Un relais SPDT possède cinq bornes fonctionnelles : deux pour la bobine et trois pour le contact inverseur — Commun (COM), Normalement Fermé (NF) et Normalement Ouvert (NO). Lorsque la bobine est hors tension, le COM est relié au NF. Lorsque la tension nominale est appliquée à la bobine, le relais fait basculer le COM du NF vers le NO.
Bobine OFF : COM ─── NF COM x NO
Pour une charge qui ne doit s'activer que lorsque le relais est actionné, câblez l'alimentation commutée via le COM et le NO. Pour une charge qui doit rester active jusqu'à ce que le relais soit actionné, utilisez le COM et le NF. Le circuit de la bobine et le circuit de contact sont électriquement séparés ; ne supposez donc jamais que leurs tensions ou courants nominaux sont identiques.
La sécurité : Isolez toute source d'alimentation avant le câblage ou les tests de continuité. Utilisez le schéma des bornes et les caractéristiques nominales correspondant exactement au relais et à son support. Pour les travaux sous tension secteur, respectez les règles de câblage en vigueur et faites appel à du personnel qualifié.
Aperçu du câblage d'un relais SPDT
| Terminal | Fonction | État avec bobine hors tension | État avec bobine sous tension |
|---|---|---|---|
| A1 et A2, ou bornes de la bobine | Mettre la bobine électromagnétique sous tension | Aucune action magnétique | L'armature du relais s'actionne |
| COM | Contact mobile partagé par les deux chemins | Connecté au contact NF (normalement fermé) | Connecté au NO |
| NC | Contact normalement fermé | Conducteur vers le COM | Ouvert depuis le COM |
| NON | Contact normalement ouvert | Ouvert depuis le COM | Conducteur vers le COM |
SPDT signifie unipolaire à deux directions. “ Unipolaire ” signifie que le relais commute un circuit commun. “ À deux directions ” signifie que le commun peut être connecté à l'un ou l'autre des deux contacts. Cette configuration est également communément décrite comme un contact inverseur ou Contact inverseur (Form C).
Fonctionnement d'un relais SPDT
Un relais électromécanique SPDT contient une bobine, un noyau magnétique, une armature, un ressort de rappel et un jeu de contacts inverseurs.
- Bobine hors tension : Le ressort de rappel maintient l'armature dans sa position normale. Le contact COM touche le contact NF (normalement fermé).
- Tension nominale de la bobine appliquée : Le courant de la bobine crée un champ magnétique qui attire l'armature.
- Transfert de contact : Le contact COM se sépare du contact NF et se ferme sur le contact NO (normalement ouvert). La plupart des relais inverseurs standards utilisent une action ouverture avant fermeture (break-before-make), mais la fiche technique du relais fait foi.
- Tension de la bobine supprimée : Le champ magnétique s'effondre et le ressort ramène le contact COM vers le contact NF.
Les termes normalement ouvert et normalement fermé décrivent toujours le relais avec sa bobine hors tension. Ils ne décrivent pas si l'équipement externe est en fonctionnement normal.
La bobine peut être commandée par un interrupteur, un automate programmable industriel (API), une sortie de capteur, un thermostat ou un transistor. Les contacts peuvent commuter un circuit séparé dans les limites des caractéristiques nominales des contacts du relais. Cette séparation permet à un signal de commande basse tension de piloter un autre circuit, mais elle n'autorise pas une tension ou un courant arbitraire : la catégorie d'isolation, le type de charge et les caractéristiques nominales des contacts s'appliquent toujours.
Identification des cinq bornes d'un relais SPDT
Ne pas identifier les bornes uniquement par leur position physique. Les dispositions des broches varient entre les relais pour circuit imprimé, les relais industriels enfichables, les relais automobiles et les modules de relais, même lorsqu'ils sont tous décrits comme étant SPDT.
Marquage des bornes selon la norme CEI
Un schéma de marquage courant selon la norme CEI pour un contact inverseur est :
| Marquage | Fonction typique |
|---|---|
| A1, A2 | Bobine |
| 11 | COM |
| 12 | NC |
| 14 | NON |
Les pôles de commutation supplémentaires utilisent souvent 21–22–24, 31–32–34, etc. Considérez ceci comme une convention de numérotation et non comme un substitut au schéma du fabricant.
Marquages courants des relais automobiles à 5 broches
De nombreux relais de commutation automobiles utilisent :
| Broche | Fonction typique |
|---|---|
| 85, 86 | Bobine |
| 30 | COM |
| 87a | NC |
| 87 | NON |
Certains relais contiennent une diode de suppression ou une résistance aux bornes de la bobine. Une diode rend la polarité de la bobine importante ; vérifiez donc le marquage sur le boîtier avant de connecter les broches 85 et 86. Distinguez également un relais de commutation 87a des relais qui fournissent deux bornes marquées 87 ; ces derniers peuvent avoir deux sorties NO simultanées plutôt qu'un contact NF.
Comment identifier un relais inconnu avec un multimètre
Effectuez ces tests uniquement lorsque le relais est déconnecté de tous les circuits.
- Lisez d'abord le schéma imprimé sur le relais ou sa fiche technique.
- En mode résistance, localisez la paire présentant une résistance finie stable ; il s'agit généralement des bornes de la bobine. Ne les alimentez pas encore.
- En mode continuité, trouvez la paire de contacts fermée lorsque la bobine est hors tension. Il s'agit du COM et du NF (NC).
- Le contact restant est le NO.
- Appliquez uniquement la tension nominale de la bobine du relais à partir d'une source à courant limité. Le contact COM–NF doit s'ouvrir et le contact COM–NO doit se fermer.
- Si vous ne parvenez toujours pas à distinguer le COM du NF, comparez les deux états des contacts avec le schéma du fabricant. Ne devinez pas.
Une LED intégrée, une diode, une résistance, un circuit de temporisation ou d'autres composants électroniques peuvent affecter les mesures de résistance. Pour ces dispositifs, la fiche technique est indispensable.
Schémas de câblage de base pour relais SPDT
La charge s'active lorsque la bobine est sous tension
Utilisez le contact normalement ouvert (NO) lorsque la charge ne doit fonctionner qu'après que le relais a reçu un signal de commande.
CÔTÉ COMMANDE CÔTÉ CONTACT
Séquence :
- Bobine hors tension : COM–NO est ouvert, donc la charge est éteinte.
- Bobine sous tension : COM–NO se ferme, donc le courant circule à travers la charge.
Les utilisations typiques incluent l'activation d'une bobine de contacteur, d'une électrovanne, d'un voyant, d'un ventilateur ou d'une alarme lorsqu'une sortie de contrôleur devient active.
2. La charge se désactive lorsque la bobine est sous tension
Utilisez le contact normalement fermé (NF) lorsque la charge doit fonctionner au repos du relais et s'arrêter lorsque la bobine est activée.
+Valim ── fusible ── COM
Séquence :
- Bobine hors tension : COM–NF est fermé, donc la charge est sous tension.
- Bobine sous tension : COM bascule vers NO, ouvrant le circuit de charge NF.
Cette topologie permet une logique de commande inversée. Elle ne doit pas être automatiquement qualifiée de “ sécurité intégrée ” (fail-safe) : la sécurité d'un système en cas de défaillance dépend de l'ensemble du circuit, des modes de défaillance, de la surveillance et des exigences de sécurité applicables.
3. Commutation entre deux charges
Un relais SPDT peut sélectionner deux charges distinctes partageant une même ligne d'alimentation, à condition que les deux circuits soient compatibles avec les caractéristiques nominales de contact et d'isolation du relais.
┌── NF ── Charge A ── retour
Lorsque la bobine est hors tension, la charge A est alimentée. Lorsque la bobine est sous tension, la charge B est alimentée. Comme les contacts inverseurs ordinaires sont généralement de type « ouverture avant fermeture » (break-before-make), il peut y avoir un bref intervalle pendant lequel aucune des deux charges n'est connectée.
Pilotage d'un relais inverseur (SPDT) CC depuis un automate (PLC) ou un transistor
La sortie d'un automate ou d'un microcontrôleur peut ne pas être en mesure de fournir directement le courant de la bobine. Un étage de commande à transistor ou MOSFET est donc couramment placé entre le contrôleur et la bobine.
+Vbobine
Pour une bobine CC simple, une diode de roue libre montée en polarisation inverse aux bornes de la bobine limite la tension produite lors de l'interruption du courant de la bobine. Connectez sa cathode au côté positif de la bobine et son anode au côté négatif commuté. Certains relais ou modules intègrent déjà une protection ; l'ajout d'un autre dispositif sans examen préalable du circuit peut modifier le comportement au relâchement.
Une simple diode peut augmenter le temps de relâchement du relais. Lorsque la rapidité de retombée est critique, le fabricant du relais peut recommander une diode associée à une diode Zener, un suppresseur de tension transitoire ou un autre réseau de protection. Une diode standard ne peut pas être utilisée comme méthode de suppression équivalente directement aux bornes d'une bobine CA ; utilisez une solution spécifiée pour le relais et le driver CA.
La protection de la bobine protège le côté commande. Une charge inductive charge commutée par les contacts — telle qu'un solénoïde, une bobine de contacteur ou un moteur — peut nécessiter une protection séparée pour limiter l'arc électrique aux contacts et le bruit électrique.
Trois exemples pratiques de câblage de relais SPDT
Exemple 1 : Capteur 24 V CC commandant un voyant d'alarme
Supposons qu'une sortie de capteur pilote une bobine de relais 24 V CC et que la lampe ne doive s'allumer que lorsque le capteur est activé.
- Connectez l'alimentation 24 V contrôlée par le capteur à A1 et le retour approprié à A2, en respectant le type de sortie et la polarité du relais.
- Protégez le circuit de commande de la bobine avec la méthode de suppression spécifiée.
- Acheminez l'alimentation protégée de la lampe vers la borne COM.
- Connectez la borne NO à la lampe et l'autre borne de la lampe à son retour.
Le circuit de la lampe reste ouvert jusqu'à ce que le capteur alimente le relais. Vérifiez que la sortie du capteur peut piloter la bobine ou ajoutez un étage d'interface.
Exemple 2 : Indication d'état vert/rouge avec un contact inverseur
Un contact SPDT peut alterner deux indicateurs :
- Alimentation de l'indicateur protégée vers le COM
- NF vers l'indicateur vert
- NO vers l'indicateur rouge
- Les retours des deux indicateurs sont connectés au retour approprié
Avec la bobine hors tension, le vert est allumé. Lorsque la bobine est sous tension, le vert s'éteint et le rouge s'allume. Confirmez que les deux circuits d'indication peuvent partager le commun sélectionné et que leur conception combinée reste dans les limites des caractéristiques nominales du contact.
Exemple 3 : Relais d'interface entre un automate programmable (PLC) et une bobine de contacteur
Un relais d'interface SPDT permet d'isoler une sortie d'automate (PLC) d'un circuit de commande de contacteur.
- La sortie de l'automate alimente la bobine du relais d'interface.
- La tension de commande du contacteur entre par la borne COM via les dispositifs de protection et de contrôle requis.
- La borne NO alimente la bobine du contacteur, de sorte que celui-ci s'active lorsque la sortie de l'automate est active.
- La borne NC peut rester inutilisée ou fournir un chemin d'état séparé si la conception le permet.
Le relais d'interface ne remplace pas la protection contre les surcharges, la protection contre les courts-circuits, l'architecture d'arrêt d'urgence ou les relais de sécurité requis. Sélectionnez-le en fonction de l'appel de courant réel de la bobine du contacteur, de la charge en régime permanent, de la fréquence de commutation, de la tension de commande et des exigences de coordination applicables.
Capacités des contacts : Pourquoi “ 10 A ” ne constitue pas l'intégralité de la spécification.
La capacité des contacts d'un relais dépend d'autres facteurs que le courant nominal principal imprimé sur le boîtier.
| Élément de sélection | Ce qu'il faut vérifier |
|---|---|
| Tension et type de bobine | Valeur nominale exacte en courant alternatif ou continu, tolérance, consommation, polarité et suppression intégrée |
| Tension/courant de contact | Valeur nominale pour le circuit alternatif ou continu réel, et non une condition de test différente |
| Catégorie de charge | Charge résistive, lampe, solénoïde, bobine de contacteur, moteur ou charge capacitive |
| Pouvoir d'appel et de coupure | Courant de démarrage/d'appel et courant interrompu à l'ouverture des contacts |
| Charge de commutation minimale. | Important pour les signaux de faible niveau où les contacts de puissance ordinaires peuvent manquer de fiabilité |
| Durée de vie électrique et mécanique | Courbes du fabricant à la charge et à la fréquence de commutation réelles |
| Isolation et environnement | Dégagements requis, socle, boîtier, conditions de pollution, température et homologations |
Les charges CC peuvent être plus difficiles à couper car l'arc ne bénéficie pas d'un passage naturel par zéro du courant. Les charges inductives produisent également une tension transitoire lors de la commutation. Utilisez toujours les données de contact spécifiques à la charge fournies par le fabricant ; n'appliquez pas par supposition une valeur nominale CA résistive à un moteur ou à un solénoïde CC.
Erreurs courantes de câblage des relais SPDT
Confondre le commun (COM) avec le commun de la bobine
COM appartient à l'ensemble des contacts. Il ne s'agit ni d'un retour de bobine ni d'une masse de circuit universelle. Les deux bornes de la bobine forment un circuit ; COM, NF et NO en forment un autre.
Définition de NO et NF lorsque la bobine est sous tension
“ Normal ” signifie bobine hors tension. Si l'identification des bornes commence par l'état sous tension, NO et NF sont facilement inversés.
Application de la tension de charge à la bobine
Un relais peut commuter une tension différente de celle de sa bobine. Les valeurs autorisées proviennent de spécifications distinctes pour la bobine et les contacts. Appliquer 120 V à une bobine de 24 V ne rend pas l'opération sûre sous prétexte que les contacts sont calibrés pour 120 V.
Supposer que chaque relais à cinq broches possède la même disposition
Cinq bornes fonctionnelles ne garantissent pas des positions ou une numérotation de broches identiques. Vérifiez la référence exacte de la pièce et si le schéma représente une vue de dessus, une vue de dessous ou une vue du support.
Omission de la suppression des transitoires
Une bobine CC non protégée peut endommager une sortie à transistor ou générer des interférences électromagnétiques. Une charge de contact inductive peut provoquer un arc électrique même si la bobine est protégée. Examinez les deux côtés séparément.
Commutation directe d'un moteur sans vérification du cycle de service
Le courant d'appel du moteur et l'interruption inductive peuvent largement dépasser les attentes en régime permanent. Un relais adapté à une charge résistive à un courant donné peut ne pas convenir à un moteur au même courant.
Tableau de dépannage des relais SPDT
| Symptôme | Cause probable | Vérification de sécurité | Mesure corrective |
|---|---|---|---|
| Le relais ne s'enclenche pas | Tension de bobine incorrecte, courant de commande insuffisant, erreur de câblage ou bobine coupée | Mesurez la tension aux bornes A1–A2 pendant la commande et comparez-la avec la fiche technique | Corriger le circuit de commande ou remplacer un relais dont la défaillance est confirmée |
| Le relais clique mais la charge reste hors tension | Charge câblée sur NF au lieu de NO, fusible ouvert, contact endommagé ou chemin de retour manquant | Isoler l'alimentation et tester la continuité COM–NO avec la bobine activée | Corriger le câblage et inspecter le circuit de charge protégé |
| La charge est sous tension dans le mauvais état | NO et NF inversés | Une fois l'alimentation isolée, tester la continuité de l'état de repos du contact | Déplacer le chemin de charge vers le contact requis |
| Le contrôleur se réinitialise lorsque le relais s'éteint | Transitoire de bobine ou mauvaise disposition de l'alimentation/masse | Vérifier la suppression de bobine spécifiée et la séparation du câblage | Ajouter la suppression appropriée au fabricant et améliorer la disposition |
| Les contacts collent ou tombent en panne prématurément | Courant d'appel excessif, arc inductif, court-circuit ou matériau de contact inadapté | Comparer le cycle de charge réel avec les données d'utilisation du relais | Utilisez une suppression appropriée ou un relais/contacteur correctement dimensionné |
| Le relais vibre (bruit de battement) | Chute de tension de la bobine, signal de commande instable ou connexion desserrée | Surveillez la tension de la bobine pendant le fonctionnement | Stabilisez l'alimentation de commande et réparez les connexions |
N'effectuez jamais de mesures de résistance ou de continuité sur un circuit sous tension. Un clic confirme un mouvement mécanique, pas nécessairement le bon état des contacts.
SPDT vs SPST vs DPDT : De quelle configuration de contact avez-vous besoin ?
| Formulaire de contact | Ce qu'il fait | Utilisation typique |
|---|---|---|
| SPST-NO | Ferme un chemin lorsqu'il est sous tension | Activation de charge simple |
| SPST-NC | Ouvre un circuit lorsqu'il est sous tension | Commande inversée simple |
| SPDT | Transfère un commun entre NF et NO | Sélectionne l'un des deux circuits ou fournit une logique NO/NF |
| DPDT | Transfère deux communs indépendants simultanément | Commute deux circuits isolés ou inverse la polarité dans un circuit conçu à cet effet |
Utilisez un SPDT lorsqu'un circuit nécessite une action de basculement. Si deux circuits indépendants doivent changer d'état simultanément, utilisez un DPDT ou un autre dispositif multipolaire approprié. Un seul relais SPDT ne peut pas inverser la polarité d'un moteur CC à deux fils ; cela nécessite un montage DPDT ou deux relais SPDT correctement verrouillés.
Pour une comparaison plus approfondie, voir Câblage et configurations des contacts des relais SPDT et DPDT et SPST vs SPDT vs DPST vs DPDT.
Liste de contrôle pour le câblage d'un relais SPDT
Avant la mise sous tension du circuit :
- Confirmer la référence exacte du relais et l'orientation de la vue des bornes.
- Faire correspondre les broches A1/A2 ou de bobine à la tension de bobine et au type CA/CC spécifiés.
- Vérifier si la polarité de la bobine est importante en raison d'une LED ou d'une diode interne.
- Identifier COM, NF et NO à partir du schéma, et non par la position physique.
- Déterminez l'état hors tension requis avant de choisir entre NO ou NF.
- Protégez l'alimentation et les conducteurs du circuit commuté.
- Vérifiez les caractéristiques nominales des contacts pour la tension, le régime AC/DC, le type de charge, le courant d'appel et la fréquence de commutation.
- Ajoutez une suppression appropriée sur le circuit de commande de la bobine et sur toute charge inductive.
- Maintenez la séparation requise entre le câblage de commande et le câblage à plus haute tension.
- Isolez l'alimentation, inspectez le câblage et effectuez un test de continuité avant la mise en service.
Pour les applications de commutation temporisée, la même logique de contact s'applique après la fonction de temporisation sélectionnée. Voir le VIOX guide de câblage du relais temporisé pour les exemples A1/A2, d'entrée de commande et de contact temporisé. Les acheteurs et les tableautiers évaluant les formats de relais peuvent également examiner les capacités de fabrication de relais temporisés de VIOX.
Foire Aux Questions
Quelles sont les cinq broches d'un relais SPDT ?
Il s'agit de deux bornes de bobine plus COM, NF et NO. Les numéros de broches physiques varient. Les marquages courants de type CEI sont A1/A2, 11/12/14, tandis que de nombreux relais automobiles utilisent 85/86, 30/87a/87. Vérifiez toujours la fiche technique exacte.
Dois-je connecter l'alimentation au COM ou la charge au COM ?
L'un ou l'autre sens peut être électriquement possible pour un simple contact sec, mais une convention courante consiste à acheminer l'alimentation protégée vers le COM et à prendre la sortie sélectionnée depuis le NO ou le NF vers la charge. La conception finale doit tenir compte de la protection, de la mise à la terre, de la polarité, de l'isolation et des instructions du fabricant.
Dois-je utiliser NO ou NF ?
Utilisez NO lorsque la charge doit s'activer après la mise sous tension de la bobine. Utilisez NF lorsque la charge doit conduire avec la bobine hors tension et s'éteindre lorsqu'elle est sous tension. Évaluez le comportement requis en cas de perte de puissance de commande avant de décider.
Un relais 12 V peut-il commuter du 120 V ou du 230 V ?
Le marquage “ 12 V ” peut ne concerner que la bobine. La capacité des contacts à commuter la tension secteur dépend de leurs caractéristiques nominales explicites, du type de charge, de l'isolation, du support, du boîtier, des homologations et des règles d'installation. Ne jamais déduire la capacité des contacts à partir de la tension de la bobine.
Un relais SPDT nécessite-t-il une diode de roue libre ?
Une bobine CC simple pilotée par un semi-conducteur nécessite normalement une suppression des transitoires appropriée. Une diode montée en inverse est courante, mais elle peut ralentir le relâchement. Les relais avec suppression interne et les bobines CA nécessitent un traitement différent. Suivez les recommandations des fabricants du relais et du circuit de commande.
Comment savoir si un relais est sous tension ?
Un clic audible ou un voyant peut aider, mais aucun ne prouve le bon fonctionnement des contacts. Mesurez la tension de la bobine et, une fois le circuit isolé en toute sécurité, vérifiez la continuité des contacts dans les deux états.
Un relais SPDT peut-il inverser un moteur CC ?
Non. L'inversion d'un moteur CC à deux fils nécessite l'inversion des deux conducteurs, généralement en utilisant une configuration de contacts DPDT ou deux relais SPDT correctement dimensionnés et verrouillés.
Conclusion
Le câblage correct d'un relais SPDT repose sur une règle simple : bobine hors tension, le COM est relié au NF ; bobine sous tension, le COM est relié au NO. Le reste de la conception dépend de l'identification des bornes réelles, de l'adéquation avec l'alimentation de la bobine, de la sélection de l'état hors tension souhaité, de la vérification des contacts par rapport à la charge réelle et du contrôle des transitoires côté bobine et côté charge.
Ne vous fiez jamais à un schéma générique à cinq broches lorsqu'une fiche technique précise du relais est disponible. Un plan de bornage correct et une vérification des caractéristiques nominales spécifiques à la charge sont plus importants que l'aspect physique du relais.
