Luci di emergenza con relè a scambio: gli schemi che funzionano davvero
Un relè con contatto in scambio (SPDT) è il cuore di ogni sistema di luce d'emergenza ben fatto: la bobina sente la presenza della rete, il contatto comune (COM) commuta fra due sorgenti e la lampada resta alimentata anche in black-out. Gli schemi cambiano però a seconda del caso d'uso: in una casa o in un corridoio basta un relè e la lampada si accende sempre in emergenza; su uno yacht invece la lampada deve seguire il comando dei pulsanti — se l'utente ha spento il circuito, l'emergenza non deve accenderlo a dispetto. Qui trovi tutti e due gli scenari, più le varianti di comando della bobina (interruttore, autoritenuta). Tutti gli schemi usano simboli IEC 60617 (CEI EN 60617) con identificazione dei morsetti secondo norma.
Il contatto in scambio: cosa succede nei due stati della bobina
Un relè con contatto in scambio ha tre morsetti sul contatto di potenza: 11 COM (comune), 12 N.C. (normalmente chiuso) e 14 N.A. (normalmente aperto). "Normalmente" significa con la bobina non alimentata: a riposo COM è collegato a N.C.; quando la bobina si eccita, il contatto mobile si sposta e chiude COM-N.A. aprendo COM-N.C. Lo schema qui sotto mostra il simbolo IEC 60617 del relè nei due stati, con la linea tratteggiata fra bobina e contatto che rappresenta il collegamento meccanico interno.
Senza tensione sulla bobina il braccio mobile resta su N.C. (12): è la posizione di emergenza.Bobina sotto tensione: il nucleo attira il braccio mobile, 11 si porta su N.A. (14). Lo stesso braccio lascia aperto il contatto 11-12.
Morsetti 11 / 12 / 14 — cosa va dove
Morsetto
Simbolo IEC
Cosa va collegato
Perché
11
COM (comune)
Lampada di emergenza (polo "caldo")
È il braccio mobile: porta sempre tensione alla lampada, da qualunque sorgente
12
N.C. (chiuso a riposo)
Sorgente di emergenza (batteria, UPS)
Quando la bobina cade (rete assente) il braccio torna qui — la lampada viene alimentata dalla sorgente d'emergenza
14
N.A. (aperto a riposo)
Sorgente principale (L rete)
Quando la bobina è eccitata (rete presente) il braccio si porta qui — la lampada viene alimentata dalla rete
A1 / A2
Bobina
Rete (AC) o bus batteria (DC)
La bobina "sente" la rete: deve cadere quando la rete cade
Scenario A — emergenza forzata (casa, corridoio, scala)
In casa, in un corridoio o su una scala condominiale la logica è semplice: la lampada deve accendersi sempre che manca la rete, a prescindere dal fatto che qualcuno abbia acceso o spento l'interruttore della luce normale. Non c'è un "utente" che comanda l'emergenza: la luce d'emergenza è un servizio di sicurezza e basta. Lo schema standard usa un solo relè SPDT con la bobina collegata alla rete: la rete passa il contatto 14 (N.A.), la batteria tampone passa il contatto 12 (N.C.), il morsetto 11 (COM) va alla lampada. La lampada è sempre alimentata — in condizioni normali dalla rete, in black-out dalla batteria.
Schema unico in simboli IEC 60617. L'UPS è un blocco che in emergenza "butta fuori" 230 V come la rete (linea tratteggiata). Il relè K1 commuta la fase sulla lampada: rete sul 14 (N.A.), UPS sul 12 (N.C.). Il neutro UPS rientra nel nodo comune della lampada per un percorso distinto dal neutro rete, così si vede a colpo d'occhio che sono due sorgenti separate. Il comportamento nei due stati è nella tabella qui sotto.
Stati del circuito
Condizione
Bobina K1
Contatto COM(11)
Percorso corrente verso la lampada L
Stato lampada
Rete presente (normale)
eccitata (230 V)
11 ↔ 14 (N.A.)
L rete → 14 → 11 → L → N rete
accesa (rete)
Rete assente (black-out)
diseccitata (0 V)
11 ↔ 12 (N.C.)
UPS·L → 12 → 11 → L → UPS·N
accesa (UPS 230 V~)
Scenario B — emergenza comandata (yacht, con pulsanti)
Su uno yacht le luci di cortesia devono seguire il comando utente: se qualcuno ha spento la plafoniera del salone dai pulsanti, non vogliamo che il black-out la riaccenda a sorpresa. Lo schema di sotto risolve la logica con tre componenti standard: un Finder 55.32 (relè ausiliario DPDT, etichetta KA1) che commuta in scambio la fase rete e la fase emergenza sulla lampada; un Finder 26.02 passo-passo bistabile (etichetta KI1) che "ricorda" lo stato ON/OFF comandato dal pulsante P; quattro fusibili (F1/F2 sulla rete, F3/F4 sulla batteria) che proteggono separatamente i due poli. La bobina di KA1 è alimentata dalla rete — cade se la rete manca; il contatto di KI1 alimenta la bobina di KA1 solo quando l'utente ha comandato ON. Risultato: in black-out con utente OFF la plafoniera resta spenta (corretto in cabina dove si dorme); in black-out con utente ON la plafoniera passa da rete a batteria senza sfarfallio.
Schema didattico in simboli IEC 60617. Fili: fase rete nera continua, neutro rete blu continuo, fase emergenza nera tratteggiata, neutro emergenza blu tratteggiato. Il "ghost link" tratteggiato fra bobina di KA1 e i suoi contatti indica lo stesso relè fisico disegnato in posizioni separate. I contatti di KI1 sono nella stessa convenzione.
Nota — lo schema qui sopra è pensato per essere letto a riposo (utente OFF, rete presente). La tabella qui sotto riepiloga come cambia il comportamento in ciascuna delle quattro combinazioni rete × comando utente.
Stati del circuito (Finder 55.32 + 26.02)
Rete 230 V
Comando utente (KI1)
Bobina KA1
Scambio KA1 (11-14 / 21-24)
Lampada L1
presente
ON
eccitata (rete)
11↔14 · 21↔24
accesa da rete
presente
OFF
non alimentata (KI1 aperto)
11↔12 · 21↔22
spenta (contatti a riposo su polo emergenza, ma plafoniera isolata dal comando OFF)
assente (black-out)
ON
diseccitata (manca rete)
11↔12 · 21↔22
accesa da batteria (12 / 22)
assente (black-out)
OFF
diseccitata
11↔12 · 21↔22
spenta (corretto: utente non vuole luce)
Comandare la bobina: interruttore, pulsante con autoritenuta
Finora la bobina del relè di scambio è sempre stata attaccata direttamente alla rete: si eccita se la rete c'è, si diseccita se manca. In due casi pratici serve però qualcosa di più. Il primo è un interruttore manuale SPST in serie con la bobina: serve a staccarla a mano per simulare un black-out, utile per il test batterie o per escludere volontariamente l'emergenza durante la manutenzione. Il secondo è una logica di autoritenuta a 3 fili con due pulsanti start/stop: dà un comando ON/OFF del circuito indipendente dal semplice rilevamento della rete.
Interruttore SPST in serie con A1 della bobina: aperto = bobina senza tensione = relè in emergenza (contatto 11 torna su 12). Utile per testare la commutazione senza staccare la rete o per escludere l'emergenza durante manutenzione.
La logica di autoritenuta a 3 fili sostituisce l'interruttore con due pulsanti momentanei: S1 è un pulsante N.A. (start), S2 è un pulsante N.C. (stop). Quando premi S1 la bobina si eccita e un contatto ausiliario del relè chiude in parallelo a S1, tenendo la bobina alimentata anche dopo il rilascio ("si auto-ritiene"). Per spegnere si preme S2, che interrompe l'autoritenuta e fa cadere tutto. Serve un relè con almeno un contatto ausiliario N.A. libero oltre al contatto di potenza (quindi un DPDT o un Finder 40.52 con 2 contatti in scambio), perché il contatto di potenza gestisce la commutazione rete/emergenza mentre l'ausiliario fa solo l'autoritenuta.
Circuito classico marcia/arresto. S1 NA (marcia) in parallelo al contatto ausiliario 13-14 del relè K1: premendo S1 la bobina si eccita e l'aux chiude tenendola alimentata anche al rilascio di S1. S2 NC (arresto) in serie: premendolo interrompe il ramo e la bobina cade. L'aux è disegnato a riposo (aperto).
DPDT — commutare fase e neutro (UPS con uscita isolata)
Se l'uscita dell'UPS è galvanicamente isolata dalla rete (tipico degli UPS online con trasformatore di isolamento, o dei kit fotovoltaici con inverter stand-alone), non si può condividere il neutro: va commutato anche quello. Serve un relè DPDT con due contatti in scambio azionati dalla stessa bobina. Morsetti raddoppiati: 11-12-14 per il primo polo, 21-22-24 per il secondo polo. La bobina resta una sola (A1, A2).
Schema in due sezioni. In alto la bobina K1 sente la rete e comanda il relè. In basso i due contatti SPDT di K1 (polo 1 scambia la FASE, polo 2 scambia il NEUTRO) tra rete e UPS isolato. Stato illustrato: rete presente → bobina eccitata → entrambi i poli commutati su NA (14, 24). In black-out la bobina cade e i poli passano su NC (12, 22) prendendo L e N dall'UPS. I neutri rete e UPS non si toccano mai (ecco perché serve il doppio polo).
Stati del DPDT (Finder 55.32)
Condizione
Bobina K1
Polo 1 (fase)
Polo 2 (neutro)
Percorso H1
Rete presente
eccitata (230 V rete)
11 ↔ 14 (L rete)
21 ↔ 24 (N rete)
L rete → H1 → N rete
Rete assente (black-out)
diseccitata
11 ↔ 12 (L UPS)
21 ↔ 22 (N UPS)
UPS·L → H1 → UPS·N
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 del relè: stesso corpo, stessa pedinatura, solo un avvolgimento diverso dentro. Finder, Schrack, Omron, Phoenix Contact, Relpol fanno tutti la stessa serie in versione 12 VDC / 24 VDC / 24 VAC / 48 VAC / 110 VAC / 230 VAC. Scegli la tensione in base a cosa vuoi far "sentire" alla bobina: la rete 230 VAC di bordo (tipico nelle case e negli yacht con banchine), il banco batterie 24 VDC (tipico sugli yacht che navigano in autonomia), o 12 VDC per camper e piccoli natanti. Il ragionamento logico — bobina eccitata = contatto su N.A., bobina diseccitata = contatto su N.C. — non cambia.
Attenzione a una differenza pratica: le bobine DC sono polarizzate, è importante rispettare la polarità A1 = + e A2 = −. Le bobine AC non hanno polarità (accetti l'inversione senza problemi). Tutte le versioni hanno simbolo integrato sul morsetto che indica il tipo di alimentazione.
