Un relais 12V est un élément clé de l'électronique moderne. Il s'agit d'un interrupteur électrique qui contrôle les circuits de haute puissance à l'aide d'un signal de faible puissance.
Vous trouverez des relais 12V partout. Ils sont dans les baies de moteur de voiture, les panneaux de contrôle industriel et les projets de passe-temps simples. Ils sont si courants parce que les systèmes CC 12V sont partout, ce qui fait des relais une solution universelle pour le changement de tâches.
Ce guide couvre tout sur les relais 12V. Nous verrons comment ils fonctionnent, les différents types que vous pouvez acheter, comment choisir le bon et comment les câbler et les réparer.
Comprendre les bases
Pour bien utiliser un relais 12V, vous devez savoir ce que c'est et comment cela fonctionne. C'est une idée simple avec de grandes possibilités.
Qu'est-ce qu'un relais?
Un relais permet à un petit courant électrique de contrôler un courant beaucoup plus important. Il maintient le circuit de commande et le circuit de charge séparé - ils ne sont pas physiquement connectés.
Chaque relais a deux pièces principales: un circuit d'entrée et un circuit de sortie. L'entrée a un électroaim (une bobine). La sortie a des contacts de commutation.
La norme 12V
"12V" signifie que l'électromagnémaire du relais a besoin de 12 volts pour s'activer.
Cette tension est standard dans tous les systèmes électriques de voitures. Il est également utilisé dans de nombreuses configurations de batteries et alimentations CC dans des équipements commerciaux et industriels. Cela rend les relais 12V incroyablement utiles.
Comment fonctionne un relais 12V
L'opération est magnifiquement simple. Lorsque 12V traverse les bornes de bobine du relais, elle passe par la bobine de fil.
Cela crée un champ magnétique. Le champ tire une pièce mobile appelée armature, qui fait partie de l'interrupteur à l'intérieur.
Lorsque l'armature se déplace, il s'ouvre ou ferme les contacts. Cela relie ou déconnecte le circuit séparé et haute puissance.
Retirez le courant de commande 12V et le champ magnétique disparaît. Un petit ressort repousse l'armature à l'endroit où il a commencé et les contacts reviennent à leur état normal.
Types de relais 12V
Tous les relais 12V fonctionnent de la même manière, mais ils se présentent sous différentes formes pour différents emplois. La principale différence est entre les types électromécaniques et à l'état solide.
Relais électromécaniques (DME)
Ceci est le type de relais classique. Il a des pièces mobiles et fait un "clic" audible lorsqu'il s'allume.
Les relais à usage général sont souvent appelés relais "glaçon". Vous les verrez dans des panneaux industriels. Les relais automobiles sont construits difficiles pour manipuler les vibrations du véhicule et les changements de température.
Les relais de verrouillage sont spéciaux. Ils n'ont besoin que d'une courte impulsion de courant pour changer les états. Ils restent ainsi sans puissance continue, ce qui permet d'économiser de l'énergie.
Relais à l'état solide (SSR)
Un relais à l'état solide 12V fait le même travail qu'un DME mais n'a pas de pièces mobiles. Il utilise des semi-conducteurs comme des thyristors ou des MOSFET pour changer la charge.
Les avantages sont énormes: ils durent presque éternellement, courent silencieusement et changent beaucoup plus rapidement. Ils résistent également au choc et aux vibrations.
Mais les SSR coûtent plus cher, créent plus de chaleur et ont une petite baisse de tension sur leurs sorties. Les contacts mécaniques ont une résistance presque nulle.
Autres relais spécialisés
Il existe d'autres types au-delà de ces deux catégories principales. Les relais de retard de temps ont une minuterie intégrée qui active ou désactive la sortie après une heure définie.
Les relais de roseau sont de petits relais rapides qui utilisent un interrupteur à roseau magnétiquement sensible dans un tube en verre. Ils sont parfaits pour des emplois à faible courant.
Spécifications de sélection des clés
Choisir le bon relais 12V est essentiel pour la sécurité et la fiabilité. Regardez au-delà de la tension de la bobine et vérifiez les spécifications du cas du relais ou de la fiche technique.
Tension de bobine
C'est la spécification la plus simple à comprendre. Une bobine de relais 12V fonctionne de manière fiable à 12V DC. Trop peu de tension pourrait ne pas activer le relais. Trop de tension peut surchauffer et détruire la bobine.
Cote de contact
La cote de contact peut être la spécification de sécurité la plus importante. Il vous indique la tension maximale et le courant que l'interrupteur interne du relais peut gérer.
Vous verrez généralement deux valeurs, comme "10A 250VAC" et "10A 30VDC". Cela signifie que les contacts peuvent basculer en toute sécurité jusqu'à 10 ampères, mais la tension maximale dépend du fait que la charge est AC ou DC.
Pensez également à votre type de charge. Une charge inductive comme un moteur crée un grand pic de courant au démarrage. Pour ces charges, choisissez un relais avec une note de courant beaucoup plus élevée que le courant d'exécution normal du moteur.
Configuration de contact
L'agencement de contact décide comment le relais change le circuit. Ceci est décrit par "Polonais" et "lance".
Un "poteau" est le nombre de circuits séparés que le relais peut changer. Un "lancer" est le nombre de connexions de sortie auxquelles chaque pôle peut se connecter.
La SPST (pôle unique, un seul lancer) est un simple interrupteur de marche. SPDT (Pole unique, Double Throw) est le plus courant - une entrée qui bascule entre deux sorties. DPDT (double pôle, double lancer) commandant deux circuits séparés à la fois.
Consommation actuelle
Considérez le courant que la bobine du relais tire de votre circuit de contrôle. Cela compte pour la conception de l'alimentation électrique.
Combien d'ampères de courant consomment un relais 12V? La consommation actuelle d'un relais 12V dépend généralement de sa résistance à la bobine et du type de charge. Généralement, le courant de bobine pour les petits relais 12V communs varie de 30 mA à 150 mA.
La compréhension de la consommation de courant de relais est cruciale pour choisir la bonne alimentation et assurer un fonctionnement stable. Si vous conduisez le relais avec un microcontrôleur, assurez-vous que sa broche de sortie peut fournir ce courant. Vous avez souvent besoin d'un transistor en tant que conducteur.
Vous pouvez calculer le courant de la bobine en utilisant la loi d'Ohm (courant=tension / résistance) si la résistance de la bobine est dans la fiche technique.
Facteur de forme physique
Les relais se présentent sous différentes formes et tailles. Les relais de montage PCB ont des épingles pour souder directement sur les cartes de circuits imprimées.
Les relais de recharge s'adaptent dans les bases ou les prises de correspondance. Cela permet un remplacement facile sans désolant, ce qui est idéal pour l'entretien industriel.
Les relais de montage de panneau ont des tabliers ou des trous à vis pour le montage à un châssis ou un panneau.
Câblage d'un relais 12V
Un câblage approprié est essentiel pour un fonctionnement sûr et correct. La plupart des relais automobiles et à usage général utilisent un système de numérotation des broches standard.
Identifier les broches
L'épinglage le plus courant, appelé Bosch ou ISO Standard, utilise ces nombres:
* ** 85 et 86: ** Ceux-ci se connectent à la bobine. Appliquez 12V sur ces épingles pour activer le relais. La polarité n'a généralement pas d'importance à moins qu'il n'y ait une diode de suppression intégrée.
* ** 30: ** C'est le contact commun. C'est l'entrée du circuit que vous souhaitez changer.
* ** 87: ** C'est le contact normalement ouvert (non). La broche 30 et la broche 87 ne sont pas connectées lorsque le relais est désactivé. Ils se connectent uniquement lorsque la bobine est sous tension.
* ** 87a: ** Il s'agit du contact normalement fermé (NC). La broche 30 et la broche 87a sont connectées lorsque le relais est désactivé. Cette connexion se brise lorsque la bobine est sous tension.
Un diagramme de câblage de base
Disons que vous souhaitez utiliser un petit interrupteur de tableau de bord pour allumer de puissantes lumières hors route. Les lumières dessinent trop de courant pour que le petit interrupteur soit géré directement.
Le circuit de commande est simple: connectez un fil à partir d'une source 12V, via votre commutateur de tableau de bord, pour épingler 86 du relais. Connectez la broche 85 à un bon sol de châssis.
Le circuit de charge gère la haute puissance: connectez un fil épais et fusionné de la borne positive de la batterie directement à la broche 30. Connectez la broche 87 à la borne positive de vos lumières. Enfin, connectez la borne négative des lumières à un bon sol de châssis.
Maintenant, lorsque vous retournez le petit interrupteur, il envoie un signal 12V à faible courant dans la bobine de relais. Cela ferme les contacts de haute puissance pour éclairer vos lumières.
La diode Flyback
Lorsque le courant vers une bobine inductive s'arrête soudainement, le champ magnétique effondré crée une grande pic de tension dans la direction opposée. C'est ce qu'on appelle le coup de pied inductif ou le "flyback".
Cette pointe de tension peut être de plusieurs centaines de volts. Il peut facilement endommager l'électronique sensible comme le microcontrôleur ou le transistor contrôlant le relais.
Pour éviter cela, connectez une "diode de flyback" (également appelée suppression ou diode en roue libre) parallèle avec la bobine de relais. Une diode 1N4001 commune fonctionne bien pour la plupart des relais 12V.
Installez la diode en biais inverse. La cathode (la fin avec la bande) se connecte au côté bobine positif (broche 86). L'anode se connecte au côté négatif (broche 85). Pendant le fonctionnement normal, la diode ne fait rien. Lorsque la bobine se désactive, la tension pnite court en toute sécurité à travers la diode, protégeant votre circuit de commande.
Applications communes
Les relais 12V sont polyvalents, vous les trouverez donc partout - des véhicules de tous les jours aux systèmes d'automatisation avancés.
Systèmes automobiles
Les voitures modernes sont pleines de relais 12V. Ils contrôlent les appareils à courant élevé comme les phares, les ventilateurs de refroidissement par radiateur, les pompes à carburant, les cornes et les moteurs de démarrage.
L'utilisation des relais permet un câblage plus mince et plus léger à fonctionner vers les commandes du pilote. Le câblage lourd et à courant élevé peut rester court et efficace dans la baie des moteurs.
Panneaux de contrôle industriels
Dans l'automatisation industrielle, les relais comblent l'écart entre les contrôleurs logiques programmables à basse tension (PLC) et les machines de haute puissance.
Ils activent les moteurs, activent des solénoïdes, contrôlent les radiateurs et changent de gros contacteurs. Ils fournissent également une isolation électrique critique, protégeant les sorties de PLC délicates des environnements électriques d'usine difficiles.
Automatisation et bricolage
Pour les amateurs d'électronique, les relais 12V ouvrent la porte au contrôle du monde réel. L'utilisation d'un module de relais avec un PI Arduino ou Raspberry permet un signal logique de 3,3 V ou 5V contrôler des appareils 12V en toute sécurité ou même des appareils secteur-tension.
Les projets communs comprennent des systèmes d'éclairage automatisés, des ventilateurs à température contrôlée et des appareils à domicile intelligents. Les modules de relais incluent souvent le transistor du pilote nécessaire et la diode Flyback, ce qui les rend faciles à utiliser.
CVC et appareils
Systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) intérieurs, les relais 12V contrôlent souvent différentes vitesses de ventilateur ou basculent sur l'embrayage du compresseur principal.
Vous les trouverez également dans divers appareils, commandant des éléments de chauffage ou des moteurs en fonction des signaux de contrôle d'une carte de circuit imprimé central.
Dépannage des problèmes communs
Les relais sont généralement fiables, mais ils peuvent échouer. Savoir comment résoudre les problèmes courants peut économiser beaucoup de temps et de frustration. Un multimètre est essentiel pour ces chèques.
Relais ne pas activer
Si le relais ne fait pas son son caractéristique "cliquez".
Tout d'abord, utilisez un multimètre pour vérifier 12V sur les broches 85 et 86 lorsque le commutateur de contrôle est allumé. Si la tension est manquante ou bas, tracez le câblage vers la source et vérifiez votre commutateur et votre connexion à la terre.
Si 12V est présent, la bobine elle-même peut avoir échoué. Débranchez le relais et définissez votre multimètre sur le mode résistance (OHMS). Une bonne bobine aura une faible résistance, généralement entre 50 et 200 ohms. Une lecture infinie signifie que le fil de bobine est cassé à l'intérieur.
Relais clics, le chargement échoue
Si vous entendez le relais cliquez mais l'appareil qu'il est censé alimenter ne s'allume pas, le problème est dans le circuit de chargement ou les contacts du relais.
Tout d'abord, confirmez que vous avez de la puissance à la broche 30. Il s'agit de la puissance de la source pour votre charge. Vérifiez le fusible pour ce circuit.
Si l'alimentation est présente à la broche 30, activez le relais et vérifiez l'alimentation à la broche 87. S'il n'y a pas d'alimentation à la broche 87, les contacts internes ont échoué. Si une alimentation est présente, le problème est encore en aval dans le câblage à la charge ou à la connexion de la terre de la charge.
Relais collant
Parfois, les contacts d'un relais peuvent se souder. Cela se produit généralement lors de la commutation de courant bien au-delà de la note du relais, provoquant un grand arc qui fait fondre les surfaces de contact.
Il s'agit d'un échec critique. Le circuit restera allumé même lorsque la bobine de relais sera éteinte. C'est un signe clair que le relais est gravement sous-dimensionné pour le travail. Remplacez-le par un relais qui a une note de courant de contact beaucoup plus élevée.
Relais bourdonnant
Un son bourdonnant ou bavardant d'un DME signifie généralement un problème avec le signal de contrôle. La bobine obtient juste assez de tension pour commencer à tirer l'armature, mais pas assez pour le maintenir fermement.
Cela peut être causé par une mauvaise connexion au sol, une résistance élevée dans le câblage de contrôle ou une alimentation défaillant qui ne peut pas fournir suffisamment de courant. Vérifiez toutes les connexions dans le circuit de commande et mesurez la tension aux bornes de bobine sous charge.
Conclusion
Le relais 12V est simple mais puissant. Il sert de lien critique dans d'innombrables systèmes électriques. À partir de sa fonction de base en tant que commutation isolée électriquement à ses diverses applications, son importance ne peut pas être surestimée.
Comprendre ses principes principaux, savoir comment sélectionner les bonnes spécifications et appliquer des techniques de câblage et de sécurité appropriées vous permet de exploiter la puissance des relais 12V. Vous pouvez construire des circuits robustes, fiables et sûrs. Il reste un outil essentiel pour les ingénieurs, les techniciens et les amateurs.