Relé de corriente (ART1351S)

Los sensores de corriente usados en muchas aplicaciones electrónicas se basan principalmente en dispositivos de Efecto Hall o Transformadores de Corriente. El circuito práctico que describimos es diferente, usando diodos comunes. Diversas son las aplicaciones prácticas importantes que un relé de corriente puede tener, según quedará claro en el transcurso de este artículo.

Como muestra la figura 1, un relé de corriente dispara un circuito externo cuando la intensidad de corriente en otro circuito supera determinado valor programado.

 


 

 

 

Existen diversas aplicaciones prácticas para un circuito que tenga esa capacidad, tales como:

a) Podemos usarlo para saber cuándo se está usando un equipo eléctrico remoto, ya que detecta esto por la corriente que requiere para funcionar.

b) Podemos hacer el accionamiento de un segundo circuito, por ejemplo, una lámpara de alerta, cuando un determinado equipo (una máquina) entre en funcionamiento.

c) Podemos automatizar el accionamiento de un televisor, por ejemplo, cuando se enciende un videocasete o DVD. Detecta el accionamiento por la corriente del circuito.

d) Podemos introducir lógica en automatismo, impidiendo que un equipo sea activado cuando otro esté en funcionamiento.

En la figura 2 ilustramos algunas de estas aplicaciones.

 


 

 

 

El circuito que proponemos es bastante sensible y el uso de diodos en contrafase permite que opere tanto con corriente continua como alterna.

 

Como funciona

A partir de la condición inicial en que el relé está apagado, el transistor Q2 debe estar en conducción para producir esa inhibición lo que se logra cuando el transistor Q1 está en el corte.

El corte de Q1 ocurre cuando la tensión en su base se mantiene en un valor inferior a 0,6 V.

Así, en ausencia de corriente en el circuito externo, el divisor de tensión formado por R1, R2 y R3 mantiene el transistor con una polarización inferior a ese valor, pero cerca del punto de conducción. Con una alimentación de 12 V el circuito se mantiene en una tensión de alrededor de 400 mV.

Cuando una corriente circula por los diodos, en la polarización en el sentido de que D1 conduce, una tensión de aproximadamente 400 mV se añade a la base de Q1 lo que hace que entre en conducción. El resultado es que en la entrada en conducción de Q1, Q2 es llevado al corte y Q3 pasa a ser polarizado por R6 para saturar.

El relé se energiza, alimentando la carga externa.

Ver que tanto R1 y R2 se pueden cambiar para modificar la sensibilidad del circuito.

También es importante observar que en una alimentación con corriente continua sólo se utiliza D1. Vea que los diodos deben ser dimensionados para soportar la corriente en el circuito que está siendo monitoreado.

Las pérdidas en el circuito son mínimas, pues la caída de tensión en los diodos es de sólo 0,6 V.

 

Montaje

En la figura 3 tenemos el diagrama completo de la llave de corriente.

 


 

 

 

Observe que su alimentación es flotante, es decir, no debe tener el negativo conectado a la tierra.

En la figura 4 tenemos una sugerencia de placa de circuito impreso para la implementación del dispositivo.

 


 

 

 

Esta tarjeta prevé el uso de un relé DIL con contactos de 2 A. Si el reproductor utiliza un relé diferente, debe realizar cambios en el diseño de la tarjeta. Este relé es del tipo sensible con bobina de 50 mA o menos.

Para corriente monitoreada de hasta 1 A, los diodos pueden ser los 1N4004. Para corrientes mayores, hasta unos 4 A, sugerimos los 1N5404.

El capacitor C2 determina el tiempo de accionamiento, y evita la vibración de los contactos del relé en las aplicaciones de corriente alterna. Este componente, así como C3 pueden ser alterados experimentalmente, en función del relé usado.

 

Prueba y uso

El circuito se conecta en serie con el equipo a ser monitoreado, como muestra la figura 5.

 


 

 

Conectando el aparato monitoreado el relé debe cerrar sus contactos. Si esto no ocurre, aumente el valor de R1 hasta obtener el accionamiento deseado.

Comprobado el funcionamiento es sólo usar el aparato.

En la figura 6 tenemos una interesante aplicación doméstica donde, al conectar el televisor, la luz de la sala automáticamente se borra. Un interruptor adicional permite neutralizar esta función en caso de necesidad.

 


 

 

 

Podemos agregar a ese sistema, el accionamiento de un ventilador u otra comodidad que el lector encuentre interesante.

Es importante que el circuito esté bien cerrado en una caja de material aislante pues trabaja con las altas tensiones de la red de energía, estando por lo tanto sujeto a causar choques en que tocar en sus partes vivas.

 

Semiconductores:

Q1, Q2, Q3 - BC548 o equivalente - transistores NPN de uso general

D1, D2 - 1N4004 o equivalente - diodos - ver texto

D3, D4. D5 - 1N4148 - diodos de uso general

 

Resistores: (1/8 W, 5%)

R1 - 1,2 k ohms - marrón, rojo, rojo

R2, R5, R6, R7 - 10 k ohms

R3 - 330 k ohms - naranja, naranja, amarillo

R4 - 47 k ohms - amarillo, violeta, naranja

 

Capacitores:

C1 - 10 nF - cerámico o poliéster

C2 - 10 uF x 16 V - electrolítico

C3 - 2,2 uF x 16 V - electrolítico

 

Varios:

K1 - 12 V x 50 mA - relé - ver texto

Placa de circuito impreso, fuente de alimentación, hilos, soldadura, caja para montaje, etc.