5-pins relais en de werking ervan begrijpen

Een 5-polig relais is een veelzijdig elektrisch onderdeel dat wordt gebruikt om apparaten met een hoge stroomsterkte te besturen met signalen met een laag vermogen. Dit wordt vaak aangetroffen in automobielsystemen, domotica en industriële machines. Deze handleiding onderzoekt de functionaliteit, configuratie en juiste bedrading van 5-pins relais en biedt inzicht in hun werking en toepassingen.

5-pins relais onderverdeling

Krediet aan Omron 

Een 5-polig relais bestaat uit een aantal belangrijke onderdelen die samenwerken om de schakelfunctie mogelijk te maken:

• Elektromagnetische spoel: Gemaakt van koperdraad gewikkeld rond een ijzeren kern, genereert het een magnetisch veld wanneer het onder spanning wordt gezet.
• Armatuur: Een beweegbare metalen hendel die reageert op het magnetische veld van de spoel, waardoor de relaiscontacten worden verbonden of verbroken.
• Contactpersonen: De schakelelementen, inclusief:
  • Gemeenschappelijk contact (COM): Het centrale aansluitpunt (pin 30).
  • Normaal open (NO) Contact: Wordt verbonden met COM als deze onder spanning staat (pin 87).
  • Normaal Gesloten (NC) Contact: Verbonden met COM wanneer spanningsloos (pin 87A).
• Lente: Levert retourkracht om het anker te herstellen wanneer de spoel spanningsloos is.
• Huisvesting: Een beschermende behuizing, meestal van plastic of metaal, die alle interne componenten omhult.
• Terminals: De vijf externe pinnen (85, 86, 30, 87, 87A) voor aansluiting op externe circuits.

Deze componenten werken samen om het relais in staat te stellen tussen circuits te schakelen, elektrische isolatie te bieden en belastingen met een hoge stroomsterkte aan te sturen met signalen met een laag vermogen.

Pinconfiguratie relais

De 5-pins relaisconfiguratie bestaat uit twee verschillende sets pinnen:

• Spoelpennen (85 en 86): Deze bekrachtigen het relais wanneer er spanning op wordt gezet, waardoor er een magnetisch veld wordt gecreëerd om de schakelaar te activeren.
• Schakelpinnen (30, 87 en 87A): Pen 30 is het algemene contact dat verbonden is met de voedingsbron, terwijl 87 het normaal open (NO) contact is en 87A het normaal gesloten (NC) contact.

Wanneer het relais bekrachtigd wordt, schakelt het de verbinding van pin 30 naar 87, waardoor twee verschillende circuits bestuurd kunnen worden. Door deze opzet kan het relais functioneren als een SPDT-schakelaar (Single Pole Double Throw), wat veelzijdigheid biedt in diverse elektrische toepassingen.

Werking van relais uitgelegd

De werking van een 5-polig relais is gebaseerd op elektromagnetische principes, waardoor het circuits met hoge stroomsterkte kan aansturen met signalen met een laag vermogen. Wanneer er spanning op de spoelpennen (85 en 86) wordt gezet, ontstaat er een magnetisch veld dat een intern anker aantrekt. Deze beweging zorgt ervoor dat het gemeenschappelijke contact (pin 30) vanuit zijn normale positie schakelt.

In uitgeschakelde toestand is pen 30 verbonden met het NC-contact (87A). Wanneer de spoel bekrachtigd wordt, beweegt het anker, waardoor deze verbinding verbroken wordt en er een nieuwe verbinding ontstaat tussen pen 30 en het normaal open (NO) contact (87). Door deze schakelactie kan het relais twee afzonderlijke circuits tegelijk aansturen.

Het vermogen van het relais om verschillende spanningsniveaus tussen de besturing en de geschakelde circuits te verwerken is een belangrijk voordeel. Een 12V-signaal kan bijvoorbeeld worden gebruikt om een circuit te besturen dat op een veel hogere spanning werkt, wat zorgt voor elektrische isolatie en veiligheid.

Reactietijd is een ander cruciaal aspect van de werking van relais. De meeste relais voor auto's kunnen binnen 5-10 milliseconden schakelen, waardoor ze geschikt zijn voor tijdgevoelige toepassingen. Het is echter belangrijk op te merken dat herhaaldelijk schakelen na verloop van tijd kan leiden tot slijtage van de contacten.

Om het relais te beschermen en de levensduur te verlengen, is het gebruikelijk om een diode over de spoelpinnen te plaatsen. Deze component, vaak een flyback diode genoemd, voorkomt spanningspieken die optreden wanneer de spoel spanningsloos wordt gemaakt en die anders gevoelige elektronische componenten in het stuurcircuit zouden kunnen beschadigen.

Inzicht in de interne mechanica van een 5-polig relais is essentieel voor een goede implementatie en probleemoplossing. Door deze werkingsprincipes te begrijpen, kunnen ingenieurs en technici deze veelzijdige componenten effectief integreren in een groot aantal elektrische systemen, van eenvoudige schakelingen in de auto-industrie tot complexe industriële besturingstoepassingen.

Bedradingsinstructies

Volg deze stappen om een 5-pins relais correct te bedraden:

1. Identificeer de pinnen: 30 (Common), 87 (Normally Open), 87A (Normally Closed), 85 (Coil Power) en 86 (Coil Ground).
2. Sluit de spoel aan door een draad van pin 85 naar de massa van het circuit te leiden en een andere draad van pin 86 naar de bedieningsschakelaar of voedingsbron.
3. Sluit de belasting aan op pin 30 (Common). Voor apparaten die geactiveerd moeten worden als het relais bekrachtigd is, sluit je aan op pin 87 (NO). Voor apparaten die actief blijven als het relais uit is, gebruik je pin 87A (NC).
4. Nadat de aansluitingen zijn gemaakt, test je de opstelling door spanning op de spoelaansluitingen (pennen 85 en 86) te zetten en te controleren of het relais correct schakelt tussen pennen 87 en 87A. Zorg ervoor dat alle aansluitingen goed vastzitten en gebruik de juiste beveiligingen, zoals diodes over de spoel, om spanningspieken te voorkomen die onderdelen kunnen beschadigen.

Algemene toepassingen

5-polige relais zijn veelzijdige componenten die op grote schaal worden gebruikt in verschillende elektrische systemen. Hier volgt een lijst met veelvoorkomende toepassingen:

• Automobielsystemen:
  • Koplampen, mistlampen en extra verlichting bedienen
  • Beheer elektrische ramen en centrale vergrendeling
  • Brandstofpompen en motorkoelventilatoren bedienen
• Industriële machines:
  • Motoren en actuators in productieapparatuur besturen
  • Veiligheidsvergrendelingen en noodstopcircuits beheren
  • Schakelen tussen stroombronnen in back-upsystemen
• Huisautomatisering:
  • HVAC-systemen en thermostaten regelen
  • Garagedeuropeners en beveiligingssystemen bedienen
  • Smart home-apparaten en verlichtingsregelingen beheren
• Stroomverdeling:
  • Circuits isoleren in elektrische panelen
  • Schakelen tussen hoofd- en reservevoeding
  • Regeling van sterkstroombelastingen in zonne- en windenergiesystemen

Deze toepassingen maken gebruik van het vermogen van het 5-pins relais om te schakelen tussen circuits, hoge stromen te verwerken en elektrische isolatie te bieden, waardoor het een cruciale component is in verschillende elektrische en elektronische systemen.