Nesse post será apresentado um componente eletromecânico chamado relé. Será mostrado como ele funciona e alguns exemplos de projetos.
Como funciona?
O princípio de funcionamento é muito simples. Um eletroímã recebe corrente elétrica e produz um campo magnético, que atrai um pedaço metálico ligado ao contato móvel, fazendo a comutação, que pode abrir ou fechar um circuito.
Alguns relés têm uma mola de rearme que faz o contato móvel retornar para a posição original, quando não houver mais corrente passando pela bobina.
Existem relés eletromecânicos de vários tamanhos, polos e níveis de potência, mas o princípio de funcionamento é o mesmo.
Projeto de controle de relé por luz
Este é um projeto de circuito que controla um relé com um sensor LDR, vamos usar técnicas de polarização de transistor.
Para saber sobre estas técnicas de polarização, clique no botão abaixo para ler a primeira parte da polarização do transistor.
Polarização do BJT (Parte 1)Clique aqui
O transistor escolhido é o TIP122, olhando no datasheet, o ganho (h_{FE}) e a tensão coletor-emissor de saturação (V_{CE(SAT)}) são respectivamente 1000 e 2V.
A corrente para acionar o relé precisa ser de no mínimo 26,7mA, a resistência da bobina do relé é de 180Ω. Portanto, a corrente de base I_{B} deve ser.
I_{B}=\frac{I_{C}}{h_{FE}}=\frac{26,7m}{1000}=26,7\mu A
A alimentação escolhida é de 9V, o relé é do tipo ML2RC1 de 6V, cujo diagrama pode ser encontrado aqui. Logo, a tensão do emissor deve ser 1V e a tensão de coletor 3V. Para o transistor operar em saturação, a tensão de base deve ser maior que as tensões de emissor e coletor. Calculando RE, o resistor do coletor.
I_{E}=I_{B}+I_{C}=26,7\mu +26,7m=26,726m A
RE=\frac{V_{E}}{I_{E}}=\frac{1}{26,726m}=37,4\Omega
Usei o valor comercial mais próximo disponível, que é 47Ω. Calculando o resistor RB, vamos considerar que o LDR deve passar de 13kΩ para a saturação do transistor.
A tensão de base foi escolhida como 4V, calculando a corrente passando pelo LDR.
I=\frac{V_{cc}-V_{B}}{R_{LDR}}=\frac{9-4}{13k}=0,384mA
Vamos chamar de I_{BB} a corrente que passa pelo resistor RB.
I_{BB}=I-I_{B}=384\mu -26,7\mu =357,3\mu A
R_{B}=\frac{V_{B}}{I_{BB}}=\frac{4}{0,3573m}=11,2k\Omega
Foi usado o valor comercial de 10kΩ para RB. Este é o circuito em protoboard.
Montado em placa de circuito impresso, os LEDs servem para observar a comutação do relé.
Função do diodo
O que o diodo zener está fazendo no circuito acima? O indutor ou bobina acumula energia, quando o transistor muda para o modo corte, o relé produz um pico de tensão que pode danificar o circuito. O diodo faz com que a tensão do indutor seja de 0,7V, pode usar também um diodo comum.
Emitindo sons com o relé
Este circuito faz com que o relé emita sons pela comutação. Cada botão apertado emite um som de uma frequência. Indutores e capacitores são acumuladores de energia, a troca de energia entre eles faz com que o relé comute em uma frequência que depende do valor do capacitor e da resistência da bobina. O relé também vai emitir um som se nenhum botão for apertado.
