Doppel-Wechsel-Relais erklärt: Funktionsweise, Schaltpläne und praktische Anwendungen

Relais sind unverzichtbare Steuerkomponenten, die sich mit Arduino- und Raspberry-Pi-Boards verbinden lassen. Ihr Vorteil: Sie machen stromstarke Steuerkreise in elektronischen Systemen überflüssig. Wer ein Projekt mit elektromechanischen oder elektrischen Steuerkreisen plant, kommt an einem Doppel-Wechsel-Relais kaum vorbei. Angesichts der Vielzahl an Relais-Typen kann die Auswahl jedoch herausfordernd sein. Dieser Artikel bietet eine fundierte Orientierung.

Pol und Wurf (Pole and Throw)

Ein Pol bezeichnet die Anzahl der Stromkreise, die ein Relais steuert. Ein Wurf (Throw) beschreibt die Anzahl der Schaltstellungen, die jeder Pol einnehmen kann – also wie viele Verbindungen pro Pol möglich sind.

Ein Einpol-Schalter (Single Pole) steuert einen Stromkreis, ein Zweipol-Schalter (Double Pole) zwei unabhängige Kreise. Ein Einwurf-Schalter (Single Throw) schließt in einer Stellung, ein Doppelwurf-Schalter (Double Throw) in zwei Stellungen.

Single Pole Single Throw (SPST)

Ein SPST-Schalter besitzt einen Eingang und einen Ausgang (EIN/AUS). Inklusive der zwei Spulenanschlüsse verfügt er über vier Anschlüsse.

Single Pole Double Throw (SPDT)

Ein SPDT-Schalter hat drei Anschlüsse am Kontaktseite und verbindet den Eingang wahlweise mit einem von zwei Ausgängen. Mit Spule: fünf Anschlüsse.

Double Pole Single Throw (DPST)

Ein DPST-Schalter entspricht zwei SPST-Schaltern, die gemeinsam betätigt werden. Er hat vier Kontaktanschlüsse plus zwei für die Spule – insgesamt sechs.

Double Pole Double Throw (DPDT)

Ein DPDT-Schalter vereint zwei SPDT-Schalter in einem Gehäuse. Er besitzt zwei Reihen von Wechslerkontakten – insgesamt acht Anschlüsse inklusive Spule.

Einpoliger Doppelwurf (SPDT) im Detail

Merkmale

• SPDT-Relais
• Hoher Schaltstrom
• Normale Geschlossen (NC) im Ruhezustand

Schaltplan

Abbildung 2: Schaltbild eines SPDT-Relais

Funktionsweise

Ein SPDT-Relais hat einen Steuereingang (Pol) und zwei Ausgänge (Würfe). Im Ruhezustand (Spule stromlos) ist ein Ausgang mit dem Pol verbunden (NC – Normally Closed), der andere getrennt (NO – Normally Open). Wird die Spule erregt, schaltet das Relais um: Der bisher verbundene Ausgang trennt sich, der andere verbindet sich mit dem Pol. So lässt sich ein Stromkreis zwischen zwei Verbrauchern umschalten.

Anwendung mit Arduino

Für Arduino eignet sich ein Grove-SPDT-30A-Relaismodul (NO-Typ). Damit lassen sich Verbraucher mit höherem Strombedarf steuern – Parklichter, Lüfter, Pumpen etc.

Anwendung mit Raspberry Pi

• Benötigt: Raspberry Pi, GrovePi oder GrovePi+
• Entwicklungsumgebung eingerichtet
• Grove-Kabel an GrovePi-Socket D4 anschließen
• In das Demo-Verzeichnis wechseln: cd your_path/GrovePi/Software/Python/
• Code anzeigen: nano grove_spdt_relay.py (mit Strg+X beenden)
• Demo ausführen: sudo python grove_spdt_relay.py

Zweipoliger Doppelwurf (DPDT) im Detail

Schaltbild

Abbildung 3: Symbol eines DPDT-Relais

Funktionsweise

Ein DPDT-Relais hat zwei getrennte Eingänge (Pol 1 und Pol 2), jeweils mit einem NC- und einem NO-Kontakt. Die beiden Pol-Kreise sind galvanisch voneinander isoliert. Beim Anziehen der Spule schalten beide Pole gleichzeitig von NC auf NO um.

Praxisbeispiele

Motor-Drehrichtungsumkehr mit DPDT-Relais

Abbildung 4: Schaltung zur Drehrichtungsänderung

Die Spannungsquelle liegt an T1 (+) und T2 (−). Im Ruhezustand: T1 an Kontakt 1/4, T2 an Kontakt 2/3 → Motor läuft im Uhrzeigersinn. Bei erregter Spule: T1 schaltet auf 2/3, T2 auf 4/1 → Motor läuft gegen den Uhrzeigersinn.

Umschaltung zwischen zwei Lasten

Abbildung 5: Zwei Lasten (z. B. Lüfter und Motor) abwechselnd betreiben

Spule stromlos: Lüfter läuft, grüne LED leuchtet. Spule erregt: Motor läuft, rote LED leuchtet. Beide Lasten sind nie gleichzeitig aktiv.

Fazit

Relais sind einfach zu implementieren, kostengünstig, langlebig und zuverlässig – von kleiner Fernschaltung bis zur Hochleistungssteuerung. Wichtig: Auf Nennwerte (Spannung, Strom, Schaltleistung) und Kompatibilität mit der eigenen Schaltung achten. Bei Fragen zu Relais und Steuerkreisen stehen wir gerne zur Verfügung.