ARGOMENTO: Relais: principio e utilizzo

Vedo spesso nella sezione relativa all'impianto elettrico delle domande su questo componente, si sente spesso dire "mi hanno detto di mettere un relais" ma l'utente non ha un'idea precisa di cosa sia questo componente e a cosa serva. Visto che l'ho studiato un pò, condivido qui il poco di conoscenza che ho acquisito al riguardo, nella speranza di fare un pò di chiarezza.
Per poter applicare proficuamente quanto esposto servono delle basi di elettrotecnica: non serve essere elettrauto, direi che la competenza necessaria sta al livello di chi vede lo schema elettrico della 500 e a cofano aperto sa riconoscere i vari cavi con le loro funzioni, e di chi abbia già fatto un pò di pratica spellando cavi, crimpando o saldando faston, applicando guaina termorestringente ecc... Si applicano le solite precauzioni di sicurezza: niente lavori a batteria attaccata, fissare e isolare a regola d'arte i nuovi collegamenti, usare buonsenso e chiedere in caso di minimo dubbio, avete pur sempre 20 litri di benzina nello stesso vano in cui funzioneranno i vostri esperimenti elettrici.

Il principio

La corrente continua a bassa tensione su cui si basa l'impianto elettrico delle nostre auto pone un problema fondamentale legato all'intensità delle correnti in gioco: su un dato circuito, a parità di potenza assorbita (Watts), se si abbassa la tensione (Volts) aumenta l'intensità della corrente (Ampères). È il principio sfruttato ad esempio dalle saldatrici ad arco elettrico, che trasformano la corrente a 220 Volts e pochi Ampères in una corrente fra i 17 e i 45 Volts che può arrivare a 500 e più Ampères.

Una data intensità di corrente necessita di un conduttore di sezione adeguata; un cavo troppo piccolo per un dato amperaggio si surriscalda e può arrivare a fondere, questo vi spiega perché i cavi della batteria sono molto più grossi della prolunga del vostro aspirapolvere domestico da 2KW a 220 V.
Quanto detto dei cavi vale naturalmente anche per gli interruttori coinvolti nei vari circuiti. Gli interruttori sono anzi spesso il punto debole in quanto le sezioni dei conduttori sono piccole: facendo passare un amperaggio troppo alto su un interruttore, si rischia di fondere i contatti e le plastiche con cui è fabbricato.

Ovviamente l'impianto elettrico della 500 ha tutti i conduttori e gli interruttori debitamente proporzionati per le correnti assorbite dalle varie utenze.
Il problema sorge quando andiamo ad installare delle utenze più potenti di quelle originali, come ad esempio dei fari alogeni che assorbono un numero di Watt doppio rispetto alle lampadine di serie. In questo caso anche l'amperaggio che passerà per il circuito dei fari sarà doppio.
Possiamo installare dei cavi conduttori più spessi per far fronte all'aumento di amperaggio, ma come fare per il devioluci che deve per forza restare uguale?
In questi casi entra in gioco il relais.

Il relais

Il relais non è altro che un interruttore comandato a distanza che ci permette di interrompere un circuito su cui passano amperaggi importanti a partire da un circuito di comando a cui bastano frazioni di ampère per funzionare.
Le auto moderne fanno ampio uso di relais su tutti i circuiti a "grande potenza", come il motorino d'avviamento e il tergicristalli.
Per capire come usarlo, dobbiamo prima capire come funziona.

Come in un qualsiasi interruttore, nel relais ci sono due contatti che vengono aperti o chiusi a seconda del bisogno. Solo che, essendo un interruttore comandato elettricamente, invece di una levetta in plastica abbiamo un solenoide (o bobina che dir si voglia).
Il solenoide, alimentato dal circuito di comando, agisce sul braccio del contatto attraendolo fino a chiudere il contatto, e mantenendolo chiuso fino a che non viene tolta corrente al solenoide.



Questo per il principio base; esistono mille tipi di relais, come quelli normalmente chiusi che aprono a comando, quelli con doppia uscita, i deviatoi, a tempo, termostatici ecc...

Nel relais di tipo base ci sono quindi quattro contatti: due per il circuito comandato (quello destinato alle utenze) e due per il circuito di comando.
Tutti i relais portano stampato addosso il circuito interno, a scanso equivoci. Tuttavia i contatti sono contraddistinti da numeri che corrispondono alla noma DIN 72552 che era peraltro già in vigore all'epoca delle ultime 500: se ne ritrovano i numeri convenzionali anche sullo schema della 500 L ad esempio

https://en.wikipedia.org/wiki/DIN_72552

In base a questa convenzione:

30: arrivo corrente circuito comandato (di solito direttamente dalla batteria)
87: uscita corrente circuito comandato (va alle utenze)

86: positivo solenoide, arrivo corrente da comando lato abitacolo
85: messa a massa del solenoide



Esempio

Supponiamo di voler montare delle lampade alogene che assorbono una potenza doppia di quelle di serie.

Ci serviranno due relais, uno per gli anabbaglianti, uno per gli abbaglianti.

In questo caso intercettiamo l'alimentazione dei fari all'uscita del devioluci: questa alimentazione diventerà il circuito di comando dei due relais. Il cavo originale alimentazione anabbaglianti andrà al contatto 86 del relais anabbaglianti, l'alimentazione abbaglianti al contatto con o stesso numero dell'altro relais.

Possiamo unire i due contatti 85 ad un unico cavo che andrà fissato a massa.

Con un grosso faston ad anello ed un cavo di sezione adeguata, andiamo a prendere corrente dal positivo della batteria; questo cavo si sdoppierà ai due contatti 30 dei due relais.

I contatti 87 alimenteranno, con nuovi cavi di dimensione adeguata, i fari dei rispettivi relais.

Questa tabella presenta delle sezioni di riferimento, su una lunghezza di 2,5 metri di cavo, dell'amperaggio massimo che è sicuro far passare su un cavo.



Basandoci su questi dati sapremo ad esempio che per far passare 15 Ampère servirà un cavo da 4 mmq di sezione. Attenzione, l'amperaggio massimo diminuisce in proporzione diretta alla lunghezza: su 5 metri di cavo la sezione andrebbe raddoppiata.

Per calcolare l'amperaggio previsto: I=P/V

Ad esempio, 350 Watt / 12 V = 29,16 Ampère = 30 Ampère (arrotondare sempre per eccesso)

Per approfondire:
https://www.hagerty.com/articles-videos/articles/2017/08/29/understanding-relays-part-2

Grazie Lucio per questa guida, ottimo lavoro!!!

grazie Lucio.
un chiarimento: io leggevoa anche di relais a 5 dentini, x la precisione con due 87 uno sopra l'altro ed uno di essi dava maggiore potenza e nel caso delle alogene le faceva illuminare di più senza aumentare il consumo o il peso su cavi e devioluci,
è corretto?
e se si in questo caso cosa attacchiamo ai due 87 ? puoi specificare cosa e a quale 87 va collegato?

Per quanto ne so io i due 87 sono identici, entrambi per gli utilizzatori.
Diverso invece è il relais con i piedini marchiati 87 ed 87A, che dovrebbe essere un commutatore (Lucio correggimi se sono in errore o uso male il termine) che ho utilizzato per i vetri elettrici della mia Alfa 33 per la corrente sia di salita che di discesa.......

In questi casi ci viene in aiuto sia il disegno sul relais stesso, sia la tabella DIN.

87: contatto comune (un'uscita generica per le utenze, si sottintende normalmente aperto)
87a: contatto normalmente chiuso (si apre col comando)
87b: contatto normalmente aperto

A scanso di equivoci, perché la cosa può non essere intuitiva:
- contatto chiuso: la corrente passa
- contatto aperto: la corrente non passa

Un relais con due piedini 87 è un relais a doppia uscita, normalmente aperte e entrambe alimentate contemporaneamente con la chiusura del contatto. Può essere utile per alimentare due utenze, come appunto i due fari, evita la complicazione della biforcazione del cavo e ripartisce meglio l'amperaggio sulle due uscite.
Dal punto di vista della logica del circuito, però, è equivalente al semplice relais a una sola uscita.

Un relais con un 87 e un 87a dovrebbe appunto essere un commutatore o deviatore, che manda corrente all'uno o all'altro piedino a seconda del comando: l'87a è alimentato fino a quando il comando non lo fa aprire, mandando quindi corrente all'87.

Quando studiate delle modifiche all'impianto elettrico, partite sempre da uno schema disegnato, per i seguenti motivi:
- ci va un attimo a disegnarlo
- vi aiuta a vederci chiaro in quello che volete fare e a evitare errori
- potete scansionarlo e postarlo qui sul forum per chiederci consigli
- è INDISPENSABILE quando applicate la modifica sull'auto e per ricordare cosa avete fatto
- se l'auto va dall'elettrauto, aiuterà il malcapitato a capire cosa è stato fatto sull'impianto, risparmiandogli molto tempo e sacramenti

Anche una schifezza veloce e che non rispetta quasi nessuna convenzione come la seguente è comunque meglio che niente.

ho riguardato su you tube e erano un 87 e sotto un 87A (che cmq la persona non ha usato).
Quindi, corregimi se sbaglio:
ipotesi 1: vado da un ricambista e chiedo 2 relè per fari aggiuntivi o cmq per lampade alogene per una 500 storica e questo mi dà un relè a 4 piedini. Ne posso comprare 1 per i 2 abbaglianti e uno per i 2 anabbaglianti (però in questo caso dovrei unire i 2 fili dei 2 fari che riguardano il comando del devioluci e che vanno all' 86 e poi unire i 2 fili del positivo dei 2 fari che vanno all'87 oppure 4 relè, 2 per faro = 1 per abbagliante e 1 anabbagliante di ogni faro, in questo caso forse avrei tutto più ordinato e diviso per ogni faro e forse gli stessi relè e/o fili di collegamento meno appesantiti dal carico di corrente o forse è lo stesso?
Tu cosa consiglieresti :
1) 2 x faro o 1 solo per faro?
2) consigli un fusibile ( da quanto? ) nel filo che va dal positivo della batteria al 30 ?
3) quanto possono costare questi relè?
Infine ipotesi 2: dal ricambista hanno solo relè a 5 dentini con 87 e 87A e riproponendo i 2 casi di cui sopra, potrei usare solo gli 87 e continuo con quanto scritto sopra oppure collegare anabbagliante su 87 e abbagliante su 87A ?
quale consiglieresti dei 2?
Ultimissima richiesta: ad ogni connettore faro, abbiamo 3 fili: uno è il negativo a sinistra, uno sopra è il positivo anabbagliante e infine a uno destra è il positivo abbagliante, corretto?
Ti ricordi per caso i colori dei 3 fili dei fari delle nostre 500 e i relativi abbinamenti ai dentini dei relè in modo da dare un'indicazione più precisa ?
grazie x l'attesa...
Ti chiedo cosi dettagliatamente in modo da permettere a chiunque (con una certa manualità) legge questa di discussione di avere i mezzi per fare da solo.
grazie ancora.

Non serve mettere due relais per ogni faro. Un solo relais è sufficiente, basta sdoppiare il cavo dopo l'uscita 87.

Il fusibile ci va sempre, per sapere da quanto va si veda la regola di cui sopra per il calcolo dell'amperaggio, I=P/V
Se ad esempio le due lampade accese consumano 40 Watt ognuna, si avrà 40x2/12 = 6,6 Ampères
Si può mettere un fusibile da 10 Ampères o, a trovarlo, da 8. La capacità del fusibile deve essere sempre superiore alla corrente massima assorbita, ma non troppo lontana da questo valore, altrimenti rischia di diventare inutile.

Il prezzo dipende dal tipo di relais e dalla capacità, un relais a 4 contatti come quello preso in esempio costa 3 euro, uno da 200 Ampères (che noi su una 500 non useremo mai, ma esiste) anche 30.

Se usi un deviatore e colleghi anabbaglianti all'87a e abbaglianti all'87, avrai gli anabbaglianti sempre accesi fino a che non accendi gli abbaglianti. Lo schema di quel tipo di relais chiarifica il concetto



Al limite puoi usare un relais deviatore per ciascun tipo di faro lasciando il piedino 87a inutilizzato e collegando l'utenza all'87

I colori dei fili non li ricordo ma sono riportati sullo schema elettrico, da cui bisogna comunque partire per studiare qualsiasi modifica.

esempio concreto lampade h4 da 55/60w : (60*2)/12 = 10, un fusibile da 10 è al limite, uno da 15 è troppo lontano o è meglio?
in questi casi il fusibile come consiglieresti di inserirlo: più vicino al positivo della batteria o più vicino al relè?

e poi inserirlo come nei fili degli autoradio anni 90 o meglio un fusibile "fiat" a 2 dentini saldando i fili ad essi?

15 mi sembra la scelta obbligata, la posizione dev'essere sempre più vicino possibile all'alimentazione per proteggere tutto il circuito, ma la posizione "fisica" non importa, basta che sia fra la batteria e il relais.
Esistono dei portafusibili "volanti" da collegare direttamente sul filo, per fusibili a lamella estraibili. Fusibili saldati sul cavo no, se parte resti senza luci fino a quando non trovi di che dissaldare e saldare di nuovo, con un fusibile a lamella cambi e riparti.
Comunque siamo OT, apri eventualmente un'altra discussione per parlare di fusibili e altri elementi del circuito (faston, isolamenti ecc...)

no no non vale la pena hai già risposto a quanto volevo sapere.
più che altro volevo chiedere un'ultima cosa sui fusibili: invece di inserire un fusibile sul filo che va al 30, potrei collegare questo filo alla centralina dei fusibili nella parte posteriore, magari in corrispondenza di un fusibile da 16 ? e se si, su quale elemento, tra quelli da 16 uno vale l'altro?
Tempo fà un elettrauto ha collegato lì l'alimentazione di un interruttore moderno per la pompetta acqua dei tergi.

Dipende da che fusibile è, perché nella fusibiliera della 500 molti fusibili servono diverse utenze. Se attacchi un'utenza da 10 amp su un fusibile da 16 che serve già un'altra utenza da 10 o più amp, quando attacchi entrambe hai 20 amp che passano da lì e il fusibile salta.
A me sembra più semplice e pulito usare un portafusibili volante sul cavo d'alimentazione del sistema. Ma quanto dici può essere fatto, a patto di studiare bene il circuito.
Tornando in argomento, ci sono anche i relais con fusibile integrato, può essere la soluzione più pratica in questi casi

ciao lucio, andando a guardare su google il relè in figura mi sono imbattuto sulla baia in dei kit universali per conversione a lampade a led e xenon e tra questi c'era anche un kit ovviamente cinese per conversione a lampade alogene a 8-9€.
Costituito da una cavo nero per massa, uno blu per il positivo della batteria, i relè con fusibili in mezzo e poi terminava da una parte con un connettore maschio dove inserire il connettore fari femmina della 500 e dall'altro terminava con un connettore femmina dove inserire la lampada h4 tutto al costo di 2 relè...
è una valida alternativa x chi mastica poco di elettricità auto?
o sono cinesate da cui stare lontano?

Ciao Giove. Come ti ha gia detto Lucio, siamo in prolungato ot. Questa è una guida agli utenti, non un topic della sezione impianto elettrico. Se hai domande specifiche puoi aprire un topic in sezione o cercare discussioni inerenti. Cerchiamo di non divagare per dar possibilità a chi avrà bisogno in futuro di avere un filo conduttore del discorso senza diramazioni. Grazie.

ok, quando lui scriveva di essere ot supponevo si riferisse ai fusibili...cmq giro la domanda su un altro topic.

Si. Ma hai fatto bene ad aprire un topic all'approfondimento dei vari tipi che si trovano. Questa , come tutte le guide, rimane come spiegazione del funzionamento fondamentale. Poi per le specifiche ci sono le apposite sezioni della parte tecnica.