Двухпозиционное реле: принцип работы, схемы и практические применения

Полюс и бросок

Рис. 1: Электромеханическое реле

Полюс — это количество цепей, которыми управляет реле. Бросок означает крайнее положение актуатора, то есть число соединений, которые может иметь каждый полюс реле.

Например, однополюсный выключатель управляет одной электрической цепью, а двухполюсный — двумя независимыми. Одноразовый выключатель замыкает цепь в одном положении, двухразовый — в двух.

Одиночный полюс, одиночный бросок (SPST)

Ключ SPST имеет один входной контакт и соединяется с одним выходным — либо ВКЛ, либо ВЫКЛ. Включая два контакта катушки, такой выключатель имеет четыре клеммы.

Одиночный полюс, двойной бросок (SPDT)

Ключ SPDT имеет три контакта и соединяет вход с одним из двух выходов. С катушкой — пять клемм.

Двойной полюс, одиночный бросок (DPST)

DPST — это выключатель с четырьмя клеммами или два SPST, срабатывающих одновременно. С катушкой — шесть клемм.

Двойной полюс, двойной бросок (DPDT)

DPDT имеет две группы переключающих контактов, эквивалентные двум SPDT. С катушкой — восемь клемм.

Одиночный полюс, двойной бросок (SPDT)

Особенности

• Реле SPDT
• Высокий коммутируемый ток
• Нормально замкнутый контакт

Схема

Рис. 2: Схема реле SPDT

Принцип работы реле SPDT

Внутренняя структура SPDT имеет один управляющий вход, контролирующий два выхода. Всего пять клемм: две контактные, одна — полюс, две — бросок.

Обозначим выходы как «Выход 1» и «Выход 2». В нормальном положении (ВЫКЛ) один выход замкнут, другой разомкнут. При подаче напряжения на катушу происходит переключение: ранее замкнутый контакт размыкается, а вход соединяется со вторым выходом. Когда катушка обесточена, один контакт — нормально замкнутый (NC), другой — нормально разомкнутый (NO).

Применение

С Arduino

Для работы с Arduino нужен модуль Grove-SPDT 30A (нормально разомкнутый). Он позволяет управлять нагрузками с большим током: парковыми фарами, вентиляторами и др.

С Raspberry Pi

• Требуются Raspberry Pi и GrovePi или GrovePi+.
• Настроена среда разработки.
• Подключите датчик кабелем Grove к разъёму D4 на GrovePi.
• Перейдите в каталог демо: cd your path/GrovePi/Software/Python/
• Просмотрите код: nano grove_spdt_relay.py # «Ctrl+x» для выхода #

• Запустите демо: sudo python grove_spdt_relay.py

Двойной полюс, двойной бросок (DPDT)

Схема DPDT

Рис. 3: Обозначение DPDT реле

Как это работает

Реле DPDT имеет четыре выхода, соответствующие двум входам. Входы изолированы друг от друга, как и пары выходов. Каждый вход соединен с нормально замкнутым контактом (1.1), второй контакт (1.2) — нормально разомкнут. Аналогично для второго входа: контакт 2.1 — NC, 2.2 — NO.

Применение

Смена направления вращения двигателя с помощью DPDT реле

Рис. 4: Изменение направления вращения двигателя через DPDT реле

По схеме 1: источник питания имеет плюс (T1) и минус (T2). При выключенном реле T1 соединён с контактами 1 (и 4), T2 — с 2 (и 3). Двигатель вращается по часовой стрелке. При включении реле T1 переключается на контакты 2 (и 3), T2 — на 4 (и 1). Двигатель вращается против часовой стрелки.

Переключение между двумя нагрузками с помощью DPDT выключателя

Рис. 5: Переключение двух нагрузок через DPDT

Ту же схему можно использовать для питания либо двигателя, либо вентилятора, но не обоих сразу. Когда катушка обесточена — вентилятор ВКЛ, зелёный светодиод горит. При включении реле — красный светодиод и двигатель ВКЛ.

Заключение

Реле проще в реализации, дешевле, долговечнее и надежнее многих других управляющих схем. Подходит и для маломощного дистанционного управления, и для высокомощных цепей. Главное — знать его параметры и совместимость с вашей схемой. Обращайтесь за консультацией по реле и смежным схемам.