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Como utilizar o modulo relé/relay Estado Sólido 5v com Arduino

Quer fazer o controle de um dispositivo de tensão alternada, como uma lâmpada, ventilador ou qualquer outro eletrodoméstico com o Arduino? Como sabemos, o Arduino funciona com tensão contínua de 5V e não pode controlar diretamente estes aparelhos. É aqui que os módulos relés entram em ação.

Neste tutorial aprenderemos como controlar o acionamento de dispositivos utilizando o módulo relé de estado sólido (Figura 1) e Arduino.

Imagem ilustrativa do módulo relé de estado sólido de um canal.
Figura 1: Módulo relé de estado sólido de um canal

O módulo relé de estado sólido é utilizado para controlar circuitos externos de grandes correntes alternadas a partir de pequenas correntes ou tensões. Este dispositivo pode ser controlado por diferentes microcontroladores, como Arduino, ESP8266, ESP32, sendo uma excelente ferramenta para projetos de automação residencial.

A principal vantagem do relé de estado sólido em relação aos outros relés convencionais (eletromecânicos) é que ele não possui componentes mecânicos em seu interior, o que aumenta sua vida útil, diminui seu tempo de chaveamento, evita problemas com interferências eletromagnéticas e não produz barulho durante o chaveamento.

O módulo relé de estado sólido opera apenas para o controle de acionamento de cargas de corrente alternada (AC), tendo a capacidade máxima de 250VDC/2A. Para cargas DC será necessário utilizar o módulo relé eletromecânico.

Quanto a pinagem, o módulo relé de estado sólido possui 2 bornes: um com três pinos de alimentação (DC+ e DC-) e comunicação com o microcontrolador (CH1) e outro com dois pinos para conexão da carga AC (SW1). Os pinos do módulo encontram-se detalhados na Figura 2.

Imagem ilustrativa dos pinos do módulo rele de estado sólido.
Figura 2: Pinos do módulo relé de estado sólido de 1 canal.

Cada uma entrada possui a seguinte função:

  • DC+: Pino de alimentação. O módulo opera com tensão de 5VDC;
  • DC-: Pino de aterramento do módulo (GND);
  • CH1: Pino de controle que recebe as informações para acionamento da carga do microcontrolador;
  • SW1: Pinos de conexão da carga AC, ou seja, do equipamento que se deseja controlar.

O módulo relé de estado sólido opera com nível lógico invertido. Deste modo, para acioná-lo será necessário definir o pino CH1 como nível lógico baixo (0V – 1,5V = relé ligado) e para desligá-lo definir o pino CH1 como nível lógico alto (2,5V – 5V = relé desligado).

Para projetos de controle do acionamento de vários equipamentos é recomendada a utilização de relés de estado sólido com um maior número de canais. Cada canal é capaz de controlar um equipamento.

Agora que já conhecemos o módulo relé de estado sólido de um canal, vamos utilizá-lo com o Arduino.

MATERIAIS NECESSÁRIOS

ESQUEMÁTICO DE FUNCIONAMENTO

Inicialmente, certifique-se de que a sua placa Arduino esteja desligada. Em seguida, monte o circuito da Figura 3 utilizando o sensor módulo relé e os jumpers.

A montagem do circuito desde projeto exige maior atenção, visto que trabalharemos com tensão e corrente alternada (127 ou 220 VAC). Desta forma, faça todas as ligações com o circuito completamente desligado e verifique cada uma das ligações antes de testar, a fim de evitar qualquer possibilidade de curto-circuito ou choque. Caso você não possua experiência com esse tipo de montagem contrate um eletricista.

Imagem ilustrativa do esquemático de ligação para acionamento de uma carga AC com o módulo relé de estado sólido.
Figura 3: Esquemático de ligação para acionamento de uma carga AC com o módulo relé de estado sólido.

Ao montar o circuito observe os seguintes pontos:

  • Não toque no módulo relé quando ele estiver energizado;
  • O pino DC- do relé deve ser conectado ao GND do Arduino;
  • O pino DC+ do relé deve ser alimentado pelo 5V do Arduino;
  • O pino CH1 do relé deve ser conectado ao pino digital 8 do Arduino;
  • Utilize o cabo paralelo de 1,5 mm ou 2,5 mm para interligar o módulo relé a carga (lâmpada);
  • Volte e confira se você montou tudo como explicado.

ELABORANDO O CÓDIGO

Após a montagem do circuito, vamos programação do Sketch no Arduino IDE. Nesse projeto, vamos utilizar o sensor módulo relé sólido para acionar uma lâmpada com o Arduino. Acionaremos e desligaremos a lâmpada em intervalos de 5 segundos.

Vamos entender a lógica de programação deste projeto a partir dos seguintes passos:

1. Declarar a variável

Iniciamos o código declarando a variável pinRele que será utilizada para representar o pino 8 do Arduino.

2. Iniciar a comunicação serial e configurar a porta

Na função setup(), a comunicação serial foi inicializada por meio da instrução: Serial.begin(9600);.

Em seguida, definimos pinRele como pino de saída (OUTPUT).

3. Ligar e desligar a lâmpada conectada ao módulo

No loop(), por meio da função digitalWrite(pinRele, LOW) colocamos o pino 8 em nível baixo, ativando o relé e acionando a lâmpada. Em seguida, damos um intervalo de 5 segundo através da função delay(5000);.

Para desligar a lâmpada novamente usamos a função digitalWrite(pinRele, HIGH), colocando o pino 8 em nível alto, desativando o relé. Logo após, adicionamos um delay de 5 segundos.

Ao final, o Sketch deste projeto ficará da seguinte maneira:

/*
  -   MÓDULO RELÉ DE ESTADO SÓLIDO COM ARDUINO    -
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  Autor: Jonas Souza
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*/

int pinRele = 5; //Definição do pino de controle do relé

void setup() {
  Serial.begin(9600); //Inicialização da comunicação serial
  pinMode(pinRele, OUTPUT); //Define o pino de controle do relé como saída
}

void loop() {

  digitalWrite(pinRele, LOW); //Define o pino de controle do relé como nível lógico baixo (LOW) acionando a carga
  Serial.println("Lâmpada ligada"); //Imprime mensagem no monitor serial
  delay(5000); //Intervalo de 5 segundos

  digitalWrite(pinRele, HIGH); //Define o pino de controle do relé como nível lógico alto (HIGH) desligando a carga
  Serial.println("Lâmpada desligada"); //Imprime mensagem no monitor serial
  delay(5000); //Intervalo de 5 segundos
}

A informação de que a lâmpada se encontra ligada ou desligada pode ser observada no monitor serial, conforme a Figura 4.

Imagem ilustrativa do status de acionamento da lâmpada no monitor serial.
Figura 4: Status de acionamento da lâmpada no monitor serial.

Espero ter ajudado,

Obrigado a todos e em caso de dúvidas deixe seu comentário abaixo!

Att. Jonas Souza

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Jonas Souza

Graduando em Engenharia Elétrica. Atua no setor desenvolvimento de tutoriais para o Blog da Robótica.

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