Relé SPDT má pět funkčních svorek: dvě pro cívku a tři pro přepínací kontakt – společný (COM), rozpínací (NC) a spínací (NO). Pokud je cívka bez napětí, je COM propojen s NC. Po přivedení jmenovitého napětí na cívku relé přepne COM z NC na NO.
Cívka VYPNUTA: COM ─── NC COM x NO
Pro zátěž, která se má zapnout pouze při aktivaci relé, zapojte spínaný přívod přes COM a NO. Pro zátěž, která má zůstat zapnutá, dokud se relé neaktivuje, použijte COM a NC. Obvod cívky a obvod kontaktů jsou elektricky odděleny, proto nikdy nepředpokládejte, že mají stejné jmenovité napětí nebo proud.
Bezpečnost: Před zapojováním nebo zkoušením průchodnosti odpojte všechny zdroje napájení. Použijte schéma svorek a jmenovité hodnoty pro konkrétní relé a patici. Při práci se síťovým napětím dodržujte platné předpisy pro elektroinstalaci a využijte kvalifikovaný personál.
Přehled zapojení relé SPDT
| Terminál | Funkce | Stav s vypnutou cívkou | Stav se zapnutou cívkou |
|---|---|---|---|
| A1 a A2, nebo vývody cívky | Napájení elektromagnetické cívky | Žádná magnetická aktivace | Kotva relé sepne |
| COM | Pohyblivý kontakt sdílený oběma cestami | Připojeno k NC (rozpínacímu kontaktu) | Připojeno k NO |
| NC | Rozpínací kontakt (NC) | Vodivé ke COM | Rozpojeno od COM |
| NE | Spínací kontakt (NO) | Rozpojeno od COM | Vodivé ke COM |
SPDT znamená jednopólový přepínač. “Jednopólový” znamená, že relé spíná jeden společný obvod. “Přepínací” znamená, že společný kontakt může být připojen k jednomu ze dvou kontaktů. Toto uspořádání je také běžně popisováno jako přepínací kontakt nebo kontakt typu C.
Jak funguje SPDT relé
Elektromechanické SPDT relé obsahuje cívku, magnetické jádro, kotvu, vratnou pružinu a jednu sadu přepínacích kontaktů.
- Cívka bez napětí: Vratná pružina drží kotvu v její normální poloze. COM se dotýká NC.
- Přivedeno jmenovité napětí cívky: Proud cívkou vytváří magnetické pole, které přitahuje kotvu.
- Přepnutí kontaktů: COM se oddělí od NC a sepne na NO. Většina běžných přepínacích relé používá funkci rozepnutí před sepnutím (break-before-make), ale rozhodující je technický list relé.
- Napětí cívky odpojeno: Magnetické pole zanikne a pružina vrátí COM do polohy NC.
Termíny normálně otevřený a normálně uzavřený vždy popisují relé s cívkou bez napětí. Nepopisují, zda externí zařízení normálně běží.
Cívka může být ovládána spínačem, programovatelným logickým automatem (PLC), výstupem senzoru, termostatem nebo tranzistorem. Kontakty mohou spínat samostatný obvod v rámci specifikovaných jmenovitých hodnot kontaktů relé. Toto oddělení je důvodem, proč nízkonapěťový řídicí signál může ovládat jiný obvod, ale neumožňuje libovolné napětí nebo proud: stále platí kategorie izolace, typ zátěže a jmenovité hodnoty kontaktů.
Identifikace pěti svorek relé SPDT
Neidentifikujte svorky pouze podle fyzické polohy. Rozložení pinů se liší mezi relé pro plošné spoje (PCB), zásuvnými průmyslovými relé, automobilovými relé a reléovými moduly – i když jsou všechna popsána jako SPDT.
Označení svorek podle normy IEC
Běžné schéma označování podle normy IEC pro jeden přepínací kontakt je:
| Označení | Typická funkce |
|---|---|
| A1, A2 | Cívka |
| 11 | COM |
| 12 | NC |
| 14 | NE |
Přídavné přepínací póly často používají označení 21–22–24, 31–32–34 atd. Berte to jako konvenci číslování, nikoliv jako náhradu schématu od výrobce.
Běžné značení 5pinových automobilových relé
Mnoho automobilových přepínacích relé používá:
| Pin | Typická funkce |
|---|---|
| 85, 86 | Cívka |
| 30 | COM |
| 87a | NC |
| 87 | NE |
Některá relé obsahují tlumicí diodu nebo rezistor paralelně k cívce. Dioda činí polaritu cívky důležitou, proto před připojením pinů 85 a 86 zkontrolujte označení na pouzdře. Dále rozlišujte přepínací relé 87a od relé, která poskytují dva vývody označené jako 87; ta druhá mohou mít dva současné spínací (NO) výstupy namísto rozpínacího (NC) kontaktu.
Jak identifikovat neznámé relé pomocí multimetru
Tyto testy provádějte pouze tehdy, je-li relé odpojeno od všech obvodů.
- Nejprve si přečtěte schéma vytištěné na relé nebo v jeho technickém listu.
- V režimu měření odporu vyhledejte dvojici se stabilním konečným odporem; obvykle se jedná o svorky cívky. Zatím je pod napětí nepřipojujte.
- V režimu měření spojitosti najděte dvojici kontaktů, která je při vypnuté cívce sepnutá. Jedná se o svorky COM a NC.
- Zbývající kontakt je NO.
- Připojte pouze jmenovité napětí cívky relé z proudově omezeného zdroje. Kontakt COM–NC by se měl rozepnout a COM–NO by se měl sepnout.
- Pokud stále nedokážete rozlišit COM od NC, porovnejte oba stavy kontaktů se schématem výrobce. Nehadejte.
Vestavěná LED dioda, dioda, rezistor, časovací obvod nebo jiná elektronika mohou ovlivnit naměřené hodnoty odporu. U těchto zařízení je technický list nezbytný.
Základní schémata zapojení relé SPDT
Zátěž se zapne při aktivaci cívky
Použijte spínací kontakt (NO), pokud má zátěž pracovat až poté, co relé obdrží řídicí signál.
ŘÍDICÍ STRANA KONTAKTOVÁ STRANA
Sekvence:
- Cívka vypnuta: COM–NO je rozpojen, takže zátěž je vypnutá.
- Cívka zapnuta: COM–NO se sepne, takže proud protéká zátěží.
Typické použití zahrnuje aktivaci cívky stykače, solenoidového ventilu, indikátoru, ventilátoru nebo alarmu při aktivaci výstupu řídicí jednotky.
2. Zátěž se vypne při aktivaci cívky
Použijte rozpínací kontakt (NC), pokud má zátěž pracovat v klidovém stavu relé a vypnout při aktivaci cívky.
+Vnapájení ── pojistka ── COM
Sekvence:
- Cívka vypnuta: Kontakt COM–NC je sepnutý, takže zátěž je pod napětím.
- Cívka zapnuta: Kontakt COM se přepne na NO, čímž se rozpojí obvod zátěže připojený na NC.
Tato topologie může poskytnout invertovanou logiku řízení. Neměla by být automaticky označována jako “fail-safe” (bezpečná při selhání): zda je systém bezpečný při selhání, závisí na kompletním obvodu, režimech selhání, monitorování a příslušných bezpečnostních požadavcích.
3. Přepínání mezi dvěma zátěžemi
Relé typu SPDT může volit mezi dvěma samostatnými zátěžemi, které sdílejí jednu napájecí cestu, za předpokladu, že oba obvody jsou kompatibilní s parametry kontaktů a izolačními hodnotami relé.
┌── NC ── Zátěž A ── zpětné vedení
Když je cívka vypnutá, je napájena zátěž A. Když je cívka zapnutá, je napájena zátěž B. Protože běžné přepínací kontakty jsou obvykle typu „rozpojení před sepnutím“ (break-before-make), může nastat krátký interval, kdy není připojena žádná zátěž.
Ovládání stejnosměrného relé SPDT z PLC nebo tranzistoru
Výstup PLC nebo mikrokontroléru nemusí být schopen přímo napájet proud cívky. Mezi řídicí jednotku a cívku se proto běžně vkládá tranzistorový nebo MOSFET budič.
+Vcívky
U běžné stejnosměrné cívky omezuje zpětně předepjatá ochranná dioda (flyback diode) připojená paralelně k cívce napěťovou špičku vznikající při přerušení proudu cívkou. Její katodu připojte ke kladné straně cívky a anodu ke spínané záporné straně. Některá relé nebo moduly již potlačení obsahují; přidání dalšího prvku bez kontroly obvodu může změnit charakteristiku odpadu relé.
Jednoduchá dioda může prodloužit dobu odpadu relé. V případech, kde záleží na rychlém odpadu, může výrobce relé doporučit kombinaci diody a Zenerovy diody, transil (TVS diodu) nebo jiný ochranný obvod. Standardní diodu nelze použít jako ekvivalentní metodu potlačení přímo paralelně ke střídavé (AC) cívce; použijte řešení specifikované pro dané AC relé a budič.
Potlačení napěťových špiček cívky chrání stranu budiče. Indukční zátěž load spínaná kontakty – jako je solenoid, cívka stykače nebo motor – může vyžadovat samostatné potlačení pro omezení oblouků na kontaktech a elektrického rušení.
Tři praktické příklady zapojení relé SPDT
Příklad 1: 24V DC senzor ovládající výstražnou kontrolku
Předpokládejme, že výstup senzoru budí cívku 24V DC relé a kontrolka by se měla rozsvítit pouze při aktivaci senzoru.
- Připojte napájení 24 V ovládané senzorem na svorku A1 a příslušný zpětný vodič na svorku A2, přičemž dodržte typ výstupu a polaritu relé.
- Chraňte budič cívky specifikovanou metodou potlačení napěťových špiček.
- Přiveďte jištěné napájení kontrolky na svorku COM.
- Připojte svorku NO ke kontrolce a druhý vývod kontrolky k jejímu zpětnému vodiči.
Obvod kontrolky zůstává rozpojený, dokud senzor neaktivuje relé. Ověřte, zda výstup senzoru dokáže budit cívku, nebo přidejte rozhraní budiče.
Příklad 2: Indikace stavu zelená/červená s jedním přepínacím kontaktem
Jeden přepínací kontakt (SPDT) může střídat dva indikátory:
- Chráněné napájení indikátoru na svorku COM
- NC kontakt na zelený indikátor
- NO kontakt na červený indikátor
- Oba zpětné vodiče indikátorů připojené k příslušnému společnému bodu
Při vypnuté cívce svítí zelená. Po aktivaci cívky zelená zhasne a červená se rozsvítí. Ověřte, že oba indikační obvody mohou sdílet zvolený společný vodič a že jejich kombinovaný návrh zůstává v mezích jmenovitých hodnot kontaktu.
Příklad 3: Vložené relé mezi PLC a cívkou stykače
Přepínací (SPDT) interfejsové relé může oddělit výstup PLC od ovládacího obvodu stykače:
- Výstup PLC budí cívku interfejsového relé.
- Ovládací napětí stykače vstupuje do svorky COM přes požadované ochranné a ovládací prvky.
- Kontakt NO napájí cívku stykače, takže stykač sepne, když je výstup PLC aktivní.
- Kontakt NC může zůstat nevyužit nebo může poskytovat samostatnou stavovou cestu, pokud to návrh umožňuje.
Interfejsové relé nenahrazuje nadproudovou ochranu, ochranu proti zkratu, architekturu nouzového zastavení ani požadovaná bezpečnostní relé. Volte jej s ohledem na skutečný záběrový proud cívky stykače, ustálenou zátěž, spínací frekvenci, ovládací napětí a příslušné požadavky na koordinaci.
Jmenovité hodnoty kontaktů: Proč “10 A” není celá specifikace
Zatížitelnost kontaktů relé závisí na více faktorech, než je pouze hlavní údaj o proudu vytištěný na pouzdře.
| Položka výběru | Co ověřit |
|---|---|
| Napětí a typ cívky | Přesné jmenovité hodnoty AC nebo DC, tolerance, spotřeba, polarita a vestavěné odrušení |
| Napětí/proud kontaktů | Jmenovité hodnoty pro skutečný AC nebo DC obvod, nikoliv pro odlišné zkušební podmínky |
| Kategorie zátěže | Odporová, žárovková, solenoidová, stykačová, motorová nebo kapacitní zátěž |
| Zapínací a vypínací schopnost | Rozběhový/zapínací proud a proud přerušovaný při rozepnutí kontaktů |
| Minimální spínací zátěž | Důležité pro nízkoúrovňové signály, kde běžné výkonové kontakty mohou být nespolehlivé |
| Elektrická a mechanická životnost | Křivky výrobce při skutečném zatížení a spínací frekvenci |
| Izolace a prostředí | Požadované vzdálenosti, patice, krytí, podmínky znečištění, teplota a schválení |
Stejnosměrná (DC) zátěž může být obtížnější na přerušení, protože oblouk nevyužívá přirozený průchod proudu nulou. Indukční zátěže navíc při spínání vytvářejí přechodové napětí. Vždy používejte údaje o zatížení kontaktů specifické od výrobce; nepředpokládejte, že odporové střídavé (AC) jmenovité hodnoty lze aplikovat na stejnosměrný motor nebo solenoid.
Časté chyby při zapojení přepínacího relé (SPDT)
Záměna společného kontaktu (COM) se společným vývodem cívky
COM patří do sady kontaktů. Nejedná se o zpětné vedení cívky ani o univerzální uzemnění obvodu. Dva vývody cívky tvoří jeden obvod; COM, NC a NO tvoří druhý.
Definování NO a NC při napájené cívce
“Normální” znamená vypnutou cívku. Pokud identifikace svorek začíná stavem pod napětím, lze NO a NC snadno zaměnit.
Přivedení zátěžového napětí na cívku
Relé může spínat jiné napětí, než je napětí jeho cívky. Povolené hodnoty vycházejí ze samostatných specifikací cívky a kontaktů. Přivedení 120 V na 24V cívku není bezpečné jen proto, že kontakty jsou dimenzovány na 120 V.
Předpoklad, že každé pětipólové relé má stejné uspořádání
Pět funkčních svorek nezaručuje identické pozice nebo číslování pinů. Ověřte přesné číslo dílu a zda se schéma vztahuje k pohledu shora, zdola nebo z pohledu patice.
Vynechání potlačení přechodových jevů
Neodrušená stejnosměrná cívka může poškodit tranzistorový výstup nebo způsobit elektromagnetické rušení. Induktivní zátěž kontaktu může vytvářet oblouk, i když je cívka odrušena. Posuďte obě strany odděleně.
Přímé spínání motoru bez kontroly pracovního cyklu
Proudový náraz motoru a induktivní přerušení mohou výrazně překročit očekávané hodnoty ustáleného stavu. Relé vhodné pro odporovou zátěž při daném proudu nemusí být vhodné pro motor při stejném proudu.
Tabulka pro odstraňování závad relé SPDT
| Příznak | Pravděpodobná příčina | Bezpečnostní kontrola | Směr nápravy |
|---|---|---|---|
| Relé necvaká | Nesprávné napětí cívky, nedostatečný budicí proud, chyba v zapojení nebo přerušená cívka | Změřte napětí na svorkách A1–A2 během příkazu a porovnejte jej s technickým listem | Opravte řídicí obvod nebo vyměňte potvrzené vadné relé |
| Relé cvaká, ale zátěž zůstává vypnutá | Zátěž zapojena na NC místo NO, přerušená pojistka, poškození kontaktů nebo chybějící zpětná cesta | Odpojte napájení a otestujte průchodnost mezi COM–NO při sepnuté cívce | Opravte zapojení a zkontrolujte obvod chráněné zátěže |
| Zátěž je zapnutá ve špatném stavu | NO a NC jsou zaměněny | Při odpojeném napájení otestujte průchodnost kontaktů v klidovém stavu | Přesuňte zátěžovou cestu na požadovaný kontakt |
| Řídicí jednotka se resetuje při vypnutí relé | Přechodové jevy na cívce nebo nevhodné uspořádání napájení/uzemnění | Zkontrolujte specifikované odrušení cívky a oddělení kabeláže | Přidejte odrušení doporučené výrobcem a vylepšete uspořádání |
| Kontakty se lepí nebo předčasně selhávají | Nadměrný náběhový proud, induktivní oblouk, zkrat nebo nevhodný materiál kontaktů | Porovnejte skutečné zatížení s údaji o využití relé | Použijte vhodné odrušení nebo relé/stykač se správnými jmenovitými parametry |
| Relé kmitá | Pokles napětí cívky, nestabilní řídicí signál nebo uvolněné svorky | Během provozu monitorujte napětí cívky | Stabilizujte řídicí napájení a opravte svorková připojení |
Nikdy neprovádějte měření odporu nebo spojitosti na obvodu pod napětím. Cvaknutí potvrzuje mechanický pohyb, nikoliv nutně bezvadný stav kontaktů.
SPDT vs SPST vs DPDT: Jaké uspořádání kontaktů potřebujete?
| Kontaktní formulář | Co to dělá | Typické použití |
|---|---|---|
| SPST-NO | Při aktivaci uzavře jednu cestu | Jednoduché zapnutí zátěže |
| SPST-NC | Rozpojí jednu cestu při aktivaci | Jednoduché invertované řízení |
| SPDT | Přepíná jeden společný kontakt mezi NC a NO | Výběr jedné ze dvou cest nebo zajištění logiky NO/NC |
| DPDT | Přepíná dva nezávislé společné kontakty současně | Spínání dvou izolovaných cest nebo změna polarity ve správně navrženém obvodu |
Použijte SPDT, pokud jeden obvod vyžaduje přepínací funkci. Pokud musí dva nezávislé obvody změnit stav současně, použijte DPDT nebo jiné vhodné vícepólové zařízení. Jedno relé SPDT samo o sobě nemůže obrátit polaritu dvouvodičového stejnosměrného motoru; to vyžaduje zapojení DPDT nebo dvě vhodně vzájemně blokovaná relé SPDT.
Pro hlubší srovnání viz Zapojení a uspořádání kontaktů relé SPDT vs DPDT a SPST vs SPDT vs DPST vs DPDT.
Kontrolní seznam zapojení relé SPDT
Před připojením obvodu pod napětí:
- Ověřte přesné katalogové číslo relé a orientaci pohledu na svorky.
- Přiřaďte piny A1/A2 nebo cívky ke specifikovanému napětí cívky a typu AC/DC.
- Zkontrolujte, zda záleží na polaritě cívky kvůli vnitřní LED diodě nebo ochranné diodě.
- Identifikujte COM, NC a NO podle schématu – nikoliv podle fyzické polohy.
- Před výběrem NO nebo NC rozhodněte o požadovaném stavu bez napájení.
- Chraňte napájení a vodiče spínaného obvodu.
- Ověřte jmenovité hodnoty kontaktů pro napětí, provoz AC/DC, typ zátěže, nárazový proud a spínací frekvenci.
- Přidejte vhodné odrušení k budiči cívky a jakékoli indukční zátěži.
- Dodržujte požadované oddělení mezi řídicím vedením a vedením vyššího napětí.
- Před uvedením do provozu odpojte napájení, zkontrolujte zapojení a proveďte zkoušku spojitosti.
U aplikací s časovaným přepínáním platí stejná logika kontaktů po zvolené funkci časování. Viz VIOX průvodce zapojením časového relé pro příklady A1/A2, řídicího vstupu a časovaného kontaktu. Kupující a výrobci rozvaděčů, kteří hodnotí formáty relé, mohou také posoudit možnosti společnosti VIOX výrobní kapacity časových relé.
Často Kladené Otázky
Jakých je pět pinů u relé SPDT?
Jsou to dva svorky cívky plus COM, NC a NO. Fyzická čísla pinů se liší. Běžné značení podle IEC je A1/A2, 11/12/14, zatímco mnoho automobilových relé používá 85/86, 30/87a/87. Vždy si ověřte přesný technický list.
Mám připojit napájení ke COM nebo zátěž ke COM?
U jednoduchého bezpotenciálového kontaktu může být elektricky možný kterýkoli směr, ale běžnou konvencí je přivést jištěné napájení do COM a vybraný výstup z NO nebo NC vést k zátěži. Konečný návrh musí zohlednit ochranu, uzemnění, polaritu, izolaci a pokyny výrobce.
Mám použít NO nebo NC?
Použijte NO, pokud se má zátěž zapnout po aktivaci cívky. Použijte NC, pokud má zátěž vést proud při neaktivované cívce a vypnout při její aktivaci. Před rozhodnutím vyhodnoťte požadované chování při ztrátě řídicího napájení.
Může 12V relé spínat 120 V nebo 230 V?
Označení “12 V” se může vztahovat pouze na cívku. To, zda kontakty mohou spínat síťové napětí, závisí na jejich jmenovitých hodnotách, typu zátěže, izolaci, patici, krytu, schváleních a pravidlech instalace. Nikdy nevyvozujte schopnost kontaktů z napětí cívky.
Vyžaduje relé SPDT ochrannou diodu?
Běžná stejnosměrná cívka ovládaná polovodičem obvykle vyžaduje vhodné potlačení napěťových špiček. Často se používá dioda v závěrném směru, ta však může zpomalit rozepnutí. Relé s vnitřním potlačením a střídavé cívky vyžadují odlišný přístup. Postupujte podle doporučení výrobců relé a budičů.
Jak poznám, že je relé pod napětím?
Může pomoci slyšitelné cvaknutí nebo indikátor, ale ani jedno nedokazuje správnou funkci kontaktů. Změřte napětí na cívce a při bezpečně odpojeném obvodu ověřte průchodnost kontaktů v obou stavech.
Může jedno relé SPDT obrátit chod stejnosměrného motoru?
Ne. Obrácení chodu dvouvodičového stejnosměrného motoru vyžaduje přepólování obou vodičů, obvykle pomocí uspořádání kontaktů DPDT nebo dvou vhodně dimenzovaných a vzájemně blokovaných relé SPDT.
Závěr
Správné zapojení relé SPDT začíná jedním jednoduchým pravidlem: při vypnuté cívce je COM propojen s NC; při zapnuté cívce je COM propojen s NO. Zbytek návrhu závisí na identifikaci skutečných svorek, přizpůsobení napájení cívky, výběru požadovaného stavu bez napájení, kontrole kontaktů vzhledem ke skutečné zátěži a řízení přechodových jevů na straně cívky i zátěže.
Nikdy se nespoléhejte na obecné schéma s pěti piny, pokud je k dispozici přesný technický list relé. Správná mapa svorek a kontrola jmenovitých hodnot pro konkrétní zátěž jsou důležitější než fyzický vzhled relé.
