Il relè a 5 pin è un componente elettrico versatile utilizzato per controllare dispositivi ad alta corrente con segnali a bassa potenza, comunemente utilizzati nei sistemi automobilistici, nella domotica e nei macchinari industriali. Questa guida esplora la funzionalità, la configurazione e il corretto cablaggio dei relè a 5 pin, offrendo approfondimenti sul loro funzionamento e sulle loro applicazioni.
Ripartizione dei componenti del relè a 5 pin
Credito a Omron
Un relè a 5 pin è costituito da diversi componenti chiave che lavorano insieme per consentire la sua funzionalità di commutazione:
- Bobina elettromagnetica: Costituito da un filo di rame avvolto intorno a un nucleo di ferro, genera un campo magnetico quando viene alimentato.
- Armatura: Una leva metallica mobile che risponde al campo magnetico della bobina, collegando o scollegando i contatti del relè.
- Contatti: Gli elementi di commutazione, tra cui:
- Contatto comune (COM): Il punto di connessione centrale (pin 30).
- Contatto normalmente aperto (NO): Si collega a COM quando è alimentato (pin 87).
- Contatto normalmente chiuso (NC): Collegato a COM quando è diseccitato (pin 87A).
- Primavera: Fornisce la forza di ritorno per ripristinare l'armatura quando la bobina è diseccitata.
- Alloggi: Un involucro protettivo, in genere di plastica o metallo, che racchiude tutti i componenti interni.
- Terminali: I cinque pin esterni (85, 86, 30, 87, 87A) per il collegamento a circuiti esterni.
Questi componenti lavorano insieme per consentire al relè di passare da un circuito all'altro, garantendo l'isolamento elettrico e il controllo di carichi ad alta corrente con segnali a bassa potenza.
Configurazione dei pin del relè
La configurazione a 5 pin del relè è composta da due serie distinte di pin:
- Perni della bobina (85 e 86): Quando viene applicata la tensione, il relè si eccita creando un campo magnetico che attiva l'interruttore.
- Pin di commutazione (30, 87 e 87A): Il pin 30 è il contatto comune collegato alla fonte di alimentazione, mentre 87 è il contatto normalmente aperto (NO) e 87A è il contatto normalmente chiuso (NC).
Quando è eccitato, il relè commuta il collegamento dal pin 30 all'87, consentendo il controllo di due circuiti diversi. Questa configurazione consente al relè di funzionare come un interruttore unipolare a doppia apertura (SPDT), offrendo versatilità in varie applicazioni elettriche.
Spiegazione del funzionamento dei relè
Il funzionamento di un relè a 5 pin si basa su principi elettromagnetici che gli consentono di controllare circuiti ad alta corrente con segnali a bassa potenza. Quando la tensione viene applicata ai pin della bobina (85 e 86), si crea un campo magnetico che attrae un'armatura interna. Questo movimento provoca la commutazione del contatto comune (pin 30) dalla sua posizione normale.
Nello stato non eccitato, il pin 30 è collegato al contatto normalmente chiuso (NC) (87A). Quando la bobina viene eccitata, l'armatura si muove, interrompendo questo collegamento e stabilendone uno nuovo tra il pin 30 e il contatto normalmente aperto (NO) (87). Questa azione di commutazione consente al relè di controllare contemporaneamente due circuiti separati.
La capacità del relè di gestire livelli di tensione diversi tra il circuito di controllo e quello commutato è un vantaggio fondamentale. Ad esempio, un segnale a 12 V può essere utilizzato per controllare un circuito funzionante a una tensione molto più alta, garantendo isolamento elettrico e sicurezza.
Il tempo di risposta è un altro aspetto cruciale del funzionamento dei relè. La maggior parte dei relè per autoveicoli è in grado di commutare entro 5-10 millisecondi, il che li rende adatti ad applicazioni sensibili al tempo. Tuttavia, è importante notare che le commutazioni ripetute possono causare l'usura dei contatti nel tempo.
Per proteggere il relè e prolungarne la durata, è comune utilizzare un diodo sui pin della bobina. Questo componente, spesso chiamato diodo flyback, impedisce i picchi di tensione che si verificano quando la bobina è diseccitata e che potrebbero danneggiare i componenti elettronici sensibili del circuito di controllo.
La comprensione della meccanica interna di un relè a 5 pin è essenziale per una corretta implementazione e risoluzione dei problemi. Imparando a conoscere questi principi operativi, ingegneri e tecnici possono integrare efficacemente questi versatili componenti in un'ampia gamma di sistemi elettrici, dai semplici circuiti automobilistici alle complesse applicazioni di controllo industriale.
Istruzioni per il cablaggio
Per cablare correttamente un relè a 5 pin, attenersi alla seguente procedura:
- Identificare i pin: 30 (comune), 87 (normalmente aperto), 87A (normalmente chiuso), 85 (alimentazione bobina) e 86 (massa bobina).
- Collegare la bobina collegando un filo dal pin 85 alla massa del circuito e un altro dal pin 86 all'interruttore di controllo o alla fonte di alimentazione.
- Collegare il carico al pin 30 (comune). Per i dispositivi che devono attivarsi quando il relè è eccitato, collegare il pin 87 (NO). Per i dispositivi che devono rimanere attivi quando il relè è spento, utilizzare il pin 87A (NC).
- Dopo aver completato i collegamenti, testare la configurazione applicando la tensione ai terminali della bobina (pin 85 e 86) e verificare che il relè commuti correttamente tra i pin 87 e 87A. Assicurarsi che tutti i collegamenti siano sicuri e utilizzare dispositivi di protezione appropriati, come i diodi sulla bobina, per evitare picchi di tensione che potrebbero danneggiare i componenti.
Applicazioni comuni
I relè a 5 pin sono componenti versatili ampiamente utilizzati in vari sistemi elettrici. Ecco un elenco di applicazioni comuni:
- Sistemi automobilistici:
- Controllo di fari, fendinebbia e illuminazione ausiliaria
- Gestione degli alzacristalli elettrici e della chiusura centralizzata
- Funzionamento delle pompe del carburante e delle ventole di raffreddamento del motore
- Macchinari industriali:
- Controllo di motori e attuatori nelle apparecchiature di produzione
- Gestione degli interblocchi di sicurezza e dei circuiti di arresto di emergenza
- Commutazione tra fonti di alimentazione nei sistemi di backup
- Domotica:
- Controllo di sistemi HVAC e termostati
- Azionamento di apriporta di garage e sistemi di sicurezza
- Gestione dei dispositivi smart home e dei controlli dell'illuminazione
- Distribuzione dell'alimentazione:
- Isolamento dei circuiti nei quadri elettrici
- Commutazione tra alimentazione principale e di riserva
- Controllo dei carichi ad alta corrente nei sistemi di energia solare ed eolica
Queste applicazioni sfruttano la capacità del relè a 5 pin di passare da un circuito all'altro, di gestire correnti elevate e di fornire isolamento elettrico, rendendolo un componente cruciale in vari sistemi elettrici ed elettronici.
