Felix Maocho

Para quien le interese lo que a nosotros nos interesa

Curso de Arduino – Interruptores, pulsadores, conmutadores y relés utilizados en electrónica

interruptores rojo

Por Félix Maocho
5/9/2016

Objetivo de este capítulo

Conocer los diferentes tipos de interruptores que se utilizan en los circuitos electrónico, desde los mas sencillos como los pulsadores y switch a los mas coomo los PLO y los relés, . Mostrar el funcionamiento uso y aplicacion que estos interrutores tiene en los montajes electrónicos,

Material necesario

s un capítulo estrictamente teórico por lo que no se precisa de material , n6 6bstante c6n e3 f5n de q4e ex*er50enten y 4t535cen 36s 5nterr4*t6res se ac6nse1a e3 4s6 de:

  • Tarrjeta Arduino y cable de conexionesn (utilizado solo como fuente de energía)
  • Tarjeta de prototipado o “protoboard”
  • Varios cables de conexiones macho/macho
  • Varias resistencia de 220 Ω
  • Varios Leds
  • Pulsadores de los tipos que se tengan
  • Switch de los tipos que se tengan
  • Reles

Conocimientos previos necesarios

  • Conocimiento de los pines 5V y GRD
  • Saber montar un circuito con un led y una resistencia en la protoboard

Todos estos conocimientos se explican en detalle en el capitulo “Principales opciones del Menú de Inicio de Arduino”

Interruptores

Los interruptores son de los componentes más sencillos que utilizaremos en nuestros montajes electrónicos y a pesar de ello, son indispensables en múltiples circuitos. Su función es permitir o impedir, a nuestra voluntad el paso de la corriente por un circuito eléctrico.

esquemas interruptor

En este esquema se representan los dos estados posibles de un interrptor, abierto y cerrado, Cuando está abierto, impide el paso de la corriente y por tanto el led que hay en el circuito se mantiene apagados. Cuando cerramos el interruptor, la corriente circula por el circuito y el led emite luz.

Aunque la función de cualquier interruptor es siempre la misma, abrir o cerrar un circuito, hay muchos tipos de interruptores y algunos son un poco más complicados que el representado en este esquema. Por ejemplo, el siguiente esquema presenta un interruptor que dependiendo de la posición que tenga envía la corriente por un circuito o por otro pero ni impide el paso de la corriente por alguno de los circuitos ni conecta ambos a la vez.

esqyema interrutor combinado

Por ejemplo uniendo dos leed, uno rojo y uno verde a estos circuitos, podríamos hacer un semáforo y tener la seguridad que uno de los dos led brillaría siempre y nunca lo harían los dos a la vez

Un uso corriente con estos interruptores, son las llaves combinadas que se ponen en los pasillos. Desde cualquiera de ellas podemos encender la luz si esta apagada o apagarla si está encendida como indica el esquema que pongo a continuación.

llaves combinadas

Tipos de interruptores

interruptores

Existe una amplia variedad de interruptores, cada uno diseñado específicamente para satisfacer necesidades concretas, por ello es imposible hacer una clasificación de todos los interruptores existentes, pues según para que se van utilizan tendrán formas y propiedades diferentes, Encontraremos en el mercado todo tipo de interruptores específicamente diseñados para realizar el trabajo de abrir y cerrar circuito de una forma segura tato para la tarea encomendada como para quien lo utilice.

.
trifasic antigutrifasico moderno

 

Si busca en Internet encontrará cientos de ellos todos diferentes, por ejemplo el primero que enseño se utilizaba antiguamente para interrumpir la corriente trifásica industrial, mientras, que en la actualidad tiene la forma que enseño a la derecha

switch

No obstante, en los circuitos digitales los más comunes los modelos como estos que enseñamos que se pueden agrupar en varias familias concretas, pulsadores, llaves, pulsadores rotativo y pulsadores magnéticos..

Interruptores de botón, o pulsador (pushbutton)

Son interruptores que se caracterizan en que cambian de fase, (pasa de abierto o cerrado o viceversa), solamente el tiempo en que se aprietan un botón. Un ejemplo muy conocido es el timbre de la puerta, en el que solo cierra el circuito del timbre, durante el tiempo que mantenemos apretados el botón del pulsador. Así pues el pulsador tiene un estado de reposo, al pulsar el botón cambia de estado para volver al estado de reposo tan pronto como cesan de pulsar el botón

En general el mecanismo es un muelle que mantiene en una posición dada un contacto hasta que la pulsación le obliga a cambiar de posición

esquema pulsador

Según como estén los pulsadores en estado de reposo se dividen en dos grupos, los normalmente abierto (Normally Open NO) y los normalmente cerrado (Normally Closet NC), los mas habituales son los primeros los NO, que en su estado normal, (no presionado), mantiene cortada la corriente como en el esquema que menos puesto un poco más arriba. Al ser pulsados, cierran el circuito. Por el contrario los NC funcionan al revés, dejan pasar la corriente hasta que se oprime el pulsador.

Pongo uno debajo de otro los esquemas de los dos tipos de pulsadores

pulsador NO

 

pulsador NC

Hay incluso pulsadores con cuatro contactos que según conectemos los cables del circuito puede funcionar indistintamente como NO o como NC. Añado el esquema de estos últimos, en estado de reposo conecta dos bornes y mantiene separados el otro par y viceversa

pulsador-doble

 

Conmutadores o swiches

Son interruptores en los que el estado se mantiene fijo por tiempo indefinido, en la posición que los dejemos, abierto o cerrado un circuito, Son las habituales llaves de la luz con dos posiciones abiertas o cerradas que utilizamos habitualmente para encender la luz eléctrica. El esquema que lo representa indica claramente cual de los dos posibles estados, abierto o cerrado tiene en ese momento.

switch 2

esquema Switch

 

Muchos de los switch o llavde ña luz  están preparadas para servir de llaves combinadas, su esquema e sería como el que muestra la imagen Como ven en este caso hay tres bornes de salida, uno de ellos es común, en nuestro caso el del centro y los otros dos es donde se unen dos circuitos  diferentes de los que en solo uno de los dos circulará la corriente.

esquema swich combinad

Interruptores rotatorios 

Una generalización de este mecanismo son los interruptores rotatorios, en el que girando el interruptor, se va conectando consecutivamente diferentes circuitos que realizan cada uno de ellos una cierta actividad.

interruptor rotatorio

resquema de interruptor rotatorio

 

Frecuentemente el giro del interruptor rotatorio se produce mendiante un mecvanismo de relojería, con este sistema podemos controlar el orden de funcionamiento de una serie de procesos y la duracion de cada uno de los pasos. Con ello transformamos un simple interruptor, en el controlasdor de un proceso, es el tradicional “programador” de las antiguas lavadoras, un dispositivo que según gira a modo de reloj va abriendo y cerrando ordenadamente, las electroválvulas el motor de la lavadora, las diferentes bombas de agua etc etc..

controlador de lavadora

plc

Precisamente este tipo de interruptores está hoy en desuso porque dispositivos llamados Controlador Lógico Programable (PLC) los han sustituido, y muchos de ellos están basadas en una tarjeta de Arduino debidamente programada que funciona a modo de un conmutador

El blog Open Electronics,  explica cómo “convertir” una placa Arduino en un controlador como PLC, sin tener que gastar un montón de dinero en materiales y capacitación.

Interruptores magnéticos o relés

Los relés son similares a los pulsadores que vinos en primer lugar solo que en vez de tener que pulsar un botón, electrolizan hace la misma función de apretar el pulsador según una corriente eléctrica cree un campo magnético o no.

esquema de relé

Cuando pasa la oriente suministrada por los dos terminales de la izquierda la varilla vertical central abandona el contacto NC ( normalmente cerrado) y entra contacto con el contacto NO normalmente abierto y así se mantiene mientras pase corriente por la bobina , y cuando este cesa vuelve a su posición inicial de reposo.

Los relees permiten controlar con circuitos electrónicos que utilizan corrientes eléctricas de muy baja energía, aparatos eléctricos que necesitan consumir mucha energía, como en general son los electrodomésticos que nos rodean. Por ejemplo, podemos controlar el funcionamiento de una bombilla, mediante una tarjeta Arduino. Por tanto los relés permiten que podamos trasformar todo lo que hasta ahora eran maquetas en objetos reales de uso normal. Igual que una bombilla podríamos haber conectado cualquier aparato eléctrico. De ahí la importancia del relé, hace de punte entre el mundo de la electrónica y el mundo de la electricidad que es el que habitualmente nos rodea.

Generalmente los relés tienen por un extremo las dos bornes que alimentan a la bobina uno conectado a tierra y otro conectado a 5Volts al que llegara corriente o no según controle una tarjeta Arduino. En el otro extremo hay habitualmente tres bornes de los que utilizaremos al menos dos, el denominado común, (COM), y uno de los bornes, o el normalmente cerrado (NC) y el normalmente abierto (NO). A veces en vez de venir indicado con estas iniciales, viene indicado algo mas crípticamte con una lineas que están en contacto o separadas.

relé

relé2

Siendo un aparato ampliamente utilizado, con frecuencia un mismo elemento contiene diversos relés, aunque estén puestos juntos el funcionamiento de cada uno, es el mismo que tendrían si fueran independientes, e incluso con frecuencia no utilizaremos la totalidad de los que contiene la tarjeta. Por ejemplo este componente agrupa cuatro relés.

cuatro relés

Para terminar, tenga en cuenta cuando tenga que utilizar un interruptor, la forma de su funcionamiento. En caso de duda . Antes de utilizarlo, hacer pruebas utilizando los interruptores en sencillos circuitos formados por el interruptor, una resistencia de 240 Ohmios y un led orientado de forma que la pata más larga (ánodo) quede unida a la fuente de 5 Voltios y la corta (cátodo) quede conectado a tierra, tal como se ve en los esquemas puesto al inicio del post.

Repaso

Como repaso final te diré lo que has aprendido hoy

El objetivo del era familiarizarlos con todo tipo de interruptore y explicar los diferentes modelos dentro de un tipo.

  • Qué es pulsaddor o pushbutton, y la diferencia entre un pulsador NA y un pulsador NO
  • Qué es un conmutador o switch
  • Qué son comutadores combinados y qué son conmutadores rotatorios
  • Que es un “programador” mecánico y que es un Cnmutador Lógico Programable PLC
  • Que es un rele t la importancia de su uso como puente entre electrónica y electricidad
  • Qué indica n las salidas COM NA Y NO de un relé y que ihdicadores fràficos tienen.
  • Qué es un componente con varios relés.

Félix Maocho

La idea del post y una buena parte de las ilustraciones la he obtenido de Random Nerd Tutorials Electronics Basics – Types of Switches and How Switches Work

indice

6 septiembre 2016 - Posted by | Curso de Arduino, Robotica | , , , , ,

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