Acionando 110/220V com sinais de 5V

Este artigo trata de como controlar tensões de 110 ou 220V a partir de pequenos sinais de 5V.

 

Para isso utilizamos Relés:

Relés funcionam como interruptores, mas que são acionados por uma tensão baixa.

Para exemplo utilizaremos o relé ao lado:

Ele suporta tensões de até 250V alternado ou 30V contínuo e correntes de até 10A.
Este é acionado por 5V.
(conforme se vê na imagem)

Então como funciona?

O relé mais comum possui um contato interno e uma bobina. Quando há corrente passando pela bobina, um campo magnético é induzido, atraindo um pino interno e fechando o contato. Mais detalhes aqui.

O que realmente precisa saber?

Que basta aplicar 5V (depende do relé) entre 2 pinos que os outros 2 fecharão contato. Um relé comum consome cerca de 25mA para ser ativado.

Normalmente você vai encontrar 5 pinos:
Dois são a bobina, onde deve-se aplicar os 5V.
Quando houver corrente na bobina, C é ligado ao A.
Caso contrário, C fica ligado ao B.

Confira abaixo:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E na prática? Como faz?

Na prática, sua fonte de sinal de 5V que controlará o relé, seja os pinos digitais do Arduino, de um PIC ou da porta paralela do PC, pode não “aguentar” a corrente necessária para ativar o relé. Isto fará queimar seu dispositivo.

Por isso usamos um Transistor para acionar o relé.
Como funciona o transistor será explicado em outro artigo.

Mas agora, vamos logo ao que interessa:


(Esclarecendo: os pinos analógicos também podem ser usados como digitais, bastando referenciá-los como A0, A1..)

Essa é a montagem usada no projeto de Automação Residencial.  Quando escrevemos ’1′ ou HIGH (5V) no pino A0, fechamos o contato C-A. Quando escrevemos ’0′ ou LOW (0V) o contato estará aberto.

Notem que o pino A0 poderia ser de qualquer outro dispositivo digital, seja de 3.3V ou 5V. Utilizamos o Arduino no exemplo apenas por conveniência.

Agora vamos ao circuito:
(componentes listados no fim do artigo)

PRONTO!

Através desse circuito você tem um interruptor controlado digitalmente. Com os contatos A e C você poderá ligar e desligar lâmpadas e tomadas pelo computador, Arduino ou PIC.

Para saber como ligar os pinos A e C do relé para controlar lâmpadas e tomadas, confira a seção “Interface Elétrica” do artigo sobre Automação Residencial.

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Lista de componentes:

R1: Resistor de 2.2k (qualquer tolerância e potência)
D1: Diodo 1N4148 (com a listrinha apontando p/ 5V)
Q1: Transistor BC546, 547, 548, 549 ou 550 (observe a pinagem)
Relé de 5V na bobina com cargas até 250V.
(Se só tiver relé 110V, ok, mas não ligue ele em 220V)
Fonte de alimentação de 5V pelo menos 500 mA.
(Pode ser um jumper dos 5V do Arduino)

 

ATENÇÃO: NÃO FAÇA ALTERAÇÕES NA REDE ELÉTRICA DE SUA RESIDÊNCIA SEM QUE TENHA CERTEZA DO QUE ESTÁ FAZENDO E, CASO NECESSÁRIO, PROCURE AJUDA DE UM PROFISSIONAL HABILITADO.

71 comments

  1. Marcelo Cuin says:

    Olá, belo tutorial, de fácil entendimento. Apenas uma dúvida ou observação: você utilizou para ativar o rele a porta A0, não seria a saída digital D0, pois a A0 é uma entrada analógica. Abraços.

    • Maurício Rivello says:

      Fala Marcelo, os pinos analógicos também funcionam como digitais no Arduino. Basta inserir o ‘A’ antes do número, exemplo: digitalWrite(A0, HIGH);

    • GUSTAVO says:

      Ola…muito bom esse tutorial,,porem fiz tudo certo ou acho que fiz,,e minha lampada não acende,,,pode me ajudar…

  2. Marcio says:

    Grande Mauricio!
    Excelente aula. Estava aguardando ansioso pelo update. Não vejo a hora de minha encomenda chegar pra eu começar a “brincar”.
    Me tira uma dúvida, controlando uma lampada pelo arduino, é possivel continuar controlando a mesma lampada tb pelo interruptor?

    Um abraço,e sucesso!

    • Maurício Rivello says:

      Olá Marcio, Sim! Pondo o Relé em paralelo daquela forma, a lâmpada acenderá quando qualquer um dos dois (relé ou interruptor) for acionado. Abraços.

      • Elson says:

        Amigo, pelo que entendi liga e desliga por qualquer um dos dois… concordo… MASS.. se ligar pelo interruptor não desliga pelo arduino não é isso? A não ser que utilize os 5 pinos do rele.. usando o pino q vc utiliza como aberto pra fazer um sistema three way (acredito q vc saiba como funciona, caso não.. veja no google) o q acha da ideia? Estou correto?

        • Maurício Rivello says:

          Olá Elson! Fico feliz que tenha sido útil! Sim, no exemplo usei em paralelo. A lâmpada acende se o interruptor OU o relé estiver ativado. Você poderia por um outro relé em série que selecionasse a fonte entre o 1º relé (Arduino) ou o interruptor. Assim poderia selecionar pelo Arduino quem controla a lâmpada, se é o interruptor ou o próprio arduino. Dessa forma que você diz?
          Abraços,

          • Rodolfo says:

            Mauptcio seria possivel tu desenhares um esquema onde se consiga observar como ligar um rele,que consiga controlar uma lampada via arduino, mas tambem com a mao no interrptor?

            Ou seja ligo o rele pelo arduino….
            Desliga pelo interruptor.

            Ligo pelo interruptor, desligo pelo arduino.

            Obrigado

          • Murilo says:

            Olá, teria como você colocar um esquemático de como colocar o relé em série. Consegui colocar os dois em paralelo, mas não estou conseguindo colocar mais em em série. Obrigado!

          • Allan Hilario says:

            Maurício, estou com a mesma duvida do Rodolfo, não teria como você fazer o desenho no fritzing de como fazer essa ligação usando o interruptor e o Arduíno? Já pesquisei bastante na net e ainda não encontrei nenhuma forma de usar os dois em conjuntos.
            Desde de já o agradeço

          • Mesquita says:

            Oi Maurício, muito interessante seu site.
            Pelo que entendi o que o Elson quis dizer seria vc utilizar um interruptor com 3 vias para fazer o tree way. dessa forma se vc esquecesse o interruptor ligado poderia apagar pelo arduino e ainda assim se alguém entrasse no seu quarto ( já com a luz apagada )podera acendê-la novamente pelo interruptor.
            Isso faria com que o interruptor e o Arduino trabalhassem independente da posição um do outro. Além do interruptor de três vias deverá usar os pinos NA e NF do Relé.
            Concorda comigo?

  3. Leonardo says:

    Fala Maurício,

    Exatamente por que precisamos de um resistor nesse circuito ?

    Abs,

  4. Alan Azambuja says:

    Muito boa a aula. Vale também pela explicação da razão de ser do diodo em paralelo com a bobina do relé, clicando-se em “mais detalhes aqui”.
    Abrasssssssss,
    Alan

  5. Rubao says:

    Oi. Da pra usar rele de impulso, para que o rele não precise ficar energizado todo o tempo e tb para que quando a energia caia ele não retorne ao estado inicial?

    Parabens pelo trabalho.

    • Maurício Rivello says:

      Olá, dá sim, só teria que fazer algumas mudanças no esquema de ligação já que esses relés são acionados de forma diferente. Abraços,

  6. André says:

    Olá, parabéns pelo trabalho, continue assim!
    Tenho uma duvida, pq eu não posso ligar em 220 V?
    Mesmo com um rele de 5V para 220V
    Obrigado

    • Maurício Rivello says:

      Olá André, eu disse que se tiver só relé de 110V, p/ não ligá-lo em 220. Caso seja um como o do meu exemplo (de 110/220) pode ligar nos dois. Abraços.

  7. Danilo Sato says:

    Cara, muito bom!!!!
    Eu comprei os componentes nescessários, porém, comprei um relé de 12 volts e não um de 5 volts… Analisando o esquema, acho que é possível implementar 12 volts sem problemas né?

    • Maurício Rivello says:

      Perfeitamente, basta trocar a fonte de 5V por 12V. Inclusive os relés do meu vídeo de automação são todos 12V :)

      • Danilo Sato says:

        Entendi…. mas surgiu uma dúvida: Esses 5 volts que alimenta o relé, neste desenho, vem do Arduino. Como ficaria no caso de ser 12 volts? Valeew!!!!

        • Danilo Sato says:

          Acho que já entendi como fazer… basta apenas ligar os 12v no lugar dos 5v. Os grounds (0v) podem se interligar, independente da fonte de alimentação…

          • Maurício Rivello says:

            Exato. Usando os 12V de uma fonte independente da do Arduino basta juntar os Gnd. Você também pode alimentar o Arduino com uma fonte de 12V e puxar um fio do pino Vin, que este fornece a tensão da fonte usada ao invés dos 5V de trabalho do arduino.

  8. Danilo Sato says:

    Olá denovo!

    Eu fiz um teste usando apenas o circuito para ativar o transistor. É normal o transistor esquentar bastante?

    • Maurício Rivello says:

      Não faça isso!! rsrs O transistor está funcionando como uma chave, então quando você o ativa é como se estivesse ligando os 5V direto aos 0V provocando um curto. A corrente que passar nele poderá ser muito alta, esquentando e até queimando ele. Você precisa ter algo pra limitar a corrente antes do transistor. Para teste, substitua o transistor por um resistor de no mínimo 50 ohm e aí teoricamente não é para ele esquentar muito.
      Abraços :)

      • Danilo Sato says:

        Ah sim, entendo, iria torrar mesmo kkkk. Mas eu fiz da seguinte forma:
        5v—> Trimpot 2.2K —–> Base do transistor
        Coletor –> ponta vermelha do multimetro
        Emissor –> ponta preta do multimetro + 0v (GND)

        (Esse trimpot é de 10K e está em 2.2K que é a resistencia do R1 ali no esquema.. o transistor é um BC548)

        • Danilo Sato says:

          Acho que agora entendi o que fiz… eu realmente fechei um curto no C com o E… (#burro) Transistores são meio complicados… mas agora claramente entendi o que aconteceu…. rsrsrsrs

  9. Tadeu says:

    Maurício, excelente tutorial, parabéns.
    Sou iniciante no arduino e tentei uma montagem conforme seu tutorial, para acender uma lâmpada 220v, porém, não consegui fazê-la acender. Consegue me ajudar por favor ? Eis o que fiz:
    **Componentes**
    -Rele NRP07-C06D (6v/220v)
    -Transistor BC547
    -Diodo 1N4148
    -Resistor de 2.2k
    -4 pilhas AA (1,5v x 4 = 6v)

    Como não encontrei um rele de 5v, comprei o de 6v e alimentei-o com as 4 pilhas AA (pinos GND e Vin do arduino).
    Carreguei o código BLINK para o arduino e quando ligo o circuito, ouço o rele acionando e desligando, porém a lâmpada não acende. Acho que minha dúvida é bem básica, onde os fios do bocal da lâmpada devem ser ligados ? Ambos no rele ? Notei em alguns esquemas que além deste circuito, um dos fios deve ser ligado na tomada, porque ?
    Obrigado e Feliz Natal.
    Um abraço

    • Tadeu says:

      Maurício, tudo resolvido agora, hehehe. Dei uma olhada no seu outro post sobre como fez as tomadas com o rele e entendi o esquema. O rele é apenas uma chave interruptora para o circuito, a energia continua vindo da rede elétrica doméstica. Por um momento achei que o rele transformaria a tensão de 5v para 220v não necessitando mais da rede elétrica.
      Também notei que não precisava dos 6v das pilhas. Os 5v do Arduino resolvem.
      Bom, acho que vou estudar um pouco mais sobre corrente, voltagem, tensão e componentes eletrônicos já que minha praia é desenvolvimento de software. Alias, após conseguir controlar a lâmpada, logo me animei em controlá-la pelo iPhone e funcionou 100%. Fiz até um video onde fiz referência a seu site pelas ótimas informações.
      http://www.youtube.com/watch?v=RapiGOA37Kc
      Obrigado e um abraço.

      • Maurício Rivello says:

        Fico feliz que tenha funcionado! Ver as pessoas usando e ficando satisfeitas me dá mais ânimo para fazer o site crescer!
        O vídeo ficou ótimo! Grande abraço,

        • Tadeu says:

          Legal Maurício!
          Continue postando seus projetos que certamente terá público ávido por informações claras e objetivas.

          Ainda sobre controlar dispositivos de 110/220v, estou querendo agora fazer um dimmer com esta lâmpada. É realmente necessário o tal do TRIAC ? Ontem fiz um projetinho pra controlar a velocidade de um motor DC de 5V e pensei se nao daria pra aplicar algo semelhante ao circuito da lâmpada.
          Segue o video do motor DC

          http://www.youtube.com/watch?v=m1V5eU_oNE4

          Grande abraço!

          • Maurício Rivello says:

            Olá Tadeu, não poderia aplicar a uma lâmpada por estar utilizar corrente alternada. Seria realmente necessário um circuito com TRIAC. Seria algo bem mais complicado pois precisaria de um potenciômetro digital para ser controlado pelo Arduino. Acredito que a solução mais simples seria comprar um dimmer digital. Abraços,

  10. Davi Garcia says:

    Opa, muito bom o artigo. Minha dúvida é como calcular o resitor adequado que limita a corrente na base do transistor e o motivo de termos um diodo em paralelo com o relé. Abraços.

    • Maurício Rivello says:

      Olá Davi, o diodo em paralelo é para evitar sobretensão no transistor quando este para de conduzir. Isto é por conta do efeito indutivo da bobina do relé. Quando o transistor corta a bobina continua a conduzir por causa da inércia de corrente existente em todo indutor (bobina). Essa carga (da corrente) se acumularia no coletor do transistor já que este parou de conduzir e geraria uma tensão alta que poderia queimá-lo. O diodo em paralelo conduzirá sempre que a tensão na bobina do lado do transistor for maior que a tensão do lado da fonte e evitará acúmulo de carga (e aumento da tensão) no coletor do transistor.
      Sobre o cálculo do transistor, eu explicarei melhor nas próximas vídeo-aulas que estou preparando onde abordarei o tema transistor.
      Abraços,

  11. Maurício, eu li em outro comentário que você usou apenas um arduino para ativar todos os dispositivos, poderia disponibilizar como ficou o esquema elétrico? A minha dúvida é como ligar todos ao mesmo tempo no mesmo arduino

    • Maurício Rivello says:

      Olá Marcelo. Não entendi exatamente, é só replicar o circuito para quantos relés você quiser controlar e ligar nos pinos que quiser. A fonte de 5V e o Gnd pode ser comum a todos eles. Abraços,

  12. Mesmo lendo a explicação no artigo, não entendi por que se faz necessário utilizar um transistor.

    No texto é dito que o dispositivo (neste caso, o Arduino) pode não aguentar a corrente necessária para acionar o rele. Até aí tudo bem, mas como o transistor impede que isto ocorra?

  13. naicon pacheco says:

    boa noite! uma coisa q não consegui entender como vc acende acina os circitus manualmente? prq eu estou ralando a cuca para fazer um three way com um rele n/a n/f pode me ajudar???

  14. Rodrigo says:

    Olá,muito bom o tutorial!
    mas so uma duvida,poderia substituir o rele por um de 12v e o IN4148 pelo IN4007?

  15. naicon pacheco, estou com o mesmo problema, estou pensando em usar o interruptor diretamente no Arduino, como input, ai eu compraria tomadas tipo pushbotton (Se existir), seria interessante pois assim obteria o status do interruptor, mas não sei se é a melhor solução, pois se o arduino der algum problema ficaria no escuro lol.

  16. Jean says:

    Muito bacana, eu fiz o projeto e postei no youtube e claro citei o seu site como fonte: http://www.youtube.com/watch?v=0GWOFeEQjS8
    Obrigado por compartilhar conhecimento.
    Parabéns e abraços.

  17. RenanSP says:

    Excelente !

  18. Ericson says:

    Boa noite meu amigo!
    Maurício, acabei de realizar seu tutorial.
    Fiz tudo certinho, mas não funcionou… :(
    Ouço relé estalar mais os equipamentos ligados na extensão não ligam.
    Têm idéia do que possa ser?

  19. JUNIOR says:

    Olá Maurício. O amigo acima Danilo Sato postou uma dúvida quanto à ligação do relê 12V.

    Você teria como postar um esquema de como ligar este relê com a fonte?

    Parabéns pelo Tutorial.

    Obrigado.

  20. seufagner says:

    não consigo encontrar o Resistor de 2.2k.

    Você pode me explicar como se categorizam eles?

  21. Alexandre Ferreira says:

    Amigos, muito bom o tutoria, porem nao tenho arduino ainda, porem tenho camera Ip com saidas DI DO… que enviam pulsos de 5v, inclusive posso comandar pelo smatfone.. sera que serve tambem?

  22. Ricardo says:

    para quem estiver embarrando.. como eu estava :D

    http://www.centelhas.com.br/biblioteca/transistores_como_chaves.pdf

    Muito Útil

  23. LUCAS FERNANDES says:

    Maurício, não sei se é uma pergunta idiota, porém é que sou meio leigo quando o assunto é eletronica, no caso ali para que eu possa colocar vários dispositivos eu posso simplesmente coloca-los no mesmo local que está saindo os fios azuis (Imagem)?

    Grato e muito legal seu projeto.

  24. Navar says:

    Se estiver usando o arduino com clock interno e fonte de alimentacao de 3.3v ainda posso ativar o rele pelo pino do arduino? Abracos

  25. Murilo Pena says:

    Bom dia, Maurício Rivello.
    Em execução do seu projeto encontrei dificuldade de fazer a lâmpada acender e apagar via browser utilizando o Google Crome. Testei com o IE e funcionou corretamente.
    Pelo Crome, no momento que você digita a URL (IP) ele já acende automaticamente a lâmpada e quando clica para desativar (off) o mesmo “tripida” o relé mas não desliga.
    Em pesquisa, descobri que o crome tem uma função de pré processamento, mas mesmo eliminando os caches e históricos o mesmo continua não atuando corretamente.
    Você poderia me ajudar com essa questão?

  26. Felipe says:

    Oi Maurício
    Show de bola… Vou inicar projeto. Residencial. Existe uma forma de ligar as lâmpadas manualmente caso arduino esteja desligado?

  27. Guilherme says:

    Bom dia, ótimo site!!! Após fazer a leitura, estou pensando em automatizar algumas coisas em casa. Você conhece o site DX.COM? Lá existem vários sensores e módulos com relê prontos e baratos. Abraço.

  28. Marcos says:

    Opa, tudo bem? Cara, eu fiz o esquema só que para um rele de 12v, porém ele só funciona quando eu ligo os GND, seja da bateria de 12v que alimenta o rele, seja o do Arduino na mesma trilha. Uma dúvida, posso na mesma trilha da protoboard, ligar todos os grounds? Pois se ligo separado, eles não funcionam. Abraços.

    PS: Tem algum problema vários grounds de fontes diferentes, na mesma trilha?

  29. Junior says:

    Maurício, excelente tutorial. Por exemplo..como faço para partir um motor de 380V trifásico? Posso usar esse circuito? É um motor de até 10A e 5KW.

  30. Junior says:

    Boa tarde,

    Você acha que este circuito consegue partir um motor trifásico de 380V, 10A, 5KW? Tem alguma idéia de como posso fazer este circuito?

  31. Luiz Renato says:

    Primeiramente parabéns pelo trabalho,
    Comprei um módulo relé para arduino e estou tentando automatizar um aquário, bombas, aquecedor e outro funcionam normalmente no relé, porém a luminária de led que é acionada por um driver não funciona. A luminária acende, porém o arduino fica louco, imprime coisas estranhas no lcd ou via com3, desregula o RTC, assim que a luminária é desligada tudo volta ao normal.

  32. ary says:

    olá tudo bem estou com dificudade para baixar o progama correto para mim fazer acender a lús pelo fone .
    pode me ajudar.

  33. Douglas Ribas says:

    Boa tarde, não entendi algo no seu scheema.
    No visual onde aparece a foto do Arduino, a saída do diodo esta ligado a entrada da bobina(está em série) ja no desenho preto e branco o diodo está em paralelo.

    No Desenho colorido vem a ordem
    5 volts > Diodo > entrada da bobina.

    No desenho Preto e Branco
    5 Volts > Diodo e entrada da Bobina.

    Os dois circuitos me protegem contra a Self Indutância do Relê ao desliga-lo?
    abraço

  34. FÁBIO JÚNIOR AGUIAR DOS SANTOS says:

    Pessoal, Boa noite!
    Preciso de ajuda, podem me ajudar!

    Estou precisando de um programa em assembler para um sistema de controle de acesso utilizando teclado matricial e microcontrolador, que funcione da seguinte maneira:

    CRIAR UMA SENHA
    . Tenha um botão que quando pressionado acenda led azul e entre no modo onde eu possa criar uma senha. Esta senha é comparada à senha predefinida(no caso de ser a 1a senha), ou com a senha anterior, caso já tenha sido criada uma nova. Após isso pressiono outro botão que funcione como um “enter”, aí digito uma nova senha e “enter” de novo. (caso a senha não confira, acende o led vermelho por 2 segundos).

    USO DA SENHA NO CONTROLE DE ACESSO:
    . Se digitar senha incorreta, acende led vermelho por 2 segundos
    . digitar a senha correta, acende led verde e liga motor por 5 segundos

  35. fabio says:

    poderia me mandar um tutorial explicando melhor sobre automoçao residencial,por favor … grato.

  36. Marcio says:

    Parabens pelo site. Gostaria de controlar uma casa com 10 cômodos, a idéia era usar uma única linha serial para controlar os diversos cômodos. Minha duvida seria qual seria o dimensionamento do cabo e a tensão a ser utilizada. Teria como ajudar?

  37. figueira says:

    Amigo tenho um problema, como? com um impulso magnético armar e ficar armado um rele e e desarmar com um novo impulso. obrigado

  38. Fábio Dos Anjos says:

    da base vem do pino do pic.. os 5v do diodo poderia ir tbm do pic? tira essa dúvida ae parceiro.

  39. lucas says:

    gostei do projeto comando residencial,e so p/ engenheiro?abraço

  40. Adamir says:

    O Transistor utilizado é NPN ou PNP ???

  41. Carlos Couto says:

    Qual a função do DIODO antes do relé?

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