Cómo construir un sólido de bricolaje

Los relés de estado sólido ofrecen una conmutación más eficiente para proyectos de automatización del hogar inteligente. Construya su propio SSR de bricolaje siguiendo esta guía.

Puede comprar módulos de relé tanto mecánicos como de estado sólido. Sin embargo, los relés de estado sólido son más nuevos y cuestan un poco más que los módulos de interruptores de relé tradicionales que quizás ya esté utilizando en sus interruptores inteligentes de bricolaje o proyectos de automatización del hogar.

En esta guía, construiremos un relé de estado sólido a partir de unos pocos componentes fácilmente disponibles. Puede utilizar estos relés de estado sólido de bricolaje en un entorno de producción y en sus proyectos de automatización del hogar o interruptores inteligentes.

A diferencia de los interruptores de relé mecánicos, un relé de estado sólido no tiene partes móviles. Es similar a comparar un disco duro mecánico y un disco de estado sólido, que es mucho más rápido y eficiente en energía.

De manera similar, un relé de estado sólido (SSR) funciona más rápido y no consume energía cuando no está en uso o está apagado. Funciona o se enciende cuando la MCU conectada proporciona el voltaje de activación. Lo que es más importante, un relé de estado sólido ocupa un espacio menor y no hace ningún ruido de clic cuando se activa.

Un SSR también se puede utilizar para la conmutación de carga inductiva. Sin embargo, debe agregar un circuito amortiguador al SSR para evitar daños al TRIAC (triodo para corriente alterna). Es posible que esto no sea necesario en algunos TRIACS, como el BTA16.

Además, construir un relé de estado sólido es más económico que comprar uno o construir un módulo de relé mecánico. Hemos creado algunos y los hemos estado usando en un entorno de producción durante los últimos meses. Funcionan de manera confiable y sin problemas hasta la fecha.

Puede elegir construir un relé de estado sólido de un solo canal, de dos canales o de varios canales según sus requisitos. Para construir un relé de estado sólido de un solo canal, necesitará los siguientes componentes:

También deberá aprender a soldar, si nunca lo ha hecho antes, para construir este módulo de relé de estado sólido de bricolaje.

Obtenga la placa PCB de propósito general y conecte todos los componentes como se muestra en el siguiente diagrama.

Debería verse así después de ensamblar y soldar los componentes necesarios en la placa.

Para probar el relé de estado sólido de bricolaje, necesita algunos cables y una fuente de alimentación de 3,3 V o 5 V. Puede usar cualquier batería de 3,3 V o una MCU, como NodeMCU, D1 Mini, Arduino Uno, etc., para suministrar el voltaje de activación necesario para probar el interruptor de relé de estado sólido.

Probar el relé de estado sólido y la instalación implica tratar con una fuente de alimentación de CA de 110 V-240 V. Continúe solo si sabe lo que está haciendo. Esto podría ser letal si no se hace con cuidado.

Cuando un 3.3Vo se suministra voltaje de activación al relé de estado sólido, el LED interno o el LED IR en el optoacoplador se enciende y comienza a emitir luz al sensor óptico conectado al pin 4 y al pin 6.

Como resultado, la resistencia entre el pin 4 y el pin 6 baja, lo que activa el TRIAC y enciende la carga de CA conectada. El optoacoplador ayuda a separar los circuitos de alto y bajo voltaje, manteniendo el Arduino o MCU a salvo de cualquier interferencia o daño.

Ahora puede conectar el relé de estado sólido a un Arduino u otra MCU. En lugar de tres cables de puente para un relé mecánico, solo necesita dos para el SSR: uno para la señal de entrada (3.3V) y otro para tierra (GND).

En función de la carga, puede elegir TRIAC de mayor capacidad de carga, como el BTA16, con un disipador de calor para construir relés de estado sólido para cargas pesadas (2000 W o más). Recuerde usar un circuito amortiguador si va a usar el SSR para la conmutación de carga inductiva, como para un motor o una bomba.

Puede utilizar estos módulos de relé de estado sólido en sus proyectos de hogar inteligente. Puede diseñar módulos de interruptores inteligentes alimentados por ESP12 con el relé de estado sólido integrado utilizando la herramienta de dibujo electrónico Fritzing. Una vez diseñado, puede obtener la PCB impresa de un proveedor de servicios de fabricación/prototipado de PCB o simplemente seguir usando PCB de uso general.

Puede usar este relé para construir un interruptor de luz inteligente con sensor de movimiento o interruptores Wi-Fi e instalarlos en su hogar u oficina. Los dispositivos inteligentes pueden ayudarlo a reducir el desperdicio de energía en gran medida, además de ser cómodos de usar. Además, también puede configurar un servidor Home Assistant en Raspberry Pi para agregar automatización.

Ahora que ha aprendido a construir relés de estado sólido, puede reemplazar sus relés mecánicos con un SSR para una conmutación eficiente y evitar ruidos de clic. Con una huella menor en comparación con los relés mecánicos, puede diseñar y construir prototipos o interruptores inteligentes en cajas impresas en 3D mucho más pequeñas para su proyecto de hogar inteligente.

Ravi es un experto explicador de tecnología, un entusiasta de IoT y un amante de Linux con experiencia en big data y desarrollo de aplicaciones. Es un geek de la tecnología con más de 7 años de experiencia en la creación de tecnología DIY y guías prácticas sobre recuperación de datos, reparación de archivos, Exchange Server, Outlook, Microsoft 365, Windows, Mac, Linux, iOS y hogar inteligente.