Como você controla um atuador linear com um relé?

O que é um relé?

UMA retransmissão é uma chave eletromagnética que pode ser operada por uma corrente menor para ligar e desligar uma corrente muito maior. Os relés consistem em dois circuitos isolados, um circuito de controle, usado para controlar a chave e o outro circuito contendo a chave. Conforme o circuito de controle é energizado, a corrente flui através de uma bobina que causa um campo magnético que é usado para abrir e fechar a chave [1]. Este campo magnético é produzido pelo fluxo de elétrons (corrente) através de um fio [2] e é fortalecido quando o fluxo de elétrons passa por uma bobina [3].

Como funciona um relé de: https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html

Como os relés são interruptores, eles também são definidos pela forma como operam com base no número de pólos e lançamentos que possui. O número de pólos refere-se ao número de circuitos internos e o número de lançamentos refere-se ao número de posições on. Como interruptores, você pode obter relés que são Single Pole Single Throw (SPST), Lançamento duplo de pólo único (SPDT), e Lançamento duplo de pólo duplo (DPDT). As conexões de saída dos relés serão rotuladas com base no fato de estarem abertas ou fechadas quando a bobina é energizada. A conexão que é feita quando a bobina não está energizada é chamada normalmente fechada (NF) e a conexão que é feita quando a bobina é energizada é chamada normalmente aberta (NA).

Tipos de Relés  

O que os relés permitem que eu faça?

Os relés permitem que você controle uma carga elétrica maior com um circuito de tensão mais baixa. Como os relés consistem em dois circuitos isolados, seus componentes de baixa tensão serão protegidos das cargas elétricas mais altas, pois os dois circuitos estão fisicamente isolados. Isso elimina qualquer preocupação de exceder as classificações de energia de seus componentes de baixa tensão dos componentes de alta tensão. Isso pode ser útil quando você deseja controlar um grande atuador linear ou uma série de atuadores com baixa tensão interruptor. Mas, ao contrário dos interruptores, os relés não requerem entrada física de um usuário e permitem que você controle os sistemas com um sinal elétrico. Isso significa que você pode controlar seu atuador linear com uma saída de um sensor ou com um microcontrolador, como um Arduino.

Que tipo de relé eu preciso para controlar um atuador linear?

Você não pode controlar um atuador linear diretamente com um relé, pois será necessário outro componente para energizar a bobina para controlar a chave interna. Mas como a entrada para energizar a bobina é bastante direta, apenas conduza uma corrente através da bobina, esta seção se concentrará mais na configuração com um atuador linear e deixará as escolhas sobre como você deseja energizar a bobina até você.

Fiação do Relé DPDTPara poder estender e retrair um atuador linear com um relé, você precisará ser capaz de mudar a polaridade da tensão de entrada para o atuador. Isso deixará você com a escolha entre usar um relé DPDT ou dois relés SPDT. o Relé DPDT consistirá em 8 conectores; 2 para a bobina, 4 para o lado de entrada da chave e 2 para o lado de saída da chave. Como com uma chave DPDT, você desejará conectar o atuador aos 4 conectores de entrada, invertendo os fios positivo e negativo, ou conectar aos 2 conectores de saída e ter a fonte de alimentação conectada aos 4 conectores de entrada, invertendo o positivo e derivações negativas, como visto acima. Como você está usando apenas um relé, precisará apenas de um sinal de entrada para controlar o relé. Quando a bobina é energizada, isso fará com que o atuador se estenda e quando a bobina não for energizada, o atuador se retrairá. Isso significa que não há posição desligada e exigirá que você tenha um atuador linear com interruptores de limite internos para desligar o atuador quando atingir seus limites. Com esta configuração, você deseja garantir que sua posição inicial, totalmente estendida ou totalmente retraída, esteja conectada às suas conexões NC no relé, pois isso garantirá que seu sistema não se mova inesperadamente se o sistema de controle falhar e desenergizar a bobina. Se você tem um atuador linear com interruptores de limite internos e só precisa que o atuador seja totalmente estendido ou totalmente retraído, esta configuração pode ser adequada para sua aplicação, mas se não for, você precisará usar outra configuração.

Configuração do Relé DPDT

Se você precisa que seu atuador linear pare entre as posições totalmente estendida e totalmente retraída, você precisará fazer uso dos dois Relé SPDT configuração. Nesta configuração, os dois relés são usados ​​para inverter a polaridade da tensão para o atuador linear, bem como desconectar a alimentação do atuador. Você desejará conectar as conexões NC de ambos os relés ao aterramento de sua fonte de alimentação, pois isso garantirá que seu atuador não se mova se seu sistema de controle falhar e desenergizar as bobinas. Para controlar o atuador com esta configuração, você precisará energizar um relé para estender o atuador e o outro relé para retrair, conforme visto abaixo. Você precisará garantir que ambas as bobinas não sejam energizadas ao mesmo tempo. Você poderia usar uma configuração semelhante com quatro relés SPST, tendo dois relés para a conexão de aterramento e dois relés para a conexão de energia, mas não há realmente nenhuma razão para usar essa configuração sobre a configuração de dois relés SPDT, especialmente se você tiver um módulo relé.

 Fiação do Relé SPDT

 

Finalmente, antes de comprar o relé de sua escolha, você precisará garantir que suas especificações atenderão às necessidades de seu projeto. Os relés têm especificações semelhantes às chaves, mas terão uma classificação de potência tanto para a bobina quanto para o lado da chave do relé. Geralmente, você verá a classificação de potência da chave fornecida como uma amperagem e tensão em CA ou CC, como um exemplo: 16A 250 V CA, e enquanto para a bobina, pode ser dada apenas como uma tensão, como você normalmente deveria para conduzir uma grande corrente através da bobina. Como acontece com as chaves, elas são fornecidas como a tensão e a corrente máximas que o relé pode suportar e devem ser maiores do que as tensões e correntes de sua aplicação.

Limitações

Controlar um atuador linear com um relé tem limitações semelhantes para controlar um atuador linear com uma chave. Em primeiro lugar, se você deseja controlar dois atuadores separadamente, você precisará fazer uso de mais relés para fazer isso. Você também não poderá ajustar a velocidade de seu atuador linear; você só terá controle sobre a direção em que seu atuador se desloca. E, finalmente, você não pode utilizar o feedback de seu atuador, que poderia ser usado para um posicionamento mais preciso do atuador.

Embora compartilhem algumas limitações, os relés têm duas vantagens principais sobre as chaves mecânicas. O primeiro é a capacidade de controlá-los com entradas elétricas, o que permite controlar seus atuadores com microcontroladores ou sensores. Em segundo lugar, os relés isolam a carga elétrica mais pesada de seus componentes de baixa tensão, o que os protege. Embora os relés exijam um circuito mais complexo para controlar o atuador linear em comparação com os interruptores; as vantagens que eles oferecem permitem que você implemente mais automação em seu projeto e controle cargas elétricas maiores.

  1. Woodford, C. (2019, junho). Relés.Obtido em: https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
  2. Krantz, D. (2020). Como funciona um relé?Obtido em: https://www.douglaskrantz.com/ElecHowDoesARelayWork.html
  3. Tutoriais de eletrônica (2020).EletromagnetismoObtido em: https://www.electronics-tutorials.ws/electromagnetism/electromagnetism.html
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