Un relé de estado sólido, o SSR (solid state relay), enciende y apaga una carga de 220 V sin piezas móviles. En vez de un contacto que se cierra con un electroimán, usa un semiconductor que conduce cuando le llega una señal de control. Conmuta en silencio, sin chispa y sin desgaste. A cambio, se calienta, deja pasar una pequeña corriente cuando está apagado y, si es de alterna, no sirve para cargas de corriente continua.
Cómo funciona un relé de estado sólido
Un SSR tiene dos lados separados. La entrada recibe una señal de control de pocos volts, por ejemplo los 5 V de un pin de Arduino, y enciende un LED interno. Un fotodetector recibe esa luz y activa la salida, que en los SSR de alterna es un triac. Como el único vínculo entre los dos lados es la luz, el circuito de control queda aislado de la red eléctrica, igual que en un relé común. Los módulos para Arduino suelen usar el Omron G3MB-202P: se controla con 5 V y conmuta cargas de 100 a 240 VAC entre 0,1 y 2 A. En 220 V, 2 A son unos 440 W por canal a 25 °C: alcanza para una ampolleta, una bomba pequeña o un ventilador, pero no para un calefactor de 1.500 W.
Diferencias entre un SSR y un relé electromecánico
El relé electromecánico mueve un contacto metálico. Cada conmutación genera un pequeño arco que desgasta ese contacto, el contacto rebota al cerrarse y se oye el clic. Omron calcula su vida útil entre 100.000 y 100 millones de operaciones, según la carga. El SSR no tiene contactos que se gasten, conmuta en silencio y sin rebote, y aguanta encender y apagar muchas veces por minuto. El relé común, por su parte, casi no se calienta, corta del todo al abrirse y sirve igual para alterna y para continua. Para una bomba que parte dos veces al día, un relé común basta. Para una resistencia calefactora que un controlador de temperatura enciende y apaga cada pocos segundos, el SSR dura mucho más, siempre que su potencia quepa en el SSR. Si la carga es de continua o necesitas cortar del todo, usa un módulo relé de 5 V.
Por qué un SSR de alterna no sirve en corriente continua
El triac de salida, una vez encendido, sigue conduciendo hasta que la corriente de la carga baja a cero, aunque ya no tenga señal de control. En corriente alterna eso pasa 100 veces por segundo, porque la red de Chile es de 50 Hz y la corriente cruza el cero dos veces por ciclo. En corriente continua nunca cruza el cero: el SSR enciende la carga y no la vuelve a apagar. Para cargas de continua, como una tira LED de 12 V o un motor DC, usa un SSR de salida DC, que lleva un MOSFET o un transistor en vez de triac, o un relé electromecánico.
Cruce por cero: por qué el SSR no sirve como dimmer
Muchos SSR, entre ellos el G3MB-202P, tienen función de cruce por cero. Aunque la señal de control llegue a mitad de un ciclo, el SSR espera a que la tensión pase por cero para encender. Eso reduce el pico de corriente y la interferencia eléctrica al conmutar. Por lo mismo, no puedes usarlo para bajar la intensidad de una ampolleta cortando cada medio ciclo, que es como funciona un dimmer. Sí puedes hacer control por ciclos: dejar pasar algunos ciclos completos y bloquear otros. Así regulas la potencia de cargas lentas, como una resistencia calefactora. Para un dimmer de verdad necesitas un SSR sin cruce por cero, de encendido aleatorio, y un circuito que detecte el cero de la red para sincronizar el disparo.
Calor y disipador
El semiconductor de salida tiene una caída de tensión cuando conduce: en el G3MB-202P es de hasta 1,6 V. Esa caída se convierte en calor según P = caída × corriente. A 2 A, unos 440 W de carga en 220 V, son 3,2 W de calor en un componente del tamaño de una uña. Por eso el G3MB entrega sus 2 A a 25 °C y menos a medida que sube la temperatura ambiente. Omron también indica que, si montas más de tres SSR juntos y la ventilación es mala, la corriente de carga baje a la mitad. Eso aplica a los módulos de 4 y 8 canales dentro de una caja cerrada. En SSR de panel, más grandes, la guía técnica de Omron pide disipador sobre unos 5 A. A 8 A, por ejemplo, son 12,8 W.
Corriente de fuga: la ampolleta que no se apaga del todo
Un SSR apagado no corta del todo. Para proteger el triac trae un circuito snubber (una resistencia y un condensador en paralelo con la salida), y por ahí pasa una corriente de fuga: en el G3MB-202P es de hasta 1,5 mA a 200 VAC. Para un calefactor o un motor esa corriente no importa. Una ampolleta LED o un contactor pequeño, en cambio, pueden quedar encendidos tenues o sin soltar. La solución de Omron es poner una resistencia en paralelo con la carga (5 a 10 kΩ y 15 W en 220 V) para que la fuga se vaya por ahí. Si no quieres lidiar con eso, usa un relé electromecánico para esa carga. El G3MB-202P también pide una carga mínima de 0,1 A, unos 22 W en 220 V. Con una ampolleta LED de 5 a 9 W queda bajo ese mínimo y puede parpadear o no encender bien.
Cómo conectar un módulo SSR a Arduino
Del lado de control, el módulo tiene tres pines: DC+ a 5 V, DC− a GND y CH1 (o IN1) a un pin digital de Arduino. Las fichas de nuestros módulos SSR de 1, 2, 4 y 8 canales indican que se activan en LOW: la carga se enciende con 0 a 1,5 V en la entrada y se apaga con 2,5 a 5 V. Hay módulos que funcionan al revés, así que revisa la ficha del tuyo. Respeta DC+ y DC−: la entrada del G3MB no tiene protección contra polaridad invertida. Del lado de la carga, el SSR va en serie con la fase: la fase entra al borne de salida, sale hacia la carga y el neutro va directo a la carga. Trabaja siempre con la red desconectada, usa cable y bornes para 220 V, y protege el circuito con un fusible o un automático. El G3MB-202P no trae varistor, así que con motores, bombas o solenoides Omron recomienda agregar uno en paralelo con la salida para absorber los picos de tensión.
Código para controlar un SSR con Arduino
Este sketch enciende la carga dos segundos y la apaga otros dos. Como el módulo se activa en LOW, el pin se deja en HIGH antes de configurarlo como salida: así evitas el pulso de encendido que daría pinMode() al configurar el pin. Ese orden funciona en placas AVR, como Uno y Nano. Si tu módulo se activa en HIGH, invierte los dos valores.
const int SSR_PIN = 7; // CH1 del módulo
void setup() {
digitalWrite(SSR_PIN, HIGH); // apagado antes de configurar el pin
pinMode(SSR_PIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(SSR_PIN, LOW); // enciende la carga
delay(2000);
digitalWrite(SSR_PIN, HIGH); // apaga la carga
delay(2000);
}Qué módulo SSR elegir
Cuenta las cargas que quieres controlar por separado: una por canal. Para una sola carga, el SSR de 1 canal; para dos, el de 2 canales; para controlar varias desde un mismo Arduino, los de 4 u 8 canales. En todos, cada canal aguanta hasta 2 A a 25 °C. En los de 4 y 8 canales dentro de una caja cerrada, calcula la mitad por canal, porque los SSR se calientan entre ellos. Si una carga pasa de 2 A, es de continua o necesitas que corte del todo, usa un módulo relé electromecánico. La cubierta transparente protege los bornes de 220 V de un contacto accidental.
Errores comunes con relés de estado sólido
La carga no se apaga nunca: es de corriente continua y el SSR es de alterna, o el triac falló en corto. Según Omron, el 80 % de las fallas del triac de salida son cortocircuitos, así que en un calefactor u otra carga que no puede quedar encendida conviene un termostato de seguridad o un contactor que corte aparte. La ampolleta LED queda encendida tenue: es la corriente de fuga. El SSR se calienta y se apaga solo o se quema: pasaste la corriente que aguanta a esa temperatura; reparte la carga o usa un SSR más grande con disipador. La carga se enciende un instante al reiniciar el Arduino: con un módulo que se activa en LOW, declarar el pin como salida lo deja en LOW; escribe HIGH antes de pinMode(), como en el código de arriba.
Preguntas frecuentes sobre relés de estado sólido
¿Puedo controlar un SSR con un ESP32 de 3,3 V? Con nuestros módulos, de 0 a 1,5 V enciende y de 2,5 a 5 V apaga, así que los 0 y 3,3 V de un ESP32 deberían bastar. Con un módulo de otra marca, compara esos voltajes en su ficha y, si no calzan, usa un transistor. ¿Sirve para un motor? Solo para motores muy pequeños, como un ventilador o una bomba de pocos watts, con un varistor en la salida. Al partir, un motor pide varias veces su corriente nominal, así que desde 1/4 HP conviene un contactor. ¿Puedo usar un SSR para la iluminación de la casa? Con ampolletas LED de poca potencia no conviene: quedan bajo la carga mínima y pueden brillar tenues por la fuga. ¿SSR o relé común para un proyecto con Arduino? Si conmutas pocas veces al día y quieres cortar del todo, el relé común. Si conmutas seguido o necesitas silencio, el SSR.