Un relevador o relé es un interruptor que se acciona eléctricamente: con una pequeña corriente aplicada a su bobina puede encender o apagar un circuito de mucha más potencia, y además mantiene ambos circuitos aislados entre sí. Por eso se usa para controlar motores, luces, bombas y electrodomésticos desde circuitos electrónicos, sensores o microcontroladores como Arduino.
Respuesta rápida: un relé electromecánico tiene una bobina (electroimán) y uno o varios contactos. Al energizar la bobina, el campo magnético atrae una pieza móvil (armadura) que cambia la posición de los contactos: los normalmente abiertos (NA) se cierran y los normalmente cerrados (NC) se abren. Al quitar la energía, un resorte los devuelve a su posición inicial.
Partes de un relé
- Bobina: un alambre de cobre enrollado sobre un núcleo de hierro; al pasar corriente se convierte en electroimán.
- Armadura: la pieza metálica móvil que es atraída por el electroimán.
- Resorte: devuelve la armadura a su posición cuando la bobina deja de recibir energía.
- Contactos:
- COM (común): el terminal que se mueve.
- NA / NO (normalmente abierto): se conecta al común solo cuando la bobina está activada.
- NC (normalmente cerrado): está conectado al común cuando la bobina está desactivada.
¿Cómo funciona un relé?
Cuando se aplica el voltaje nominal a la bobina (por ejemplo 5 V, 12 V o 24 V), se genera un campo magnético que atrae la armadura. Este movimiento cambia el estado de los contactos: el circuito conectado entre COM y NA se cierra, y el conectado entre COM y NC se abre. Cuando la bobina deja de recibir energía, el resorte devuelve todo a su posición de reposo.
Como la bobina y los contactos no están conectados eléctricamente, un circuito de control de bajo voltaje puede manejar con seguridad una carga de alto voltaje, por ejemplo una lámpara de 120 o 230 V.
Cómo leer las especificaciones de un relé
Un relé típico de los módulos para Arduino, como el SRD-05VDC-SL-C, indica:
- Voltaje de bobina: 5 V DC (el voltaje necesario para activarlo).
- Capacidad de los contactos: por ejemplo, 10 A a 250 V AC o 10 A a 30 V DC (lo máximo que puede conmutar).
- Configuración de contactos: SPST (un circuito, una posición), SPDT (un circuito con NA y NC) o DPDT (dos circuitos independientes).
Conviene elegir un relé con una capacidad de corriente bastante mayor a la de la carga, sobre todo con motores, que consumen mucha corriente al arrancar.
Cómo controlar un relé con Arduino
La salida de un Arduino no puede entregar la corriente que necesita la bobina (unos 70 mA en un relé de 5 V), por lo que se usa un transistor NPN como interruptor, con una resistencia de base de alrededor de 1 kΩ, y un diodo en paralelo con la bobina (por ejemplo, 1N4007) para absorber el pico de voltaje que se produce al desactivarla. Los módulos de relé para Arduino ya incluyen el transistor, el diodo y un LED indicador, y muchos llevan un optoacoplador para mayor aislamiento.
Precaución: trabajar con la corriente de la red eléctrica (120-230 V) es peligroso. Desconecta siempre la energía antes de manipular el circuito, usa cajas aislantes y, si no tienes experiencia, pide ayuda a un electricista.
Tipos de relés
Según su construcción
- Relé electromecánico: el descrito arriba, con bobina y contactos móviles. Es económico y soporta bien corrientes altas, pero sus contactos se desgastan con el uso y hace un «clic» al conmutar.
- Relé de estado sólido (SSR): no tiene partes móviles; usa semiconductores (triacs, tiristores o MOSFET) activados mediante un optoacoplador. Es silencioso, muy rápido y dura mucho más, pero es más caro, se calienta con cargas grandes (puede necesitar disipador) y tiene una pequeña corriente de fuga cuando está apagado.
- Relé híbrido: combina un relé electromecánico con componentes de estado sólido para aprovechar las ventajas de ambos.
- Relé de láminas (reed): contactos dentro de una pequeña cápsula de vidrio que se cierran con un campo magnético; se usan en sensores de puertas y ventanas.
Según su polaridad
- Relé polarizado: incluye un imán permanente, por lo que su funcionamiento depende del sentido de la corriente en la bobina. Algunos son biestables (de enclavamiento): mantienen su posición sin consumir energía hasta que reciben un pulso de polaridad contraria.
- Relé no polarizado: funciona igual sin importar el sentido de la corriente en la bobina.
Según su función
- Relés temporizados: se activan o desactivan después de un tiempo ajustable, desde fracciones de segundo hasta varias horas. Se usan en iluminación de escaleras o arranque de motores.
- Relés térmicos: protegen a los motores eléctricos de la sobrecarga; una lámina bimetálica se curva con el calor de la corriente excesiva y abre el circuito.
- Relés de protección: usados en redes eléctricas para detectar sobrecorriente, corriente inversa, desequilibrios (protección diferencial) o variaciones de frecuencia, y desconectar el circuito afectado.
- Relés de alto voltaje: diseñados para conmutar voltajes de miles de voltios en equipos industriales y de laboratorio.
Relé electromecánico vs. relé de estado sólido
| Característica | Electromecánico | Estado sólido (SSR) |
|---|---|---|
| Partes móviles | Sí | No |
| Ruido | Hace «clic» | Silencioso |
| Velocidad | Milisegundos | Muy rápida |
| Vida útil | Limitada por el desgaste de contactos | Muy larga |
| Calor | Poco | Mayor con cargas grandes |
| Precio | Bajo | Más alto |
Aplicaciones de los relés en la vida cotidiana
- Automóviles: el interruptor del tablero envía una pequeña corriente a la bobina de un relé, y este conecta la alta corriente que necesitan los faros, el claxon, el ventilador del radiador o el motor de arranque.
- Hogar: refrigeradores, lavadoras, hornos de microondas y aires acondicionados usan relés para encender el compresor, el motor o la resistencia.
- Domótica: enchufes e interruptores inteligentes controlados desde el celular suelen tener un relé en su interior.
- Calles y edificios: semáforos, alumbrado público con fotocelda, ascensores y puertas automáticas de garaje.
- Industria: paneles de control de motores, bombas y líneas de producción, junto con autómatas programables (PLC).
Historia de los relés
El relé fue desarrollado en 1835 por el científico estadounidense Joseph Henry, pionero del electromagnetismo, y pronto se aplicó en el telégrafo eléctrico, donde servía para «repetir» la señal y enviarla a grandes distancias; de ahí su nombre, que viene de las postas donde se relevaban los caballos. Más tarde se usó masivamente en las centrales telefónicas y en las primeras computadoras, que realizaban sus cálculos con miles de relés.
A finales de la década de 1940 aparecieron los transistores, que reemplazaron a los relés en la electrónica de cómputo por ser mucho más rápidos y pequeños. Sin embargo, los relés siguen siendo indispensables para conmutar cargas de potencia con aislamiento eléctrico, y la combinación de ambas tecnologías dio lugar a los relés de estado sólido.
Preguntas frecuentes
¿Relevador y relé son lo mismo?
Sí. «Relé» es el término más usado en España y buena parte de Latinoamérica; «relevador» se usa mucho en México.
¿Qué significan NA y NC en un relé?
NA (normalmente abierto) es el contacto que se cierra cuando la bobina se activa; NC (normalmente cerrado) es el que está cerrado en reposo y se abre al activarla.
¿Se puede conectar un relé directamente a Arduino?
No es recomendable conectar la bobina directamente a un pin, porque consume más corriente de la que el pin puede dar. Usa un módulo de relé o un transistor con diodo de protección.
¿Por qué hace «clic» un relé?
Es el sonido de la armadura metálica al ser atraída por el electroimán y golpear los contactos. Los relés de estado sólido no hacen ruido porque no tienen partes móviles.