Un relé de estado sólido ou SSR (Solid State Relay), é um dispositivo que tem a mesma finalidade de um relé convencional, mas apresenta algumas vantagens em relação a ele como você verá neste artigo. Se você não se lembra bem o que é ou para que serve um relé, você também pode Veja mais informações neste outro artigo.
Dito isso, vamos ver tudo o que você precisa saber sobre isso dispositivo eletrônico:
O que é um relé eletromecânico?
Un relé eletromagnético, muitas vezes chamado simplesmente de relé, é um dispositivo eletromecânico usado para controlar um circuito elétrico por meio do uso de uma bobina eletromagnética. É basicamente uma chave que funciona aplicando ou removendo uma corrente elétrica na bobina do relé. Quando a bobina é energizada, ela cria um campo magnético que atrai ou repele uma alavanca ou chave dentro do relé, abrindo ou fechando os contatos elétricos, dependendo se são NF ou NA, como vimos no outro artigo que recomendo. leia no início.
Esses relés são usados em uma variedade de aplicações para executar funções como comutação de circuitos elétricos de alta potência ou isolamento elétrico entre dois circuitos que funcionam com diferentes tipos de corrente, como DC e AC. Eles são particularmente úteis em situações onde você precisa controlar um circuito remotamente ou quando deseja isolar um circuito de controle de um circuito de maior potência. Os relés podem ser encontrados em uma ampla variedade de dispositivos e sistemas, desde eletrodomésticos e equipamentos industriais até sistemas de controle e automação.
O que é um relé de estado sólido?
Un Relé de estado sólido é um dispositivo de comutação eletrônico que permite o fluxo de corrente elétrica quando uma pequena corrente é aplicada aos seus terminais de controle, ou o impede quando nenhuma corrente é aplicada. Ou seja, nesse sentido é muito semelhante ao funcionamento do relé convencional.
Esses relés de estado sólido incluem um sensor que responde a um sinal de controle, uma chave eletrônica de estado sólido que gerencia o circuito de carga e um mecanismo de acoplamento que aciona a chave sem a necessidade de mover componentes mecânicos, como no caso do eletromagnético. Por outro lado, estes relés podem ser projetados para comutar corrente AC e DC.
Para tornar isso possível sem peças móveis, semicondutores de potência, como tiristores e transistores, para controlar correntes de até mais de 100 amperes de intensidade. Além disso, por serem de estado sólido, caracterizam-se pela capacidade de comutação em velocidades muito elevadas, da ordem de milissegundos, em comparação aos relés eletromecânicos, e não possuem contatos mecânicos que se desgastam com o tempo. Porém, nem tudo são vantagens, como veremos mais adiante.
Para isolamento elétrico entre os dois circuitos, o sinal de controle é acoplado ao circuito de controle, e a maioria dos SSRs usa acoplamento óptico. Isto implica que a tensão de controle aciona um LED interno que ilumina e aciona um diodo fotossensível (fotovoltaico), que, por sua vez, controla o TRIAC (usado em AC), SCR ou MOSFET (geralmente há um ou vários em paralelo ao CC) para mudar e passar de aberto para fechado ou vice-versa…
Vantagens e desvantagens do relé de estado sólido
Como você pode imaginar, o relé de estado sólido tem vantagem versus um relé eletromecânico, como:
- Tamanho menor.
- Operação em baixa tensão, com ativação possível a partir de 1,5V ou menos.
- Por não incluir partes móveis, é totalmente silencioso.
- São mais rápidos que os magnéticos, pois possuem tempos de resposta de milissegundos.
- Por não possuírem peças mecânicas que se desgastem ou contatos que se deteriorem em altas correntes, esses relés são mais confiáveis e duráveis.
- A resistência de saída permanece constante independentemente do uso.
- Conexões sem ressaltos, evitando oscilações na comutação dos contatos.
- Não produzem faíscas ou arcos elétricos que possam ser perigosos em ambientes inflamáveis.
- Mais resistente a choques, vibrações, etc., pois não possui partes móveis que possam quebrar.
- Eles não emitem ondas eletromagnéticas que possam causar interferência em outros dispositivos.
Como tudo, eles também têm suas desvantagenscomo:
- Eles emitem calor devido à resistência, o que significa perdas.
- A polaridade da saída pode afetar os relés de estado sólido, algo que não acontece nos eletromecânicos.
- Devido à sua capacidade de comutação significativamente mais rápida, os relés de estado sólido podem sofrer comutação falsa como resultado de cargas transitórias.
- Eles tendem a permanecer em circuito fechado em caso de falha, enquanto os relés eletromecânicos tendem a permanecer no estado aberto. Isto pode ser positivo para algumas aplicações, embora não para todas...
Aplicações
Relés de Estado Sólido (SSR) podem ser usados em multidão de aplicativoscomo:
- Controle de carga tanto em corrente contínua quanto em corrente alternada, para controle de resistências elétricas, iluminação, motores, eletrodomésticos, aquecimento, refrigeração, bombas de água para irrigação, etc. Por exemplo, eles podem ser usados em um circuito que aciona um ventilador se a temperatura subir até determinados graus, usando um sensor de temperatura.
- Automatização industrial. Por serem chaves controladas por corrente, podem ser utilizadas em sistemas de controle industrial para automação de máquinas e processos.
- Equipamentos médicos, como máquinas de ressonância magnética, equipamentos de análises clínicas e sistemas de fisioterapia para controlar a potência e os dispositivos desses equipamentos.
- Controle de carga resistiva e reativa. Os relés de estado sólido são úteis em aplicações onde cargas resistivas (como aquecedores) e cargas reativas (como motores) precisam ser comutadas devido à sua capacidade de lidar com uma ampla variedade de tipos de carga.
- Sistemas de transporte, como em aplicações ferroviárias e de transporte público, os SSRs são usados para controlar sinais, iluminação e sistemas de controle de tráfego.
- Outras…
Onde comprar um relé de estado sólido?
Se você quiser compre um relé de estado sólido, você pode comprá-lo por muito pouco em lojas especializadas ou em plataformas de vendas online como a Amazon:
Use o relé de estado sólido com Arduino
Para usar um relé de estado sólido com Arduino, a conexão é muito simples, principalmente se você usar um módulo SSR. Para conectar este relé à placa Arduino, você deve faça as seguintes conexões:
- DC+: esta entrada de relé está conectada à conexão de 5v da placa Arduino.
- DC-: Esta outra entrada do relé se conecta ao GND ou conexão terra da placa Arduino.
- CH1: se for um relé de estado sólido monocanal, como o que vamos dar como exemplo, esta entrada do relé será conectada a uma saída digital do Arduino para controle, por exemplo, o D9.
- NO/C: são as saídas do relé de estado sólido que serão conectadas ao dispositivo que queremos controlar. Por exemplo, uma lâmpada. Leve em consideração a ficha técnica do relé que você compra e os limites impostos. Por exemplo, alguns toleram apenas uma carga de 250V AC e uma intensidade máxima de 2A, tome cuidado para não ultrapassá-la...
Dito isto, agora vamos ver como seria programado, usando este esboço de exemplo simples:
const int pin = 9; //Pin de control del relé en el que lo hayas conectado, en este caso D9.
void setup()
{
Serial.begin(9600); //Iniciar puerto serie
pinMode(pin, OUTPUT); //Definir pin D9 como salida para el envío de señal.
}
void loop()
{
digitalWrite(pin, HIGH); // Poner el D9 en estado alto para activar el relé
delay(5000); // Esperar 5 segundos
digitalWrite(pin, LOW); // Poner el D9 en estado bajo, para desactivar.
delay(5000); // Esperar 5 segundos
}
Como você pode ver, é um código muito simples, então você pode modificá-lo e aprender como usar o relé. Neste caso, simplesmente criamos um loop para que o relé vá constantemente de um estado para outro...