Relés: contactos y bobina

01 · Punto de partida

Dos mundos en una cajita

Adentro hay una bobina (mundo control: 5 V, 71 mA) y unos contactos (mundo potencia: hasta 10 A) unidos solo por magnetismo. Esa separación galvánica es su magia: tu circuito de miliamperios conmuta amperios sin compartir ni un electrón.

Pero la bobina es inductiva (patea) y los contactos se gastan (chispas): driver con diodo y ratings respetados, o vida corta.

• ¿Qué significan COM, NO y NC?
• ¿Cómo se lee el patillaje?
• ¿Cómo se maneja desde 5 V?
• ¿Qué puede y qué no puede conmutar?

02 · Anatomía

Bobina + contactos con nombre

El diagrama viene impreso en la carcasa: leerlo antes de pinchar (Tema 2). Sin diagrama, continuidad sin energía mapea COM/NO/NC en un minuto.

03 · Driver

Transistor + diodo + Rb, siempre juntos

1. 1
   Transistor low-side.

   2N2222 con Rb calculada (71 mA/20 = 3,6 mA → 1,2k a 5 V). P_Q ≈ 14 mW: frío.

2. 2
   Diodo en bornes de bobina.

   1N4007 en antiparalelo (cátodo al +): recircula al soltar. Sin él, el pico mata al transistor.

3. 3
   Bulos de alimentación.

   Electrolítico 100 µF cerca (el clic pide pico): evita que el micro se resetee al conmutar (Tema 11).

04 · Medición

Mapear y verificar sin energía y con ella

1. 1
   Bobina por DCR.

   Sin energía: ~70 Ω entre sus dos patas (hoja/diagrama). Infinito = cortada; ~0 = en corto.

2. 2
   Contactos por continuidad.

   COM–NC pita en reposo, COM–NO calla; energizado (con diodo y cuidado) invierten. Así se mapea sin diagrama.

3. 3
   En marcha: V e I.

   5 V en bobina, 71 mA inferidos, clic audible, carga conmutando. Chisporroteo = contactos al límite.

05 · Driver en código

Diseñador de driver completo

Entra bobina y mando: sale Rb, P, diodo y veredicto:

E12 = [10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82]

def e12_abajo(r):
    cands = [b * d for d in (1, 10, 100, 1000, 10000) for b in E12 if b * d <= r]
    return max(cands)


def driver_rele(v_bobina, dcr, v_mando=5.0, beta_f=20):
    i = v_bobina / dcr
    rb = e12_abajo((v_mando - 0.7) / (i / beta_f))
    p_q = 0.2 * i
    print(f"Bobina {v_bobina}V/{dcr}ohm: I={i*1000:.0f}mA Pbob={v_bobina*i*1000:.0f}mW")
    print(f"Rb={rb:.0f} P_Q={p_q*1000:.0f}mW Diodo 1N4007 (cátodo al +)")
    print("Veredicto:", "OK: driver frío" if p_q < 0.25 else "revisar transistor/MOS")
    return rb


driver_rele(5, 70)
driver_rele(12, 400)

Probá driver_rele(5, 125) (mini relé): ¿Rb? ¿P_Q? ¿Diodo igual?

Comparador relé vs MOSFET (conceptual)

Cuándo el clic gana al silicio:

def rele_vs_mos(i_carga_a, necesita_aislamiento=True):
    print("Relé:" if necesita_aislamiento else "MOSFET:",
          "aislamiento galvánico real" if necesita_aislamiento
          else "sin partes móviles, más rápido y barato")
    return "rele" if necesita_aislamiento else "mosfet"


rele_vs_mos(2.0, True)
rele_vs_mos(2.0, False)

06 · Analogía programador

Proxy aislado

1. 1
   Proxy con air-gap.

   Dos redes que no comparten ni tierra: el mensaje cruza por campo magnético, no por cables.

2. 2
   NO/NC = rutas.

   Por defecto a NC (fallback); energizado a NO (primario). Failover electromecánico.

3. 3
   Clic = log audible.

   Cada conmutación deja rastro sonoro: debugging con oídos, gratis.

07 · Exploración

Laboratorio: diseñar el driver

Elegí el relé: el laboratorio calcula bobina, Rb, potencias y lista de verificación, con aviso de diodo.

Preguntas para explorar

1. ¿Por qué el mini de 125 Ω pide Rb mayor que el SRD?
2. ¿Qué pasa si olvidás el diodo? ¿Y si lo ponés al revés?
3. ¿Cuándo elegirías MOSFET en vez de relé para 2 A?

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

09 · Práctica guiada

Ejercicios de relés

Ejercicio 1: driver 12 V

Con driver_rele(12, 400): ¿I bobina? ¿Rb a 5 V? ¿P_Q y diodo? Dictaminá.

Ejercicio 2: mapear sin diagrama

Relé sin carcasa legible: describí cómo hallar bobina, COM, NO y NC solo con multímetro.

Ejercicio 3: relé vs MOSFET

Carga 12 V/2 A con mando 5 V, sin necesidad de aislamiento. Con rele_vs_mos() y números: ¿cuál y por qué?

10 · Síntesis

Ideas para recordar

Mundos separados con un clic. Ahora, sin partes móviles: en el próximo tema, optoacopladores.