Un relé automotriz SPDT funciona como un interruptor electrónico. Utiliza una pequeña señal eléctrica para controlar un circuito potente. Este dispositivo dirige la corriente a una de dos salidas posibles.
[Imagen: un relé automotriz estándar de 5 pines con los pines 30, 87, 87a, 85 y 86 claramente etiquetados.]
Este dispositivo permite que un interruptor de baja-potencia, como un botón en el tablero, controle de forma segura equipos de alta-potencia. Piense en potentes ventiladores de refrigeración o faros. El relé no sólo enciende o apaga las cosas. Conmuta la energía entre dos circuitos separados desde una sola entrada. Esto hace que el relé unipolar de dos vías (SPDT) sea una de las piezas más útiles en proyectos personalizados de cableado de automóviles.
Anatomía de un relé SPDT
Es necesario comprender lo que sucede dentro de un relé SPDT para utilizarlo de manera eficaz. No es una caja misteriosa. En realidad, es un dispositivo simple y resistente.
[Imagen: un diagrama anotado que muestra los componentes internos de un relé SPDT: la bobina del electroimán, la armadura (polo), el contacto normalmente cerrado y el contacto normalmente abierto.]
Dentro de la caja de plástico hay dos circuitos relacionados. El primero maneja baja corriente para control. El segundo maneja alta corriente para la carga real. Cuando el circuito de control alimenta un electroimán, mueve físicamente un interruptor llamado "polo". Esto redirige el alto flujo de corriente-.
Veamos qué hace cada uno de los cinco pines.
El circuito de control
Este es el "cerebro" del relevo. Sólo necesita una pequeña cantidad de corriente (normalmente menos de 200 mA) para funcionar.
El pin 85 conecta la bobina a tierra. Este pin debe conectarse a una tierra sólida del chasis para que el electroimán interno funcione correctamente.
El pin 86 recibe energía o la señal de activación. Este pin recibe una señal de 12 V+ de su interruptor de control. Podría ser un interruptor de palanca, un sensor o la computadora de su vehículo. Cuando los 12 V llegan al pin 86 mientras el pin 85 está conectado a tierra, el electroimán se enciende.
El circuito de carga
Este es el "músculo" del relevo. Está diseñado para soportar corrientes elevadas que destruirían un interruptor pequeño.
El pin 30 es la conexión común. Este recibe energía de la fuente de alta-corriente. Debe conectarse directamente a la batería a través de un fusible del tamaño adecuado. Este es el "polo único" en el nombre SPDT.
El pin 87a es el contacto normalmente cerrado (NC). Cuando el relé está en reposo (no encendido), el pin 30 se conecta internamente al pin 87a. La energía fluye de 30 a 87a por defecto. Piense en "a" como "en reposo".
El pin 87 es el contacto normalmente abierto (NO). Este pin no tiene conexión con el pin 30 cuando el relé está en reposo. Solo cuando la bobina recibe energía (los pines 85 y 86 están activados) se activa el interruptor interno. Luego el pin 30 se conecta al pin 87.
Los números de PIN 30, 85, 86, 87 y 87a no son aleatorios. Siguen la norma alemana DIN 72552. Esta especificación se utiliza en todo el mundo en la industria automotriz. Esto significa que puede reemplazar un relé de un fabricante por uno de otro sin volver a aprender el cableado.
Aquí hay una referencia rápida para las funciones de los pines y sus estados.
|
Número de PIN |
Nombre estándar |
Función |
Estado cuando el relé está apagado |
Estado cuando el relé está encendido |
|
30 |
Común |
Entrada actual alta- |
Conectado a 87a |
Conectado a 87 |
|
87 |
Normalmente abierto |
Alta-corriente salida 1 |
Sin conexión |
Conectado a 30 |
|
87a |
Normalmente cerrado |
Alta-corriente salida 2 |
Conectado a 30 |
Sin conexión |
|
85 |
Tierra de la bobina |
Tierra del circuito de control |
N/A |
N/A |
|
86 |
Gatillo de bobina |
Alimentación del circuito de control |
N/A |
N/A |
Cableado y aplicaciones SPDT
Comprender los pines es sólo teoría. Usar ese conocimiento en circuitos reales es donde el relé SPDT muestra su valor. Exploraremos dos de sus usos más poderosos.
Aplicación 1: inversión de polaridad
Un desafío común es controlar un motor de CC para que se mueva en dos direcciones. Piense en un motor de elevalunas eléctrico o un actuador lineal. Una configuración de relé SPDT es la solución clásica. Esto requiere dos relés SPDT y un interruptor de control.
[Imagen: Un diagrama de cableado claro que muestra dos relés SPDT conectados a un motor de CC. Un interruptor DPDT controla los disparadores de ambos relés.]
El objetivo es invertir la polaridad del voltaje enviado al motor. En un estado, el cable positivo del motor obtiene 12 V+ y el cable negativo se pone a tierra. Para invertir la dirección, el cable positivo debe tener conexión a tierra y el cable negativo debe tener 12 V+.
Aquí está la lógica del cableado:
Conecte los dos cables del motor a los terminales Pin 30 de cada relé.
Conecte ambos terminales del pin 87 a una fuente de 12 V+ de alta corriente con fusible.
Conecte ambos terminales del Pin 87a a una tierra sólida del chasis.
El interruptor de control (idealmente un interruptor DPDT momentáneo (ON)-OFF-(ON)) controlará los activadores de la bobina del relé. Un lado del interruptor activará el pin 86 del relé 1. El otro lado activará el pin 86 del relé 2. Ambos pines 85 se conectan a tierra.
Cuando el sistema está en reposo (interruptor en la posición intermedia de APAGADO), ninguna de las bobinas del relé tiene energía. Ambos cables del motor (en el Pin 30 de cada relé) se conectan a tierra a través de sus terminales Pin 87a. Esto puede actuar como freno dinámico para el motor.
Cuando presiona el interruptor a la posición uno, el Relé 1 se enciende. Su Pin 30 cambia de tierra (87a) a 12V+ (87). Mientras tanto, el Relé 2 permanece en reposo, por lo que su Pin 30 permanece conectado a tierra. El motor ahora ve 12V+ en un cable y tierra en el otro. Esto hace que corra en una dirección.
Cuando presiona el interruptor en la posición opuesta, el Relé 2 se enciende y el Relé 1 descansa. La polaridad del motor se invierte. Esto hace que corra en la dirección opuesta.
Cuando trabaje en el circuito de un motor, utilice siempre un cable lo suficientemente grueso para la corriente de parada del motor, no solo para la corriente de funcionamiento. Hemos visto cables de tamaño insuficiente que se derriten instantáneamente cuando se atasca una ventana eléctrica. Esto hace que el motor se detenga y consuma la corriente máxima.
Aplicación 2: Control de ventilador de doble-velocidad
Muchos ventiladores eléctricos pueden funcionar a dos velocidades. La alta velocidad proporciona el máximo enfriamiento bajo carga pesada. Una velocidad más baja es suficiente para el enfriamiento general y es mucho más silenciosa. Un relé SPDT es perfecto para gestionar esto.
[Imagen: Un diagrama de cableado que muestra un único relé SPDT, un ventilador eléctrico, una resistencia de balasto y dos fuentes de disparo independientes.]
Esta configuración utiliza la función de cambio del relé para enviar toda la potencia al ventilador o enviar energía a través de una resistencia de balasto grande para reducir su velocidad.
Aquí está la lógica del cableado:
Conecte el cable positivo del ventilador al pin 30 del relé.
Conecte una fuente de 12 V+ con fusible de alta-corriente al pin 87.
Conecte la misma fuente de 12 V+ a un lado de una resistencia de balasto. Conecte el otro lado de la resistencia al pin 87a.
Se puede conectar un disparador de baja-temperatura (como un interruptor térmico de 195 grados F) a la fuente de alimentación del ventilador sin involucrar al relé. Expliquemos el caso de uso común para mayor claridad.
El disparador de baja-velocidad (como un sensor de refrigerante que se cierra a 195 grados F) no activa el relé. En este estado, la energía fluye desde la fuente, a través de la resistencia de balasto y hasta el pin 87a. Como el relé está en reposo, el pin 87a se conecta al pin 30, que alimenta el ventilador. El ventilador funciona a baja velocidad.
El disparador de alta-velocidad (como un sensor que se cierra a 210 grados F o que se activa el embrague del aire acondicionado) envía una señal de 12 V+ al pin 86 del relé. El pin 85 se conecta a tierra.
Esto alimenta la bobina del relé. El interruptor interno desconecta inmediatamente el Pin 30 del Pin 87a y lo conecta al Pin 87.
Ahora, el ventilador del Pin 30 recibe toda la energía de la batería directamente del Pin 87, sin pasar por la resistencia. El ventilador cambia instantáneamente a funcionamiento de alta-velocidad. Cuando la condición de alta-temperatura desaparece, se elimina el activador en el Pin 86. El relé se apaga y regresa al circuito de baja-velocidad normalmente cerrado.
Una guía de instalación para técnicos
Conocer los diagramas es una cosa. Construir un circuito que sea seguro, confiable y fácil de solucionar es otra. Esto viene de la experiencia del garaje.
Mejores prácticas de instalación
Una instalación de calidad-profesional se define por su durabilidad y facilidad de servicio.
Primero, elija el relé correcto. La mayoría de los relés SPDT para automóviles tienen una clasificación de 30/40 A. Esto significa que pueden manejar 40 A en el circuito normalmente abierto (Pin 87) y 30 A en el circuito normalmente cerrado (Pin 87a). Siempre haga coincidir esta clasificación con el consumo de corriente esperado de su carga, con un margen de seguridad. Para componentes expuestos a la intemperie, utilice un relé sellado resistente a la intemperie.
Utilice siempre un enchufe o arnés de relé. Si bien puede utilizar conectores de pala individuales en las clavijas del relé, un enchufe dedicado permite una instalación mucho más limpia. También facilita mucho la sustitución de un relé defectuoso.
La fusión no es opcional. Es fundamental para la seguridad. La alimentación principal del circuito de carga (el cable al pin 30) debe tener un fusible. Este fusible debe tener la clasificación adecuada para el calibre del cable y la carga. Debe colocarse lo más cerca posible de la fuente de alimentación (como la batería). Esto protege todo el tendido de cables contra cortocircuitos.
El calibre del cable es muy importante. El uso de un cable demasiado delgado para la corriente que transporta crea un riesgo de incendio. El cable se calentará, su resistencia aumentará, el voltaje caerá y el aislamiento puede derretirse. Consulte una tabla de calibres de cables de 12 V. Considere tanto el amperaje de su dispositivo como la longitud total del cableado.
Finalmente, haga conexiones sólidas. Para la mayoría de los entornos automotrices, los conectores de engarzado no-aislados y de alta-calidad cubiertos con tubos termorretráctiles revestidos-con adhesivo funcionan mejor. Ofrecen la mejor combinación de resistencia mecánica y sellado ambiental. Si bien la soldadura crea una buena unión eléctrica, puede crear un punto rígido que es propenso a romperse por la vibración a menos que esté soportado adecuadamente.
Solución de problemas comunes
Incluso con un plan perfecto, las cosas pueden salir mal. Un enfoque sistemático para la resolución de problemas le ahorrará horas de frustración.
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Síntoma |
Posibles causas |
Cómo probar/solución |
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El relé no hace "clic" cuando se activa el interruptor |
1. Mala conexión a tierra en el pin 85. |
1. Utilice un multímetro en su configuración de continuidad para probar la conexión desde el pin 85 a una tierra del chasis en buen estado. |
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El relé hace "clic" pero el dispositivo no se enciende |
1. No hay corriente-alta en el Pin 30. |
1. Utilice un multímetro para comprobar si hay 12 V+ constantes en el pin 30. |
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El dispositivo en el Pin 87a está siempre encendido |
1. La bobina del relé no se activa. |
1. Ésta es la función prevista. El problema radica en el circuito de control. No se le indica al relé que se active. Consulte el síntoma "El relé no hace clic" arriba para diagnosticar el circuito de control. |
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El relé emite un zumbido o un parloteo. |
1. Voltaje o corriente insuficiente a la bobina. |
1. Verifique el voltaje de la batería del vehículo. Una batería baja puede causar esto. También verifique la integridad del cable del gatillo (al pin 86) para ver si hay alta resistencia. |
Configuraciones SPDT avanzadas
La versatilidad del relé SPDT va mucho más allá de simples tareas de encendido/apagado o cambio. Aquí hay algunas ideas avanzadas para mostrar su potencial.
Iniciador-Interrupción antirrobo-
Se puede crear un sistema antirrobo sencillo pero eficaz- utilizando un único relé SPDT. El objetivo es interrumpir la señal al solenoide de arranque a menos que se active un interruptor oculto.
La configuración implica cortar el cable del gatillo del motor de arranque (el cable pequeño en el solenoide del motor de arranque). Luego, este cable se pasa a través de los contactos normalmente abiertos del relé. El cable del interruptor de encendido va al pin 30. El cable que continúa hasta el solenoide de arranque se conecta al pin 87.
Por defecto, con el relé en reposo, el circuito está abierto. Girar la llave no hará nada. La bobina del relé (pines 86 y 85) se conecta a un interruptor de palanca oculto. Sólo cuando accionas este interruptor oculto se enciende el relé. Esto conecta el pin 30 al 87 y permite que el automóvil arranque. El pin 87a no se utiliza.
Conversión de bocina y luz todoterreno-
Esta configuración permite que un solo botón, como el botón de la bocina, realice dos funciones diferentes según el estado de un interruptor maestro.
La configuración requiere un cableado cuidadoso. El cable de salida del botón de la bocina se utiliza como disparador para el relé SPDT, conectándose al pin 86. Un interruptor maestro de "modo todoterreno-carretera" controla si se utiliza el relé. Esto puede resultar complejo y a menudo implica un segundo relevo.
Una configuración más sencilla para un resultado similar: la salida del botón de la bocina se divide. Un camino va a la bocina estándar. El otro camino va al Pin 86 de un relé que controla las luces todoterreno. Se coloca un interruptor maestro en-línea con esta segunda ruta. Cuando el interruptor principal está apagado, al presionar la bocina solo suena la bocina. Cuando el interruptor principal está encendido, presionar la bocina ahora también activa el relé de las luces.
Cambiar entre dos bocinas
Imagínese tener una bocina urbana estándar y una bocina de tren potente. Ambos se controlan mediante el mismo botón del volante pero se seleccionan mediante un interruptor independiente. Un relé SPDT facilita esto.
Utilizamos el relé SPDT como enrutador de señal. La salida del botón de la bocina se conecta al pin 30. El cable del disparador de la bocina de la ciudad se conecta al pin 87a. El disparador del relé de la bocina del tren se conecta al Pin 87.
Un interruptor de palanca separado en el tablero controla la bobina del relé SPDT (Pin 86).
Cuando el interruptor de palanca está en APAGADO, el relé está en reposo. Al presionar el botón de la bocina se envía la señal desde el Pin 30 a través del Pin 87a. Esto activa la bocina de la ciudad.
Cuando enciende el interruptor de palanca, el relé se enciende. Ahora, cuando presiona el botón de la bocina, la señal del Pin 30 pasa por el Pin 87. Esto activa la bocina del tren.
Su aliado automotriz versátil
El relé SPDT para automóviles es un componente simple con potentes capacidades. Hemos visto cómo funciona como conmutador. Utiliza una pequeña señal para dirigir de forma segura corriente de alta-potencia a uno de dos destinos.
Desde invertir la polaridad del motor y habilitar el control del ventilador de doble-velocidad hasta crear circuitos personalizados de seguridad y conveniencia, su versatilidad está limitada solo por su imaginación. Al comprender sus cinco pines y aplicar principios de instalación segura, obtendrá una herramienta poderosa para cualquier proyecto de 12 V. Ahora estás equipado para construir sistemas eléctricos automotrices más complejos, robustos y de nivel profesional-.
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