Luci di emergenza con relè a scambio: gli schemi che funzionano davvero

Sommario

• Il contatto in scambio: cosa succede nei due stati della bobina
• Scambio rete/UPS: per il monofase si commutano fase e neutro
• Morsetti 11 / 12 / 14 — cosa va dove
• Schema composito — scambio + passo-passo (luce cortesia comandata da pulsanti)
• Comandare la bobina: interruttore, pulsante con autoritenuta
• DPDT — scambio rete/UPS a norma (fase + neutro)
• Bobina 12/24 VDC o 230 VAC — il concetto non cambia
• Errori frequenti e casi limite

Il contatto in scambio: cosa succede nei due stati della bobina

Il contatto del relè ha tre morsetti: 11 COM (il centro, l'ingresso comune), 12 N.C. (Normalmente Chiuso) e 14 N.A. (Normalmente Aperto). "Normalmente" vuol dire con la bobina spenta e la calamita mollata: in quella condizione COM è già collegato al 12 — come un cancelletto che di default è chiuso verso l'emergenza. Quando dai tensione alla bobina (la calamita si attiva) il braccio mobile si sposta e chiude COM-N.A. (14, la rete), aprendo COM-N.C. (12). Lo schema interattivo qui sotto è lo stesso relè reale (Finder 55.32 a 2 poli): clicca per passare da uno stato all'altro e guarda le due lamelle scambiare insieme.

Morsetti 11 / 12 / 14 — cosa va dove

La regola è semplice: la batteria/UPS va sempre sul 12 (N.C., la posizione di riposo della calamita mollata) e la rete va sul 14 (N.A., la posizione quando la calamita è attiva). La lampada va sul 11 (COM, il centro che sceglie sempre da dove prendere corrente). Se inverti rete e batteria il circuito funziona al contrario — è l'errore più frequente.

Scambio rete / UPS: per il monofase si commutano fase e neutro

Il caso più comune è la lampada che deve accendersi da sola quando manca la rete — un corridoio, una scala, un locale tecnico — alimentata in emergenza da un UPS (gruppo di continuità). Attenzione però a un punto di norma: con un UPS monofase non basta commutare la sola fase. La CEI EN 62040 (la norma sui gruppi di continuità) impone il sezionamento bipolare: in batteria l'UPS stacca dalla rete sia la fase sia il neutro e tiene il proprio neutro d'uscita flottante, cioè non collegato a quello di rete. Se commutassi solo la fase e lasciassi il neutro in comune, uniresti due neutri che la norma vuole separati. Per questo lo scambio rete/UPS corretto commuta entrambi i conduttori insieme — fase e neutro — con un relè a doppio scambio (DPDT): lo trovi qui sotto, nello schema rete/UPS a norma. Il singolo scambio (un solo polo) sarebbe corretto solo se il neutro fosse davvero comune: è il caso dell'UPS trifase (il neutro non viene interrotto e resta riferito a terra, sistema TN-CS) o di una sorgente a neutro passante dichiarata. Nel dubbio, per il monofase si usa sempre il DPDT.

Per un impianto autonomo a bassa tensione (24 V in continua), con soccorritore centrale e batteria, e con una luce di cortesia accendibile a mano, vedi invece lo schema composito qui sotto.

Schema composito — relè di scambio + passo-passo (luce di cortesia)

Le luci di sicurezza (corridoi, scale, uscite di emergenza) usano un relè di scambio: in black-out la lampada si accende sempre, senza che nessuno tocchi niente. Lo impone la norma CEI 64-8 art. 560 (la legge italiana sugli impianti elettrici negli edifici, articolo dedicato alle luci di sicurezza). In molti impianti autonomi (camper, cabine, locali tecnici) c'è anche una luce di cortesia — dove l'utente vuole accenderla e spegnerla a mano quando la rete c'è, pur mantenendo l'accensione automatica in emergenza. Lo schema qui sotto risolve entrambe le esigenze con tre componenti: Finder 55.32 (KA1) che fa il deviatore rete/batteria sulla lampada; Finder 26.02 passo-passo bistabile (KI1) che ricorda se hai premuto ON o OFF — come il pulsante del cancello del garage: ogni clic cambia stato e il nuovo stato resta anche staccando la corrente; quattro fusibili (F1/F2 proteggono la linea rete, F3/F4 la linea batteria). KI1 controlla la lampada solo quando la rete c'è. Quando manca la rete, la calamita di KA1 molla comunque — non dipende da KI1 — e la lampada si accende sempre dalla batteria.

Nota — lo schema qui sopra è ora interattivo: usa i due comandi («black-out» e «Premi P») per percorrere tutte e cinque le combinazioni rete × comando utente. La tabella qui sotto le riepiloga.

Comandare la bobina: interruttore, pulsante con autoritenuta

Finora la bobina del relè era collegata direttamente alla rete: si attiva se la rete c'è, molla se manca. In due casi pratici serve qualcosa in più. Il primo è un interruttore SPST (un semplice apri/chiudi) in serie con la bobina: lo apri a mano per simulare un black-out — utile per testare le batterie o per disattivare l'emergenza durante la manutenzione. Il secondo è una logica di autoritenuta con due pulsanti: un pulsante di marcia (P1) e uno di arresto (P2), che danno un ON/OFF manuale della bobina indipendente dalla rete.

Con la logica di autoritenuta sostituisci l'interruttore con due pulsanti: P1 (pulsante N.A., start) e P2 (pulsante N.C., stop). Premi P1: la bobina si attiva e un contatto ausiliario del relè si chiude in parallelo a P1, mantenendo la bobina alimentata anche dopo che rilasci il pulsante — "si ricorda da sola di restare accesa". Per spegnere premi P2: il circuito si interrompe e la bobina molla. Questa logica si chiama autoritenuta o "circuito a 3 fili" (3 cavi dal quadro al punto luce: fase entrata, marcia P1, arresto P2). Serve un relè con almeno un contatto ausiliario N.A. libero oltre al contatto che fa il deviatore rete/batteria — per questo si usa un DPDT o un Finder 40.52 con due contatti in scambio.

DPDT — lo scambio rete/UPS a norma (fase + neutro)

Per un UPS monofase questo è lo schema a norma. Come anticipato sopra, la CEI EN 62040 impone il sezionamento bipolare: in batteria l'UPS stacca dalla rete sia la fase sia il neutro e tiene il proprio neutro d'uscita flottante, separato da quello di rete. Commutare la sola fase non basta — uniresti due neutri che devono restare separati. La soluzione è un relè DPDT (Double Pole Double Throw — due deviatori in uno, comandati dalla stessa bobina) che commuta fase e neutro insieme. Lo stesso schema vale anche per gli UPS a uscita galvanicamente isolata (online a doppia conversione, inverter fotovoltaici stand-alone), dove il neutro è separato già per costruzione. La numerazione dei morsetti raddoppia: 11-12-14 per il primo polo (commuta la fase), 21-22-24 per il secondo (commuta il neutro). La bobina resta una sola (A1, A2).

Bobina 12/24 VDC o 230 VAC — il concetto non cambia

Tutti gli schemi di questa guida funzionano a qualsiasi tensione. L'unica cosa che cambia è la bobina: stesso corpo fisico, stessa forma, solo un avvolgimento diverso dentro. Finder, Schrack, Omron, Phoenix Contact fanno tutti la stessa serie in versione 12 V= / 24 V= / 24 V~ / 48 V~ / 110 V~ / 230 V~ (V= = corrente continua, V~ = corrente alternata). Scegli in base a cosa vuoi che la bobina "senta": la rete 230 V~ di casa o edificio, il banco batterie 24 V= (impianti autonomi o in mobilità), 12 V= (camper, piccoli natanti). La logica non cambia mai: bobina con tensione = contatto su N.A. (14), bobina senza tensione = contatto su N.C. (12).

Una differenza pratica: le bobine a corrente continua (V=) sono polarizzate — A1 è il positivo (+) e A2 è il negativo (−). Se inverti i fili la bobina non scatta. Le bobine a corrente alternata (V~) non hanno polarità: puoi invertirle senza problemi. Sul morsetto del relè trovi sempre un simbolo che indica il tipo di alimentazione.

Errori frequenti e casi limite