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Hoje iremos abordar sobre o componente eletrônico Relé: como ele funciona, principais aplicações e sua utilização com o Arduino acionando uma Lâmpada de LED. O Relé é um componente muito importante na automação e acionamento de cargas elétricas principalmente onde é necessário um controle de cargas de alta potência pelo microcontrolador Arduino.

O que são relés e como funcionam?

Relés são componente eletromecânicos que utilizam do princípio eletromagnético para fechar ou abrir contatos a partir de uma bobina em seu interior.

Podemos assimilar seu funcionamento ao de uma chave, o ligamos quando queremos fechar o circuito e o desligamos quando desejamos abrir o circuito, impedindo o fluxo de corrente.

Existe uma infinidade de modelos e tipos de relés no mercado, como de tensão contínua, tensão alternada, várias faixas de corrente suportada por ele e vários valores de tensão máxima, diferentes números de contatos e formas de acionamento.

No entanto, podemos diferenciar os relés Arduino em dois tipos diferentes:

  1. Normais abertos (NO – Normal Open), ou seja, quando o relé for ligado, seus contatos serão fechados, e;
  2. Normais fechados (NC – Normal Closed) pois, ao ser acionado, ele fará o papel de abrir o circuito.

Alguns relés também possuem 2 contatos um NC e um NO no mesmo componente.  

A seguir veremos um exemplo de um dos relés mais comuns utilizados nos módulos para Arduino, que são encontrados em diversos conjuntos de número de relés, de 1 a 16 canais.  

Diversos tipos de relés Arduino sendo representados nesta imagem

No entanto, para o acionamento do Relé com o Arduino feito neste artigo, utilizaremos o modelo de 2 canais.

Pinout Relé Arduino

A imagem a seguir exibe os pinos de ligação do módulo. Vale ressaltar que este módulo ativa os relés com saída baixa em 0V. Dependendo do fabricante essa lógica pode ser diferente. Há também um jumper abaixo dos pinos de alimentação, porém deve-se manter o jumper em VCC-VCC.

Relé azul com blaca preta de dois canais sendo ilustrado suas pinagens - pinout

Especificações técnicas

Entrando no detalhamento técnico dos relés Arduino podemos encontrar estas informações específicas direto no datasheet do fabricante, porém traremos as principais e mais importantes informações na tabela a seguir:

Tensão da bobina3 – 48 VDC
Potência máxima da bobina0.45W
Estimativa de acionamentos100000
Carga AC10A – 250VAC / 10A – 125VAC
Carga DC10A – 30VDC

Montagem do circuito do Relé Arduino

Para este projeto, iremos utilizar a tensão contínua (DC) até 5 Volts e também iremos utilizar uma carga alimentada com a rede elétrica alternada de 127V.

Portanto, antes de prosseguir com essa montagem e enquanto estiver manuseando o circuito, certifique-se de que a energia esteja desligada no seu local de montagem do projeto. Recomendamos o auxílio de um profissional qualificado para ligação do circuito.

Veja a montagem do circuito Relé Arduino e Lâmpada LED na figura abaixo:

Projeto usando arduino e rele para acionamento de uma lâmpada através de um botão switch

Código do Relé Arduino

Com o circuito pronto, utilizaremos o seguinte código para controlar uma lâmpada de LED alimentada com 127 VAC, através do Arduino.

Quando o botão for pressionado, a luz se acende e quando for pressionado novamente ele se apaga, exibindo o estado da lâmpada no monitor serial da IDE do Arduino.

// Define nomes para cada pino digital do arduino
#define BOTAO  5
#define RELE_1  7

// Declara uma variável boleana
bool estado_botao = false;

void setup() {
  // Inicializa o serial do arduino
  Serial.begin(9600);
  
  // Define o pino do botão como uma entrada com pull up
  pinMode(BOTAO, INPUT_PULLUP);
  
  // Define o pino do relé como uma saída
  pinMode(RELE_1, OUTPUT);

  // Seta a saída do pino do relé como alta
  digitalWrite(RELE_1, HIGH);
}

void loop() {

  // O arduino fica fazendo a leitura do botão
  // Até perceber que foi pressionado
  if(digitalRead(BOTAO) == 0){
    delay(100);
    // Faz a variável receber um valor diferente do seu estado atual
    estado_botao = !estado_botao;
    
    // Seta a saída do relé de acordo com o nível da variável de controle 
    digitalWrite(RELE_1, estado_botao);

    // Se a variável tiver valor true, ou seja, igual a 1
    if(estado_botao == true){
      // Printa a mensagem abaixo
      Serial.println("O rele esta desligado");
    }
    // Caso a variável de controle for false, ou seja, igual a 0
    else{
      // Printa a mensagem abaixo
      Serial.println("O rele esta ligado");
    }
    // Aguarda 1 segundo
    delay(1000);
  }
}

Assim que você finalizar seu projeto, deverá ter algo similar ao vídeo abaixo:

Projetos que usam o relé

Na parte final de nosso artigo traremos alguns projetos que estão presentes no nosso dia a dia e utilizam relés em suas composições para acionar uma carga. 

Sensores de presença

Presente em diversas residências e comércios, o sensor de presença tem a função de manter uma ou mais lâmpadas acesas durante um certo tempo.

Geralmente esse sensor de presença funciona através da detecção do calor através dos movimentos corporais pelo infravermelho, diferente do sensor ultrassônico que utiliza o princípio do ultrassom para essa detecção.

Junto com o sensor de presença, temos a utilização de um relé na placa do circuito para realizar essa operação de liga/desliga das lâmpadas. Veja:

Sensor de distância e sua placa de circuito onde é observado um relé soldado

Placas de portão

Um outro exemplo de projeto, bem presente no cotidiano, são as placas dos portões automáticos que, além de receber e processar as informações que chegam ao receptor da placa, também acionam os motores dos portões de casas e prédios através de relés semelhantes ao que vimos neste artigo.

Circuito de portao onde também é encontrado um indutor e dois relés

Em comércios também é comum utilizarmos RFID para realizar o controle de acesso a uma área privativa, exibindo as informações do acesso em um display LCD sendo possível o acionamento pelos Relés e tudo isso sendo controlado pelo Arduino.

Automação residencial

Por último e como uma tendência cada vez crescente e mais acessível, temos as placas de automação residencial as quais ganham cada vez mais espaço nos lares no mundo todo, executando as mais diversas atividades como:

  • Controlar portões
  • Lâmpadas
  • Aquecedores e ar condicionado
  • Música ambiente e eletrodomésticos

Uma empresa já consolidada neste segmento é a Sonoff , que possui uma linha de produtos voltados para automação residencial e conectividade para o lar.

Dispositivo Sonoff utilizado na automação residencial

Considerações finais

Apesar de simples, os relés Arduino são componentes que permitem uma ampla aplicação nos equipamentos do dia a dia, quanto maior o avanço tecnológico e mais a conectividade entre os utensílios, maior será a utilização dos relés nas placas de circuito eletrônico.

Sabendo-se disso, torna-se significativo que pessoas da área da tecnologia, como eu e você, detenha o domínio e conhecimento de um componente como este.

Neste artigo você aprendeu uma forma segura e eficaz de utilizar este componente e, consequentemente, agora você pode desbravar um novo horizonte de cargas e acionamentos com seu Arduino.

Agradeço por ter acompanhado este artigo e espero ter auxiliado no desenvolvimento de seu aprendizado! Obrigado e até a próxima.  

Flávio Babos
Estudante de Engenharia Mecatrônica pela Universidade Federal de Uberlândia (UFU), Flávio passa seu tempo empreendendo e estudando sobre eletrônica e tecnologia no geral. Já desenvolveu diversos projetos com Arduino e recentemente atuou na Empresa Júnior do seu curso gerenciando equipes de engenharia no setor de vendas e de projetos.

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