Relé de 5 contactos

¿Qué es un relé de 5 polos?

Un relé de 5 patillas es un dispositivo de control electrónico con cinco patillas, que se utiliza ampliamente en el control de conmutación de diversos circuitos electrónicos. Los cinco pines corresponden a diferentes conexiones eléctricas, y el control on-off del circuito se realiza a través del principio electromagnético.

1.Estructura

Núcleo de hierro: como componente central del sistema electromagnético, es responsable de conducir y concentrar las líneas de fuerza magnéticas.
Sistema de contacto: contiene contactos dinámicos y estáticos, responsables del control on-off del circuito principal.
Bobina electromagnética: genera fuerza electromagnética después de energizado, e impulsa la acción de contacto.
Carcasa: proporciona protección mecánica y aislamiento eléctrico

2 tipos

Según la configuración de los contactos se pueden dividir en
Tipo de contacto único: un conjunto de contactos normalmente abiertos o normalmente cerrados.
Tipo de doble contacto: incluyendo dos juegos de contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados.
Tipo multicontacto: adecuado para escenarios de control complejos.
En aplicaciones prácticas, es necesario seleccionar el modelo de relé adecuado en función de las características de la carga (corriente/tensión), los parámetros de la señal de control y el espacio de instalación, entre otros factores. También deben tenerse en cuenta requisitos especiales, como la resistencia a las vibraciones y la estanqueidad, para condiciones de trabajo especiales.

Explicación de los pines y funciones de los relés de 5 patillas

Un relé de 5 polos suele tener cinco terminales etiquetados como 30, 85, 86, 87y 87aCada uno de ellos cumple una función eléctrica específica:

Pin	Función	Conexión típica
30	Entrada de alimentación principal, conectado directamente a la batería o a una fuente de alimentación con fusibles	Alimentación principal del vehículo (+12V/24V)
85	Entrada de alimentación del circuito de control, recibe la señal de un interruptor o módulo de control	Conectado a un interruptor de control (por ejemplo, interruptor de encendido, señal de ECU)
86	Masa del circuito de controlcompleta el circuito de la bobina con el pin 85	Conectado a la masa del vehículo (chasis)
87	Contacto normalmente cerrado (NC)conectado a 30 cuando el relé está desexcitado, y se abre cuando está excitado	Se conecta a una carga activa por defecto
87a	Contacto normalmente abierto (NA)desconectado de 30 cuando está sin tensión y se cierra cuando está con tensión	Se conecta a una carga que se activa sólo cuando recibe alimentación

Lógica de funcionamiento

• Estado sin tensión (bobina no alimentada):

• 30 ↔ 87 cerrado (NC)
• 30 ↔ 87a abierto (NO)

• Estado energizado (85-86 potencia, bobina activada):

• 30 ↔ 87 abre
• 30 ↔ 87a cierra

Este diseño permite Relé de 5 polos realizar conmutación de circuitos (por ejemplo, faros, control del ventilador) a la vez que admite conmutación de doble carga (por ejemplo, ventiladores de alta/baja velocidad, avance/retroceso del motor, etc.).

Ventajas y desventajas de los relés de 5 polos

1.Principales ventajas

• Capacidad de control de varios circuitos

• Puede controlar simultáneamente varios circuitos independientes para operaciones de conmutación complejas
• Admite configuraciones de contacto normalmente abierto (NO) y normalmente cerrado (NC)

• Gran capacidad de carga

• Manipulación de carga típica: 10-40A, adecuado para dispositivos de alta potencia
• Compatible con varios niveles de tensión (12 V/24 V/220 V CA/CC)

• Amplia gama de aplicaciones

• Sistemas de control de automatización industrial
• Electrónica del automóvil (por ejemplo, faros, ventiladores de refrigeración)
• Control de dispositivos domésticos inteligentes
• Equipos de protección del sistema eléctrico

2.Principales desventajas

• Mayor complejidad del cableado

• Requiere la identificación correcta de los 5 terminales (30/85/86/87/87a)
• Un cableado incorrecto puede provocar fallos en el relé o daños en el equipo.
• A menudo es necesario consultar los esquemas eléctricos

• Consideraciones económicas

• El coste unitario es entre 2 y 5 veces superior al de los interruptores simples
• Gastos adicionales de cableado para la integración del sistema
• Precio significativamente más alto para los modelos de alta corriente

• Otras limitaciones

• Los contactos mecánicos tienen una vida útil limitada (~100.000 operaciones)
• Genera interferencias electromagnéticas durante la conmutación
• Más voluminosos que los relés de estado sólido

3.Recomendaciones de uso

Ideal para controlar de forma fiable cargas de potencia media-alta. Para aplicaciones de control sencillas de baja potencia, pueden ser preferibles soluciones más económicas. La instalación profesional debe utilizar terminales claramente etiquetados y con el aislamiento adecuado.

Principio de funcionamiento de un relé de 5 polos

Un relé de 5 polos funciona mediante una acción de conmutación electromagnética, siguiendo esta secuencia:

• Estado por defecto (sin tensión)

• La armadura interna del relé está sujeta por un muelle
• El terminal 30 conecta con el 87 (Circuito normalmente cerrado)
• El terminal 30 se desconecta del 87a (circuito normalmente abierto)

• Activación (bobina activada)

• Cuando se aplica alimentación a través de los pines 85 (+) and 86 (-):
• La bobina del electroimán genera un campo magnético
• La fuerza magnética supera la tensión del muelle
• La armadura se mueve físicamente, provocando:
  • 30 desconexiones de 87 (se abre el circuito NC)
  • 30 conecta con 87a (circuito NO cerrado)

• Desactivación (bobina desactivada)

• Cuando se retira la alimentación de la bobina:
• El campo magnético se colapsa instantáneamente
• El muelle devuelve la armadura a la posición por defecto
• Todos los contactos vuelven a su estado original

Características clave:

• Conmutación rápida: Tiempo de respuesta típico 5-15ms
• Clic audible: El movimiento mecánico produce un sonido característico
• Control aislado: El circuito de bobina de baja potencia (normalmente 12 V/24 V CC) controla el circuito de carga de alta potencia (hasta 40 A).

Guía de conexión de relés de 5 patillas (procedimiento de instalación segura)

1. Preparación de la seguridad

• Aislamiento eléctrico: Compruebe que todas las fuentes de alimentación están desconectadas utilizando un multímetro.
• Preparación de herramientas: Prepare herramientas aisladas (luz de prueba de 12 V, pelacables).
• Inspección de relés: Compruebe las especificaciones del relé (tensión/corriente de la bobina, capacidad de los contactos).

2.Procedimiento estándar de cableado

Punto de conexión	Especificaciones de cableado
Pin 30	Connect to fused power source (max current ≤ relay rating)
Pin 85	Enlace a la salida del interruptor de control (disparo positivo)
Pin 86	Route to reliable ground point (resistance <0.5Ω)
Pin 87	Cable a dispositivo de carga NC (Normalmente Cerrado)
Clavija 87a	Conectar a dispositivo de carga NO (Normalmente Abierto)

3.Medidas de protección reforzadas

• Protección contra sobrecorriente: Instale un fusible rápido (125% de la corriente de carga) en la clavija 30.
• Supresión de tensión: Añadir diodo flyback (1N4007) a través de los pines de la bobina (85-86)
• Contacto Protección: Parallel RC snubber circuit (100Ω + 0.1μF) for inductive loads

4.Verificación y pruebas

• Comprobación previa a la activación:

• Continuity test between 30-87 (should show 0Ω)
• Open circuit between 30-87a (should show ∞Ω)

• Prueba de funcionamiento:

• Aplicar tensión de control (medir corriente de bobina 40-100mA típica)
• Verificar la transición de los contactos (clic audible en 20 ms)
• Medición de la corriente de carga (debe coincidir con las especificaciones del dispositivo)

Consejos profesionales:

• Para aplicaciones de automoción: Utilizar zócalo de relé con grado de protección IP67
• Entornos de alta vibración:Aplique fijador de roscas a los tornillos de los terminales
• Sistemas críticos:Implantar una configuración de relé redundante

Cómo comprobar un relé de 5 polos

El método de medición del estado bueno o malo del relé de cinco polos incluye principalmente los siguientes pasos:

1. Identificar las clavijas

En primer lugar, tienes que identificar las dos patillas de la bobina y las tres patillas de contacto del relé de cinco patillas. Las patillas de la bobina suelen tener una tensión alta (por ejemplo, 12 V o 24 V), mientras que las patillas de contacto tienen una tensión relativamente baja (entre 0 y 5 V).

2.Medición de la resistencia de contacto

Utilizando el ajuste de resistencia de un multímetro, mida la resistencia de cada contacto en relación con los demás contactos y consigo mismo.En circunstancias normales, dos contactos cualesquiera deberían mostrar una gran resistencia entre ellos, lo que indica que no forman una vía. Si la resistencia es baja, puede existir un cortocircuito. Al mismo tiempo, un solo contacto en su propia resistencia también debe ser grande, de lo contrario puede indicar que el contacto y la cáscara del relé hay un cortocircuito.

3.Detección de la tensión de la bobina

Detecte la tensión a través de las patillas de la bobina utilizando el engranaje de tensión del multímetro.Si se detecta tensión, la bobina está en buen estado; si no se muestra tensión, puede significar que la bobina está desconectada.

4.Prueba funcional

Si todas las mediciones anteriores son las esperadas, se puede conectar el relé al circuito para realizar más pruebas funcionales y ver si puede enganchar y desenganchar correctamente los contactos.
Preste atención a los siguientes aspectos durante la medición:
Asegúrese de que la medición se realiza en estado de desconexión para evitar el peligro de descarga eléctrica.
Mantenga ambas manos y la sonda del multímetro aisladas de las partes metálicas del relé durante la medición.
Si se detectan condiciones anormales, como un valor de resistencia anormal, ausencia de tensión, etc., deberá comprobarse más a fondo el relé o los circuitos relacionados.

Aplicaciones del relé de 5 patillas en PCBA Diseño

1. Consideraciones sobre la disposición

• Colocación estratégica:
• Colóquelo cerca del borde de la placa para facilitar el mantenimiento
• Distancia mínima de 5 mm de los circuitos analógicos sensibles
• Orientación paralela a las líneas de alimentación para minimizar el área de bucle
• Gestión térmica:
• Evitar su colocación cerca de componentes que generen calor
• Proporcionar un alivio de cobre adecuado para la disipación de potencia de la bobina.

2.Interconexión eléctrica

• Enrutamiento de terminales:
• Ancho de traza de 30-40 mm para trayectos con carga (10 A+)
• Capas separadas de enrutamiento de alta corriente (>5A) y a nivel de señal
• Puesta a tierra en estrella de los terminales de bobina/común
• Circuitos de protección:
• Diodos TVS para conmutación de cargas inductivas
• Supresión de ARC para contactos (redes RC/MOV)

3.Implementación del circuito excitador

Tipo de MCU	Solución de controladores	Ganancia actual
STM32F1	MOSFET 2N7002	20:1
STM32H7	ULN2003 Darlington	50:1
ESP32	FET de nivel lógico BSS138	15:1

Notas de diseño:

• Include base/gate resistors (1-10kΩ)
• Implementar diodos flyback (1N4148 para <500mA)
• Proporcionar desacoplamiento IC conductor (100nF cerámica)

4.Técnicas de mitigación de EMI

• Soluciones a nivel directivo:
• Anillos de protección alrededor de la bobina del relé
• Apilamiento de cuatro capas con plano de tierra específico
• Perlas de ferrita en las líneas de alimentación de las bobinas
• Selección de componentes:
• Optar por modelos de relé sellados (serie RT1)
• Prefiera contactos chapados en oro para una conmutación silenciosa
• Seleccione variantes de bajo EMI con supresión integrada

5.Metodología de adaptación de la carga

Matriz de selección:

Parámetro	Estándar industrial	Automoción	Consumidores
Contacto	10A@250VAC	15A@14VDC	5A@120VAC
Vida mecánica	100.000 operaciones	50.000 operaciones	10.000 operaciones
Temperatura de funcionamiento	-40°C~85°C	-40°C~125°C	0°C~70°C

Protocolo de validación:

1. Pruebas de corriente de irrupción (10 veces la nominal)
2. Medición del rebote del contacto (<5ms)
3. Imágenes térmicas al 100% del ciclo de trabajo

Verificación del diseño:

• Perform HALT testing (85°C/85%RH)
• Realización de exploraciones previas a la conformidad CEM
• Validación de predicciones MTBF mediante MIL-HDBK-217F

Nota: Para diseños de alta densidad, considere alternativas de relés SMD (por ejemplo, serie TQ2-L2) con huellas compatibles. Realice siempre la revisión del diseño para fabricación (DFM) con su ensamblador de PCB.

5 Normas de seguridad para relés de clavija

1.Principios de adaptación de parámetros eléctricos

1. Compatibilidad de voltaje:
   • Strictly verify coil rated voltage (±10% tolerance)
   • Especificaciones estándar: 12VDC/24VDC/220VAC
2. Capacidad actual:
   • La corriente de contacto no debe superar el valor nominal (se recomienda una reducción del 80%)
   • Normas de referencia:
     • Carga resistiva: 100% valor nominal
     • Carga inductiva:50% valor nominal
3. Selección del calibre del cable:Load CurrentMinimum CSARecommended AWG≤5A0.5mm²AWG205-10A1.0mm²AWG1810-20A2.5mm²AWG14

2.Normas de instalación

1. Montaje mecánico:
   • Utiliza montaje en carril DIN (conforme a IEC60715)
   • Instale arandelas antivibración en entornos con muchas vibraciones
2. Aislamiento eléctrico:
   • Maintain ≥6mm spacing between high/low voltage terminals
   • Instalar manguitos aislantes en líneas de alta tensión
3. Gestión térmica:
   • Provide ≥20mm clearance for heat dissipation
   • Maintain ≥15mm spacing between multiple relays

3.3. Funcionamiento y mantenimiento

1. Inspecciones periódicas:
   • Monthly: Contact resistance measurement (≤100mΩ)
   • Quarterly: Coil insulation test (≥10MΩ)
   • Annually: Mechanical operation test (operating force ≤1.5N)
2. Procedimiento de tratamiento de averías:

3. Control medioambiental:

• Rango de humedad: 20%-85%RH (sin condensación)
• Protección contra el polvo: IP40 o superior

4.Procedimientos operativos de seguridad

1. Secuencia de apagado:
   1. Desconectar la alimentación de carga
   2. Verificar la desenergización con un comprobador de tensión
   3. Instale la etiqueta “No Operar”.
   4. Espere 5 minutos (descarga de carga capacitiva)
2. Precauciones de desmontaje:
   • Utilice herramientas ESD seguras
   • Retire los terminales de carga antes que los terminales de control
   • Etiquetar todos los terminales (se recomienda documentación fotográfica)

5.Medidas de prevención de fallos

1. Contacto Protección:
   • Cargas CC: Diodo paralelo en vacío
   • AC loads: Install RC snubber circuit (0.1μF+100Ω)
2. Estrategias de prolongación de la vida:
   • Evite las conmutaciones frecuentes (<10 operaciones/minuto)
   • Para cargas de gran intensidad, se recomienda un contactor de preconexión

Nota: Según las normas UL508, los relés industriales deben sustituirse preventivamente cada 50.000 operaciones o cada 3 años (lo que ocurra primero). En sistemas de alimentación críticos, debe implementarse una configuración redundante para cumplir los requisitos de fiabilidad SIL2.

Relé de 5 contactos Ámbito de aplicación

1. Proyectos de domótica
   En los proyectos de domótica, los relés de 5 patillas se utilizan habitualmente para conmutar cargas de CA, como el control de la conmutación de luces, enchufes y otros dispositivos.
2. Control industrial
   En el control industrial, los relés de 5 contactos se utilizan para controlar el arranque y la parada de grandes equipos o máquinas para garantizar el funcionamiento normal y la seguridad de los equipos.
3. Electrónica del automóvil
   En la electrónica del automóvil, los relés de 5 patillas se utilizan para controlar los intermitentes, los elevalunas, etc., con el fin de mejorar la seguridad y el confort de los vehículos.
4. Circuito de seguridad
   En los circuitos de seguridad, los relés de 5 polos se utilizan para desconectar la carga de la fuente de alimentación en caso de avería, garantizando así la seguridad del sistema.