Un relé d'automòbil SPDT funciona com un interruptor electrònic. Utilitza un petit senyal elèctric per controlar un circuit potent. Aquest dispositiu dirigeix el corrent a una de les dues possibles sortides.
[Imatge: un relé d'automòbil estàndard de 5 pins amb els pins 30, 87, 87a, 85 i 86 clarament etiquetats.]
Aquest dispositiu permet que un interruptor de baixa-potència, com un botó del tauler de control, controli de manera segura els equips d'alta-potència. Penseu en ventiladors o fars de refrigeració potents. El relé no només s'encén o apaga les coses. Commuta l'alimentació entre dos circuits separats des d'una sola entrada. Això fa que el relé Single Pole Double Throw (SPDT) sigui una de les peces més útils en els projectes de cablejat de cotxes personalitzats.
Anatomia d'un relé SPDT
Heu d'entendre què passa dins d'un relé SPDT per utilitzar-lo de manera eficaç. No és una caixa misteriosa. En realitat, és un dispositiu senzill i dur.
[Imatge: un diagrama anotat que mostra els components interns d'un relé SPDT: la bobina de l'electroimant, l'induït (pol), el contacte normalment tancat i el contacte normalment obert.]
Dins de la caixa de plàstic hi ha dos circuits relacionats. El primer gestiona un corrent baix per al control. El segon gestiona un corrent elevat per a la càrrega real. Quan el circuit de control alimenta un electroimant, mou físicament un interruptor anomenat "pol". Això redirigeix el flux de corrent alt-.
Vegem què fa cadascun dels cinc pins.
El circuit de control
Aquest és el "cervell" del relleu. Només necessita una petita quantitat de corrent (generalment menys de 200 mA) per funcionar.
El pin 85 connecta la bobina a terra. Aquest pin s'ha de connectar a una terra sòlida del xassís perquè l'electroimant intern funcioni correctament.
El pin 86 rep l'alimentació o el senyal d'activació. Aquest pin rep un senyal de 12 V+ del vostre interruptor de control. Pot ser un interruptor, un sensor o l'ordinador del vostre vehicle. Quan 12 V arriba al pin 86 mentre el pin 85 està connectat a terra, l'electroimant s'encén.
El circuit de càrrega
Aquest és el "múscul" del relleu. Està construït per manejar corrents elevats que destruirien un petit interruptor.
El pin 30 és la connexió comuna. Aquest rep energia de la font de corrent alta-. S'ha de connectar directament a la bateria mitjançant un fusible de mida adequada. Aquest és el "Pol únic" al nom SPDT.
El pin 87a és el contacte normalment tancat (NC). Quan el relé està en repòs (no alimentat), el pin 30 es connecta internament al pin 87a. L'energia flueix de 30 a 87a per defecte. Penseu en "a" com a "en repòs".
El pin 87 és el contacte normalment obert (NO). Aquest pin no té connexió amb el pin 30 quan el relé està en repòs. Només quan la bobina s'engega (s'activen els pins 85 i 86) l'interruptor intern gira. A continuació, el pin 30 es connecta al pin 87.
Els números de pins 30, 85, 86, 87 i 87a no són aleatoris. Segueixen la norma alemanya DIN 72552. Aquesta especificació s'utilitza a tot el món a la indústria de l'automòbil. Això significa que podeu substituir un relé d'un fabricant per un d'un altre sense tornar a aprendre el cablejat.
Aquí teniu una referència ràpida per a les funcions del pin i els seus estats.
|
Número de pin |
Nom estàndard |
Funció |
Indica quan el relé està OFF |
Indica quan el relé està activat |
|
30 |
Comú |
Alta{0}}entrada actual |
Connectat a 87a |
Connectat al 87 |
|
87 |
Normalment obert |
Sortida 1{0}}alta corrent |
Sense connexió |
Connectat a 30 |
|
87a |
Normalment tancat |
Sortida-de corrent alta 2 |
Connectat a 30 |
Sense connexió |
|
85 |
Terra de la bobina |
Terra del circuit de control |
N/A |
N/A |
|
86 |
Bobina disparador |
Potència del circuit de control |
N/A |
N/A |
Cablejat i aplicacions SPDT
Entendre els pins és només una teoria. Utilitzant aquest coneixement en circuits reals és on el relé SPDT mostra el seu valor. Explorarem dos dels seus usos més potents.
Aplicació 1: inversió de polaritat
Un repte comú és controlar un motor de corrent continu perquè es mogui en dues direccions. Penseu en un motor de finestres elèctrics o en un actuador lineal. Una configuració de relé SPDT és la solució clàssica. Això requereix dos relés SPDT i un interruptor de control.
[Imatge: un diagrama de cablejat clar que mostra dos relés SPDT connectats a un motor de corrent continu. Un interruptor DPDT controla els disparadors dels dos relés.]
L'objectiu és invertir la polaritat de la tensió enviada al motor. En un estat, el cable positiu del motor obté 12 V+ i el cable negatiu es posa a terra. Per invertir la direcció, el cable positiu ha de posar-se a terra i el cable negatiu ha de tenir 12 V+.
Aquí teniu la lògica del cablejat:
Connecteu els dos cables del motor als terminals del Pin 30 de cada relé.
Connecteu els dos terminals del pin 87 a una font de 12 V+ de corrent alta-fusible.
Connecteu els dos terminals del Pin 87a a una terra sòlida del xassís.
L'interruptor de control (idealment un interruptor DPDT momentània (ON)-OFF{-(ON)) controlarà els disparadors de la bobina del relé. Un costat de l'interruptor activarà el pin 86 del relé 1. L'altre costat activarà el pin 86 del relé 2. Els dos pins 85 es connecten a terra.
Quan el sistema està en repòs (interruptor a la posició central OFF), cap de les bobines del relé té energia. Els dos cables del motor (al pin 30 de cada relé) es connecten a terra a través dels seus terminals del Pin 87a. Això pot actuar com un fre dinàmic per al motor.
Quan premeu l'interruptor a la posició 1, el relé 1 s'encén. El seu Pin 30 canvia de terra (87a) a 12V+ (87). Mentrestant, el relé 2 es manté en repòs, de manera que el seu Pin 30 es manté connectat a terra. El motor ara veu 12V+ en un cable i terra a l'altre. Això fa que córrer en una direcció.
Quan premeu l'interruptor a la posició oposada, el relé 2 s'encén i el relé 1 descansa. La polaritat del motor s'inverteix. Això fa que vagi en sentit contrari.
Quan treballeu en un circuit de motor, utilitzeu sempre un cable prou gruixut per al corrent de parada del motor, no només per al corrent de funcionament. Hem vist que cables de mida inferior es fonen a l'instant quan s'encalla una finestra elèctrica. Això fa que el motor s'atura i tregui el màxim de corrent.
Aplicació 2: control del ventilador de doble velocitat-
Molts ventiladors elèctrics poden funcionar a dues velocitats. L'alta velocitat proporciona la màxima refrigeració sota càrrega pesada. La velocitat més baixa és suficient per a la refrigeració general i és molt més silenciosa. Un relé SPDT és perfecte per gestionar-ho.
[Imatge: un diagrama de cablejat que mostra un únic relé SPDT, un ventilador elèctric, una resistència de llast i dues fonts d'activació separades.]
Aquesta configuració utilitza la funció de canvi del relé per enviar tota la potència al ventilador o enviar potència a través d'una gran resistència de llast per reduir la seva velocitat.
Aquí teniu la lògica del cablejat:
Connecteu el cable positiu del ventilador al pin 30 del relé.
Connecteu una font de corrent alta-con fusibles de 12 V+ al pin 87.
Connecteu la mateixa font de 12 V+ a un costat d'una resistència de balast. Connecteu l'altre costat de la resistència al pin 87a.
Es pot connectar un activador de baixa-temperatura (com un interruptor tèrmic de 195 graus F) a la font d'alimentació del ventilador sense implicar el relé. Expliquem el cas d'ús comú per a més claredat.
L'activador de baixa -velocitat (com un sensor de refrigerant que es tanca a 195 graus F) no activa el relé. En aquest estat, l'energia flueix des de la font, a través de la resistència de llast i al pin 87a. Com que el relé està en repòs, el pin 87a es connecta al pin 30, que alimenta el ventilador. El ventilador funciona a baixa velocitat.
El disparador d'alta -velocitat (com un sensor que es tanca a 210 graus F o l'embragatge de l'aire condicionat) envia un senyal de 12 V+ al pin 86 del relé. El pin 85 es connecta a terra.
Això alimenta la bobina del relé. L'interruptor intern desconnecta immediatament el pin 30 del pin 87a i el connecta al pin 87.
Ara, el ventilador del Pin 30 rep la bateria completa directament del Pin 87, sense passar per la resistència. El ventilador passa a l'instant al funcionament d'alta-velocitat. Quan la condició de temperatura alta-desapareix, s'elimina el disparador del pin 86. El relé s'apaga i torna al circuit de baixa velocitat-normalment tancat.
Guia d'instal·lació per al tècnic
Conèixer els diagrames és una cosa. Construir un circuit que sigui segur, fiable i fàcil de solucionar problemes és un altre. Això ve de l'experiència del garatge.
Bones pràctiques d'instal·lació
Una instal·lació de qualitat-professional es defineix per la seva durabilitat i facilitat de servei.
Primer, trieu el relé adequat. La majoria dels relés SPDT d'automoció tenen una classificació de 30/40A. Això significa que poden gestionar 40A al circuit normalment obert (Pin 87) i 30A al circuit normalment tancat (Pin 87a). Combineu sempre aquesta classificació amb el consum de corrent esperat de la vostra càrrega, amb un marge de seguretat. Per als components exposats a la intempèrie, utilitzeu un relé segellat i resistent a la intempèrie.
Utilitzeu sempre una presa de relé o un arnès. Tot i que podeu utilitzar connectors de pala individuals als pins del relé, un endoll dedicat permet una instal·lació molt més neta. També facilita la substitució d'un relé defectuós.
La fusió no és opcional. És fonamental per a la seguretat. L'alimentació principal del circuit de càrrega (el cable al pin 30) ha de tenir un fusible. Aquest fusible s'ha de classificar correctament per al calibre del cable i la càrrega. S'ha de col·locar el més a prop possible de la font d'alimentació (com la bateria). Això protegeix tot el cablejat dels curts.
El calibre del cable és molt important. L'ús de cables massa prims per al corrent que transporta crea un perill d'incendi. El cable s'escalfarà, la seva resistència augmentarà, la tensió baixarà i l'aïllament es pot fondre. Comproveu un gràfic de calibre de cable de 12 V. Tingueu en compte tant l'amperatge del vostre dispositiu com la longitud total del cablejat.
Finalment, feu connexions sòlides. Per a la majoria d'entorns d'automòbil, els connectors de crimpat no-aïllats i d'alta-qualitat coberts amb tubs termoretràctils recoberts d'adhesiu-funcionen millor. Ofereixen la millor combinació de resistència mecànica i segellat ambiental. Tot i que la soldadura crea una bona unió elèctrica, pot crear un punt rígid que sigui propens a trencar-se per vibracions tret que estigui ben recolzat.
Resolució de problemes comuns
Fins i tot amb un pla perfecte, les coses poden anar malament. Un enfocament sistemàtic de la resolució de problemes us estalviarà hores de frustració.
|
Símptoma |
Causes possibles |
Com provar / solució |
|
El relé no fa "clic" quan l'interruptor està activat |
1. Terreny dolent al pin 85. |
1. Utilitzeu un multímetre en el seu paràmetre de continuïtat per provar la connexió del pin 85 a una terra del xassís que es coneix com a bona. |
|
El relé "fa clic" però el dispositiu no s'encén |
1. No hi ha -potència actual alta al pin 30. |
1. Utilitzeu un multímetre per comprovar si hi ha 12 V+ constants al pin 30. |
|
El dispositiu del pin 87a està sempre activat |
1. La bobina del relé no s'està activant. |
1. Aquesta és la funció prevista. El problema rau en el circuit de control. No se li diu al relé que s'activi. Consulteu el símptoma "El relé no fa clic" anterior per diagnosticar el circuit de control. |
|
El relé fa un so de brunzit o xerrada |
1. Tensió o corrent insuficients a la bobina. |
1. Comproveu la tensió de la bateria del vehicle. Una bateria baixa pot causar això. Comproveu també la integritat del cable del disparador (al pin 86) per obtenir una gran resistència. |
Configuracions avançades d'SPDT
La versatilitat del relé SPDT va molt més enllà de les simples tasques d'encesa/apagada o canvi. Aquí teniu algunes idees avançades per mostrar el seu potencial.
Inici-Interrupció anti-robo
Es pot crear un sistema anti-robo senzill però eficaç mitjançant un únic relé SPDT. L'objectiu és interrompre el senyal al solenoide d'arrencada tret que s'activi un interruptor ocult.
La configuració consisteix a tallar el cable de disparador de l'arrencada (el petit cable del solenoide d'arrencada). Aquest cable s'encamina a través dels contactes normalment oberts del relé. El cable de l'interruptor d'encesa va al pin 30. El cable que continua cap al solenoide d'arrencada es connecta al pin 87.
Per defecte, amb el relé en repòs, el circuit està obert. Girar la clau no farà res. La bobina del relé (pins 86 i 85) es connecta a un interruptor ocult. Només quan activeu aquest interruptor ocult, el relé s'encén. Això connecta el pin 30 al 87 i permet que el cotxe arrenqui. El pin 87a no es fa servir.
Conversió de llum i clàxon fora{0}}de carretera
Aquesta configuració permet que un sol botó, com el botó de la botzina, realitzi dues funcions diferents segons l'estat d'un interruptor principal.
La configuració requereix un cablejat acurat. El cable de sortida del botó de la botzina s'utilitza com a disparador del relé SPDT, connectant-se al pin 86. Un interruptor principal de "mode d'apagat-carretera" controla si s'utilitza el relé. Això pot ser complex, sovint implicant un segon relleu.
Una configuració més senzilla per a un resultat similar: la sortida del botó de la botzina es divideix. Un camí va a la banya estàndard. L'altre camí va fins a l'indicador 86 d'un relé que controla els llums fora-de la carretera. Un interruptor principal es col·loca-en línia amb aquest segon camí. Quan l'interruptor principal està apagat, prémer la botzina només fa sonar la botzina. Quan l'interruptor principal està encès, prémer la botzina ara també activa el relé de les llums.
Canvi entre dues banyes
Imagineu-vos tenir una clàxona de ciutat estàndard i una potent clàxona de tren. Tots dos es controlen amb el mateix botó del volant però es seleccionen mitjançant un interruptor independent. Un relé SPDT ho facilita.
Utilitzem el relé SPDT com a encaminador de senyal. La sortida del botó de la botzina es connecta al pin 30. El cable de disparador de la botzina de la ciutat es connecta al pin 87a. El disparador del relé de la botzina del tren es connecta al pin 87.
Un interruptor de commutació independent al tauler controla la bobina del relé SPDT (Pin 86).
Quan l'interruptor està en OFF, el relé està en repòs. En prémer el botó de la botzina s'envia el senyal des del pin 30 fins al pin 87a. Això activa el clàxon de la ciutat.
Quan activeu l'interruptor, el relé s'encén. Ara, quan premeu el botó de la botzina, el senyal del Pin 30 passa pel Pin 87. Això activa la botzina del tren.
El teu polivalent aliat de l'automoció
El relé SPDT d'automòbil és un component senzill amb potents capacitats. Hem vist com funciona com a interruptor de canvi. Utilitza un petit senyal per dirigir de manera segura un corrent d'alta-potència a una de les dues destinacions.
Des d'invertir la polaritat del motor i activar el control del ventilador de doble -velocitat fins a crear circuits personalitzats de seguretat i comoditat, la seva versatilitat només està limitada per la vostra imaginació. En comprendre els seus cinc pins i aplicar principis d'instal·lació segura, heu obtingut una eina potent per a qualsevol projecte de 12 V. Ara estàs equipat per construir sistemes elèctrics d'automoció més complexos, robusts i de grau-professional.
Com reduir l'arc als contactes de relé: Guia de l'enginyer 2025
Per què col·locar un díode a la bobina del relé? Guia completa de protecció contra Flyback
Materials de contacte de relé: què són i per què són importants
Com podeu identificar i reduir el soroll del relé als vostres circuits