
Quando envia um Lógico 1 no pino digital do Arduino, o transistor liga. Quando o transistor está ligado, o relé recebe a tensão necessária na bobina (VCC) e liga.
Para desligar o relé, deve enviar um Lógico 0 para o transistor. Quando o transistor desliga, a tensão na bobina do relé cai para zero. A carga fica agora desligada.
Deve usar um díodo em paralelo com a bobina do relé. Isto protege tanto o transistor como o Arduino.
Quando o relé está ligado, a bobina armazena energia sob a forma de campo magnético. Quando o relé desliga, a energia do campo magnético dissipa-se em forma de alta tensão. O díodo flyback atua como um limitador e também fornece um caminho para a bobina descarregar a energia armazenada com segurança.
Para diferentes tipos de circuitos de acionamento de relé, recomendo que consulte the relay switch circuit tutorials.
2: Instruções Passo a Passo
Vou destacar primeiro os detalhes importantes dos pinos e as ligações. Os passos seguintes guiarão a ligação passo a passo para completar este projeto.
Informação dos pinos
| Arduino UNO | Placa de Relé |
| 5 V | (+) Fonte de Alimentação Positiva |
| GND | (-) Fonte de Alimentação Negativa |
| PIN 7 | Pino S (pino de entrada) |
Encontrará a descrição dos pinos do lado da carga do módulo de relé na tabela abaixo.
| Pino da Placa de Relé | Descrição |
| NO | Normalmente Aberto – Este pino liga-se ao pino COM quando o relé está ligado. |
| COM | Comum |
| NC | Normalmente Fechado – Este pino liga-se ao pino COM quando o relé está desligado. |
Passo 1: Ligação do Arduino à placa de relé
Neste passo, vou mostrar a ligação necessária entre o Arduino e o relé.
1) Pegue num jumper (cabo Dupont) e ligue uma extremidade ao PIN 7 do Arduino
2) Ligue a outra extremidade do jumper ao pino S do módulo de relé. A ligação ficará como na imagem abaixo
3) Faça uma ligação entre o pino 5 V do Arduino e o pino (+) do módulo de relé
4) Faça uma ligação entre o pino GND do Arduino e o pino (-) do módulo de relé
Encontrará três pinos GND no Arduino UNO. Pode ligar ao pino GND que for mais acessível.
Agora, completou as ligações entre o Arduino UNO e o módulo de relé.
Nos passos seguintes, vamos ligar o módulo de relé à carga.
Passo 2: Ligação da placa de relé à fonte e à carga
Neste passo, vou mostrar como ligar uma fonte de 9 V e a carga ao módulo de relé. Usei um motor DC como exemplo para a demonstração.
1) Ligue o terminal positivo da bateria de 9 V ao pino NO do módulo de relé
A parte de comutação do relé está eletricamente isolada do lado do controlador (onde fez a ligação ao Arduino).
Este isolamento ajuda a proteger o Arduino de tensões elevadas e cargas ligadas ao relé.
2) Ligue o pino C (comum) do módulo de relé ao terminal positivo do motor DC
Conseguirá identificar os terminais positivo e negativo do motor DC pela cor dos fios.
O fio vermelho é o terminal positivo e o fio preto é o terminal negativo do motor DC.
3) Ligue o terminal negativo da bateria ao motor DC
Passo 3: Diagrama completo de ligações para Como usar um Relé com Arduino
Pode usar o diagrama de ligações para verificar as suas conexões mais uma vez! Se nada acontecer, certifique-se de que programou o Arduino para alternar o PIN 7 para que o relé alterne entre os estados LIGADO e DESLIGADO.
Encontrará o código para o Arduino no próximo passo!
Os mesmos passos aplicam-se tanto a uma fonte de 12 V como a uma de 9 V! Certifique-se sempre que a classificação do relé é superior a a tensão da fonte.
Quando trabalhar com corrente alternada (AC), deve ter especial cuidado. Faça sempre as ligações com a corrente desligada. Alta tensão é muito perigosa e a segurança deve ser sempre a prioridade!
Deve sempre isolar as extremidades abertas dos cabos e colocar uma cobertura para proteger outras pessoas de tocarem acidentalmente na secção do relé.
Passo 4: Sketch Arduino para Como usar um Relé com Arduino
O sketch alterna o relé entre LIGADO e DESLIGADO a cada segundo. É um sketch simples apenas para demonstração.
Em aplicações reais, pode controlar o relé para ligar uma luz quando detetar movimento ou ligar um motor quando o nível da água estiver abaixo de um certo limite!
Os relés têm aplicações por todo o lado!
- Abra o Arduino IDE
- Copie e cole o código abaixo no separador do editor Arduino
- Ligue o Arduino ao PC usando o cabo USB
- Programe o Arduino
#define RELAY_PIN 7
void setup() {
// initialize digital pin RELAY_PIN as an output.
pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
}
// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // turn the RELAY on
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // turn the RELAY off
delay(1000); // wait for a second
}
3: Relé versus Placa de Relé? Qual Devo Escolher?
Os módulos de relé vêm com circuitos e componentes adicionais montados numa placa. Eu escolheria o módulo de relé para protótipos rápidos pelos seguintes motivos.
- Vem com conectores fáceis de usar
- Contém toda a circuitaria de acionamento necessária
- Alguns módulos têm indicação LED para mostrar o estado do relé
- Fácil de montar numa estrutura (tem furos para fixação)
- Poupa tempo no protótipo
Também explicarei porque escolheria um relé individual.
- Poupa muito espaço
- Nem todos os relés que precisa vêm em módulo
- Posso desenhar a minha própria circuitaria de acionamento e ter controlo total sobre ela
Portanto, tanto ligar Arduino a um relé como a placas de relé traz vantagens únicas!
Conclusão
Neste artigo, abordei os conceitos básicos de um relé e os parâmetros importantes a considerar. Também mostrei como completar a ligação entre Arduino e módulo de relé com um motor DC como exemplo.
Sinta-se à vontade para deixar qualquer dúvida na secção de comentários.
