Motor 220v com ESP32 e Contator WEG

Já que sempre trabalho nos meus vídeos com motores pequenos, hoje resolvi fazer algo diferente. Vamos mexer com um “motorzão”: 220 volts AC 6a! Esse motor que uso no vídeo eu tirei de uma banheira de hidromassagem. Para ativar esse motor de potência, vamos precisar de um contator e um ESP32 LoRa. Neste caso, utilizamos um contator WEG porque gosto demais desta marca. Portanto, vou te apresentar o que é um contator, bem como suas características relevantes, além de efetuar o acionamento de um contator para ativação e desativação de um motor AC.

Demonstração

Recursos usados

• Um ESP WiFi LoRa 32
• Um contator WEG CWM25
• Um motor  monofásico 1/2CV (ou outra carga compatível)
• Um módulo de relé duplo.
• Um cabo USB para o ESP
• Fios para conexão

CUIDADO! AO MANIPULAR QUALQUER CIRCUITO FIQUE ATENTO COM SUA SEGURANÇA E COM A SEGURANÇA DE TERCEIROS.

O que é um contator...

• Um contator é um dispositivo de chaveamento , muito semelhante em seu funcionamento, a um relé.
• São aplicados principalmente em chaveamentos de cargas de elevadas potências.
• Podem ser usados em circuitos AC ou DC. Permitem aplicações de controle trifásicas.
• Permitem o controle da comutação a distância, assim como os relés, e o isolamento do circuito de controle do circuito controlado (de potência).

Funcionamento

Para exemplificar o funcionamento de um contator, vamos mostrar as partes interna de um que temos aqui disponível.

O CMW25 da WEG

Internamente, o contator possui um núcleo de material ferromagnético, dividido em duas partes, a porção inferior, fixa na carcaça e a porção superior, fixa nos contatos móveis.

Os contatos fixos estão presos na carcaça.

As duas porções são mantidas separadas por um mola espaçadora.

Uma bobina, fixada na carcaça e envolvendo a porção inferior do núcleo, é responsável pela movimentação da porção superior do núcleo ao produzir um campo magnético quando percorrida por uma corrente.

Ao atrair a porção superior do núcleo, os contatos móveis são também movidos em relação a contatos fixos,  abrindo ou fechando os contatos

Contator desmontado

Esquema Elétrico

Código-fonte: #Includes e #Defines e variáveis globais

//Bibliotecas para utilização do display oLED
#include <Wire.h>  // Necessário apenas para o Arduino 1.6.5 e posterior
#include "SSD1306.h" // o mesmo que #include "SSD1306Wire.h"

//Os pinos do OLED estão conectados ao ESP32 pelos seguintes GPIO's:
//OLED_SDA -- GPIO4
//OLED_SCL -- GPIO15
//OLED_RST -- GPIO16

#define SDA    4
#define SCL   15
#define RST   16 //RST deve ser ajustado por software

SSD1306  display(0x3c, SDA, SCL, RST); //Instanciando e ajustando os pinos do objeto "display"
boolean ESTADO = false;

Código-fonte: Setup()

void setup() {

  pinMode(23, OUTPUT);

  // Inicia o display
  display.init();
  //Vira a tela verticalmente
  display.flipScreenVertically();
  display.clear();
  //ajusta o alinhamento para a esquerda
  display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_LEFT);
  //ajusta a fonte para Arial 16
  display.setFont(ArialMT_Plain_16);
}

Código-fonte: #Loop 

void loop() {
  //Limpa o buffer do display
  display.clear();

  //de acordo com o valor da variável ESTADO
  //escreve "LIGADO"ou "DESLIGADO" no buffer
  if (ESTADO) {
    display.drawString(0, 0, "DESLIGADO");
  }
  else {
    display.drawString(0, 0, "LIGADO");
  }
  //mostra no display o ESTADO
  display.display();
  //ajusta o pino 23 de acordo com o valor de ESTADO
  digitalWrite(23, ESTADO);
  //Aguarda o 3s antes da inversão
  delay(3000);
  //inverte o estado da variável ESTADO
  ESTADO = !ESTADO;
}

Classificação

Um parâmetro importante na escolha de um contator é sua classificação.

Esta segue a norma da Comissão Eletrotécnica Internacional (International Eletrotechnical Comiss) ou simplesmente IEC.

A norma que define a classificação dos contatores é a IEC 60497-4.

A classificação baseia-se no tipo de carga a ser controlada e em quais condições o chaveamento pode/deve ser realizado, incluindo a frenagem, inversão de sentido.

https://www.iec.ch/

Classificação AC – Resumo

AC-1 : Cargas com fator de potência maior ou igual a 0,95. Basicamente cargas resistivas.

AC-2 : Partida, frenagem, partida por impulsos de motores de anéis coletores. Correntes de partida destes sistemas são  aproximadamente 2,5 vezes a corrente nominal.

AC-3 : Utilizado no acionamento de motores de gaiola. Correntes de partida de 5 a 7 vezes a corrente nominal e tensão de até 20% da tensão da rede surgindo nos terminais ao desligar o motor ainda em regime.

                (Motores de gaiola nas aplicações mais comuns.)

AC-4 : Utilizado no acionamento de motores de gaiola ou anéis. Correntes de partida de 5 a 7 vezes a corrente nominal. Ao interromper a corrente, a tensão pode atingir a tensão da rede.

                (motores de pontes-rolantes, tornos . . .)

AC-5a : Lâmpadas de descarga elétrica

AC-5b : Lâmpadas incandescentes

AC-6a : Transformadores

AC-6b : Banco de capacitores

AC-7a : Cargas pouco indutivas em aparelhos domésticos

AC-7b : Motores para aplicações domésticas

AC-8a e b: Compressores herméticos com rearme manual e automático respectivamente

Classificação DC – Resumo

DC-1 : Todos os circuitos de corrente contínua com constante de tempo L/R menor ou igual a 1ms. (Circuitos mais resistivos e menos indutivos)

DC-3 : Partida, frenagem e acionamento por impulsos de motores shunt, com constante de tempo (L/R) menor ou igual a 2ms. A corrente de acionamento 2,5 vezes a tensão nominal do motor. Na abertura deve suportar uma corrente igual a do acionamento e uma tensão igual a da rede.

DC-5 : Partida, frenagem e acionamento por impulsos de motores-série, com constante de tempo (L/R) menor ou igual 7,5ms.

DC-6 : Lâmpadas incandescentes e LED.

Escolha do contator

Ao escolher um contator para uma determinada função, é importante levar em consideração:

Sua classificação

Sua tensão e sua corrente de operação, bem como seus limites.

A tensão de acionamento do contator (24V, 127V, 220V etc)

A quantidade de chaves disponíveis.

O estado normal das chaves (normal aberto ou normal fechado)

SEMPRE CONSULTE O MANUAL TÉCNICO DO EQUIPAMENTO E AS NORMAS RELACIONADAS PARA REALIZAR AS OPERAÇÕES COM SEGURANÇA

Outros acessórios

Este circuito serve somente como um exemplo de aplicação. Para maior segurança e estabilidade do circuito alguns acessórios podem ser relevantes. Dois que podem ser muito úteis são:

Supressores de surto: para impedir que os surtos criados pelo chaveamento da bobina de acionamento do contator se propague pela linha de transmissão de energia.

Relé-térmico: Detecta a sobrecarga do motor ou a falta de uma fase. Funciona usando um par bimetálico que se aquece com o aumento da corrente. Se a corrente estiver acima do valor o circuito será interrompido e um rearme será necessário.

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