Os relés estão entre os componentes que mais se escolhem olhando para um único número. O engenheiro lê “10 A” na folha de dados, compara com a corrente da carga e para por aí. Esse número, porém, costuma referir-se a uma carga resistiva em AC, e a maioria das cargas reais não é nem resistiva nem AC.
Este guia aborda as quatro decisões que realmente determinam se o relé vai sobreviver: a bobina, a capacidade de contato dentro do contexto, o tipo de carga e a interface.
Primeira etapa: a bobina
A bobina é um eletroímã com tensão de operação e resistência definidas. Desses dois valores derivam a corrente e a potência da bobina, e são eles que determinam o circuito de acionamento necessário.
Uma bobina de 12 V com 400 Ω consome 30 mA e dissipa 360 mW. Isso está confortavelmente dentro da capacidade de um transistor de pequeno sinal comum. Já uma bobina de 12 V com 100 Ω consome 120 mA e dissipa 1.44 W, o que exige um driver dimensionado para essa corrente e um layout de placa capaz de conduzi-la.
- Tolerância da tensão da bobina. A maioria das bobinas é especificada para uma tensão nominal, com um limiar de atração bem abaixo dela e um limiar de liberação ainda mais baixo. Em um sistema industrial de 24 V, uma bobina de 24 V recebe 26 V ou mais quando a fonte está no limite superior de tolerância. Verifique o valor máximo, não apenas o nominal.
- Corrente de acionamento. Some a corrente da bobina a tudo o mais que o driver já alimenta. Não esqueça que muitos relés pequenos são acionados diretamente por uma saída de lógica com capacidade de corrente insuficiente.
- Diodo de flyback. Toda bobina DC precisa de um. Sem ele, o colapso do campo da bobina gera um pico de tensão que acaba destruindo o driver ou produz ruído suficiente para perturbar o resto da placa.
- Tempo de atração e tempo de liberação. Normalmente de alguns poucos milissegundos a dez milissegundos ou mais. Se a aplicação exige comutação mais rápida, o relé é o componente errado.
Peças representativas: Songle SRD-SL-A series e Songle SRD-SL-C series para uso geral em PCB, OMRON MY series para painéis industriais com soquete, e Schneider 8-pin interface relays onde a fiação e o acesso para manutenção importam.
Segunda etapa: interpretar corretamente a capacidade de contato
A capacidade de contato não é um número único, mas um conjunto de números, cada um válido apenas nas condições indicadas ao lado. As condições que mais importam são o tipo de carga, a tensão e se a corrente é AC ou DC.
| Valor indicado na folha de dados | O que significa | O que verificar antes de usá-lo |
|---|---|---|
| 10 A 250 VAC | Corrente máxima para carga resistiva em AC a 250 V | Se a sua carga é realmente resistiva e realmente AC |
| 10 A 30 VDC | Corrente máxima para carga resistiva em DC a 30 V | O valor em DC costuma ser bem menor que o valor em AC para o mesmo relé |
| 1/2 HP 250 VAC | Capacidade para motor, cobre a corrente de partida de um motor pequeno | Se a corrente de rotor bloqueado do motor ultrapassa a condição de ensaio |
| TV-5 ou TV-8 | Capacidade de inrush para televisores e aplicações semelhantes | Referência útil para o inrush de lâmpadas e cargas capacitivas |
| Carga mínima admissível | A menor carga para a qual se garante contato confiável | A comutação de sinais de baixo nível pode exigir um material de contato totalmente diferente |
A diferença entre a capacidade em AC e a capacidade em DC do mesmo relé é a causa mais comum de falha prematura. Um relé especificado para 10 A a 250 VAC pode ser especificado para apenas 1 A a 3 A a 30 VDC, porque o arco DC não se extingue sozinho na passagem por zero.
Terceira etapa: a carga não é o que diz o rótulo
Corrente de inrush
Lâmpadas incandescentes consomem de cinco a quinze vezes a corrente de regime nos primeiros milissegundos, enquanto o filamento está frio. Motores consomem de cinco a dez vezes a corrente nominal na partida. Fontes de alimentação com entrada capacitiva podem consumir ainda mais. O contato do relé precisa suportar esse primeiro instante, pois é nele que ocorre a soldagem do contato.
Se o inrush for elevado, escolha um relé com capacidade de inrush adequada, adicione um limitador de inrush como um termistor NTC, ou comute a carga com um dispositivo de estado sólido e use o relé apenas para isolação.
Cargas indutivas
Solenoides, bobinas de contatores e enrolamentos de motores armazenam energia em um campo magnético. Quando o contato abre, essa energia produz um arco que erode a superfície do contato e pode soldá-lo fechado. A vida do contato com carga indutiva em DC pode ser uma fração pequena da vida com carga resistiva.
As contramedidas práticas são um diodo de flyback sobre a bobina DC, um snubber RC sobre a carga AC e a escolha de um relé cuja folha de dados traga explicitamente a capacidade para carga indutiva. Reduzir a corrente de contato pela metade é uma premissa inicial razoável quando não há dados melhores.
Cargas de baixo nível
Comutar alguns miliampères em alguns volts é outro problema. Contatos de prata comuns desenvolvem uma película de óxido que uma corrente muito pequena não consegue atravessar, e o contato passa a abrir de forma intermitente. Para comutação em nível de sinal, escolha contatos banhados a ouro ou com flash de ouro e verifique a carga mínima admissível na folha de dados em vez de presumir que vai funcionar.
Quarta etapa: arranjo e configuração dos contatos
| Configuração | Significado | Uso típico |
|---|---|---|
| SPST-NO | Um polo, uma posição, normalmente aberto | Comutação simples de liga e desliga |
| SPST-NC | Um polo, uma posição, normalmente fechado | Circuitos à prova de falha ou ativos por padrão |
| SPDT / Form C | Um polo, reversível | Selecionar entre dois circuitos; também fornece um contato normalmente fechado para realimentação de status |
| DPDT | Dois polos reversíveis | Comutar fase e neutro, ou dois circuitos independentes |
| 4PDT | Quatro polos reversíveis | Relés de interface que conduzem vários sinais a partir de uma única saída de controle |
Verifique também se o contato é de ruptura simples ou dupla e se o relé é selado ou aberto. Relés selados toleram ambientes com poeira e umidade; relés abertos são mais baratos, mas exigem um invólucro limpo.
Relés de interface e soquetes
Em painéis de controle industrial, o relé de interface em soquete plug-in é a solução padrão, e por bons motivos. O soquete oferece uma conexão mecânica que pode ser substituída sem solda, o relé pode ser trocado em segundos durante uma falha e o mesmo soquete aceita relés de vários fabricantes.
- Número e disposição dos pinos. Soquetes redondos de 8 e 14 pinos são os padrões comuns, e soquetes de lâmina também são muito usados. Combine o soquete com o relé e confira o pinout, em vez de presumir que a quantidade de pinos basta.
- Capacidade de corrente do soquete. O soquete também conduz a corrente de contato. Um soquete com capacidade menor que a do relé anula o propósito.
- Clip de retenção. A vibração solta relés plug-in. Use o clip.
- Indicação de status. Um indicador mecânico ou um LED economiza muito tempo de diagnóstico em campo.
- Estratégia de peças de reposição. Usar uma única família de relés em todo o painel reduz o número de códigos de peças de reposição que você precisa manter em estoque.
Checklist de seleção
- Liste a tensão da bobina, a tensão máxima da fonte e a corrente de acionamento disponível.
- Classifique a carga: resistiva, indutiva, capacitiva, lâmpada, motor ou nível de sinal.
- Encontre a capacidade de contato para esse tipo de carga na tensão real de operação e verifique se é AC ou DC.
- Estime a corrente de inrush e compare-a com qualquer capacidade de inrush ou para motor indicada na folha de dados.
- Escolha a configuração de contato: NA, NF, reversível ou múltiplos polos.
- Escolha o material do contato: liga de prata para cargas de potência, ouro para cargas de sinal.
- Decida entre um relé para PCB e um relé plug-in em soquete.
- Confirme a faixa de temperatura de operação, a vida mecânica esperada e a vida elétrica na sua carga.
- Planeje o diodo de flyback, o snubber ou o limitador de inrush como parte do projeto, e não como correção posterior.
Como podemos ajudar
Envie-nos a descrição da carga, e não apenas a corrente: o que está sendo comutado, em que tensão, AC ou DC, e com que frequência. Vamos recomendar a família de relés, o arranjo de contatos e o soquete, além de informar qual será a vida real do contato na sua carga.
Para montagem de painéis, envie a lista completa. Relés de interface costumam ser mais baratos e mais rápidos de fornecer como conjunto com soquetes do que um código de peça por vez.
