Comment câbler un relais à 5 broches : Guide SPDT automobile 12 V

Introduction

Un relais automobile à 5 broches est un interrupteur électromécanique unipolaire à deux directions (SPDT) utilisé pour commander des charges à courant élevé (ventilateurs, pompes, éclairages) à l'aide d'un signal de faible intensité. Dans les véhicules et motos 12 V, la borne commune (30) bascule entre un circuit normalement fermé (87a) et un circuit normalement ouvert (87). Au repos, 30 est connecté à 87a ; lorsque la bobine (85/86) est alimentée, 30 est connecté à 87. On utilise un relais à 5 broches lorsqu'une solution sûre et à faibles pertes est nécessaire pour commuter un circuit 12 V/40 A ou pour créer un circuit de sécurité (par défaut/en cas de défaillance) via 87a.

Dans ce guide axé sur l'automobile, vous apprendrez exactement comment fonctionne un relais à 5 broches, comment lire le brochage, le schéma de câblage correct d'un relais à 5 broches pour un système 12 V protégé par fusible, comment protéger le circuit avec une diode de roue libre ou des alternatives, et comment tester rapidement le relais avec un multimètre.

Points clés à retenir

• Schéma des broches : 85/86 = bobine, 30 = commun, 87 = NO, 87a = NC. Hors tension : 30→87a. Sous tension : 30→87.
• Utilisez une alimentation protégée par fusible sur la borne 30 près de la batterie ; dimensionnez le fusible en fonction du fil et de la charge.
• Pour la protection contre les retours de courant, placez une diode entre 85 et 86 avec la cathode du côté +12 V ; la polarité est importante si le relais possède une diode interne.
• Câblage 12 V NO préféré : batterie → fusible → 30 ; 87 → charge + ; charge − à la masse du châssis.
• Tests rapides : résistance de la bobine entre 85 et 86 ; continuité de 30 à 87 A au repos, de 30 à 87 A sous tension ; vérifier la chute de tension de contact sous charge.

Fonctionnement d'un relais à 5 broches

Électroaimant et armature

L'application d'une tension à la bobine (broches 85 et 86) crée un champ magnétique qui attire l'armature. Le contact mobile relié à l'armature transfère la borne commune (30) du contact normalement fermé (87a) au contact normalement ouvert (87). Lorsque la tension est coupée, un ressort ramène l'armature en position initiale et la borne 30 se reconnecte à 87a. Ce fonctionnement de commutation SPDT est normalisé pour les mini-relais de type Bosch/ISO ; la norme DIN 72552 est largement utilisée dans l'automobile, où 85/86 désignent la bobine et 30/87/87a les contacts commutés, comme indiqué dans le guide des relais automobiles de 12 Volt Planet et les tableaux de la norme DIN 72552.

Chemin de commutation NO/NC

Au repos (bobine éteinte), la borne 30 est fermée sur la borne 87a et ouverte sur la borne 87. Lorsque la bobine est alimentée, la borne 30 passe à la borne 87 (fermée) et la borne 87a s'ouvre. De nombreuses erreurs de câblage proviennent d'une confusion entre les bornes 87 et 87a ; il est donc impératif de toujours vérifier la fonction de chaque borne avant de sertir.

Types et caractéristiques des bobines

Pour les relais automobiles enfichables 12 V/40 A courants, la résistance de la bobine se situe généralement entre 60 et 100 Ω (par exemple, les gammes Omron/TE) et peut atteindre environ 155 Ω pour certaines variantes Hongfa. La tension d'enclenchement est typiquement de 60 à 80 % de la tension nominale de la bobine (environ 7 à 9.6 V à 23 °C), et la tension de déclenchement est d'au moins 10 % de la tension nominale (environ 1.0 à 1.2 V). Le courant nominal des contacts est souvent de 40 A pour le contact NO, et parfois inférieur pour le contact NC. Consultez toujours la fiche technique de votre référence, car les valeurs varient selon la série et la température. Voir par exemple les fiches techniques des gammes Omron G8JN/G8Q et Hongfa HFV11.

Brochage, câblage et protection

Identifier les broches : 85, 86, 30, 87, 87a

• 85 et 86 : la bobine. Si le relais comporte une diode ou une résistance interne, la polarité est importante (souvent 86 = +12 V, 85 = masse). En l’absence de diode interne, la bobine est non polarisée.
• 30 : contact mobile commun (COM).
• 87 : Contact normalement ouvert (NO) ; se ferme à 30 uniquement lorsqu'il est alimenté.
• 87a : Contact normalement fermé (NC) ; fermé à 30 au repos et s'ouvre lorsqu'il est alimenté.

Câblage d'un relais à 5 broches : étape par étape

1. Débranchez la batterie. Identifiez chaque lame grâce aux petits numéros moulés sur le socle ou le support du relais.
2. Faites passer un câble d'alimentation du pôle positif de la batterie vers un fusible à lame en ligne, puis vers la borne 30. Placez le fusible aussi près que possible de la batterie (environ 7 pouces/18 cm est une cible de bonnes pratiques courante dans les systèmes CC des véhicules) selon les directives de protection des circuits CC de Blue Sea Systems.
3. Raccordez la borne 87 à l'entrée positive de la charge. Raccordez le retour négatif de la charge à une masse châssis solide (métal nu, propre et bien serré).
4. Câblage de commande (choisissez-en un) :
   • Déclencheur côté haut : l'interrupteur ou l'ECU fournit +12 V à 86 ; masse 85.
   • Déclencheur côté bas : Fournir un +12 V constant à 86 ; le commutateur ou l’ECU absorbe 85 à la masse.
5. Utilisez des sections de câble appropriées. Pour les charges à courant élevé proches de 40 A sur de courtes distances dans le compartiment moteur, le cuivre de calibre 8 AWG est courant ; augmentez la section pour les longueurs plus importantes afin de limiter la chute de tension. Choisissez un fusible adapté au calibre du câble et à la charge prévue.
6. Utilisez un support de relais ou des cosses de qualité entièrement isolées. Sertissez à l'aide d'une pince à cliquet et utilisez une gaine thermorétractable. Effectuez un test de traction sur chaque cosse. Pour connaître les types de cosses et les instructions d'installation, consultez les guides pédagogiques Onesto sur le choix des cosses de câblage automobile et l'installation des cosses et des borniers.

Protection du circuit : diode, RC/MOV, isolation

• Diode de roue libre (standard) : Installez une diode directement entre les broches 85 et 86 de la bobine, la cathode côté +12 V (généralement 86) et l’anode côté masse (généralement 85). Ceci limite la force contre-électromotrice inverse lors du déclenchement du relais, protégeant ainsi les commutateurs et les calculateurs. À noter : une simple diode ralentit légèrement le déclenchement. Les notes d’application des relais Omron et Panasonic décrivent ces méthodes de suppression et leurs inconvénients.
• Solutions alternatives : Une diode Zener associée à une diode, une diode TVS bidirectionnelle ou un circuit d’amortissement RC peuvent permettre un déclenchement plus rapide ou des tensions de limitation plus élevées selon les besoins de l’application. Suivez les instructions du fournisseur du relais ou du calculateur.
• Isolation et polarité : Si le relais comporte une diode de suppression interne, la polarité de la bobine est fixe ; une inversion de polarité peut provoquer un court-circuit du circuit de commande. Vérifiez toujours le symbole figurant sur le boîtier du relais ou dans sa fiche technique (par exemple, pour les séries Hongfa HFV11 ou Omron G8).
• Placement du fusible : Gardez le fusible près de la source sur l'alimentation jusqu'à 30 ; ne laissez jamais de longs tronçons non protégés par fusible (voir les meilleures pratiques de placement des fusibles de Blue Sea Systems).

Note sur les accessoires pédagogiques (mention de la marque) : Pour choisir des cosses à sertir, des prises ou des porte-fusibles conformes, les ressources de SENTOP sur les bornes de câblage peuvent vous aider à adapter les bornes au calibre des fils et à la méthode d'installation. Divulgation : SENTOP est notre marque. Consultez leur guide sur les types courants de bornes de câblage automobile. https://www.onesto-ep.com/blog/common-types-and-selection-of-automotive-wiring-terminals/ — et le tutoriel d'installation étape par étape — https://www.onesto-ep.com/blog/how-to-install-wiring-terminals-and-terminal-blocks-step-by-step/ — pour plus de contexte.

Les références faisant autorité en matière de choix de systèmes de suppression et d'emplacement des fusibles comprennent les informations techniques sur les relais d'Omron et de Panasonic, ainsi que les articles de Blue Sea Systems sur la protection des circuits CC.

Tests et dépannage

Contrôle de la résistance de la bobine et de l'enclenchement

• Mesurez la résistance entre 85 et 86 ohms, relais déconnecté. La valeur attendue se situe entre quelques dizaines et quelques centaines d'ohms (généralement entre 60 et 100 Ω pour de nombreux mini-relais 12 V ; certaines variantes autour de 155 Ω). « OL » indique un circuit ouvert ; une valeur proche de zéro indique un court-circuit. Un test d'enclenchement sur banc d'essai doit montrer un clic net entre 7 et 9.6 V environ à température ambiante, avec un déclenchement autour de 1 à 1.2 V ; vérifiez la fiche technique de votre composant. Pour des valeurs représentatives, consultez les fiches techniques des séries Omron G8 et Hongfa HFV11, résumées par Relayspec, ainsi que les fichiers PDF des fabricants.

Continuité : COM–NO/COM–NC

• Hors tension : 30↔87a montre une continuité (faible résistance) ; 30↔87 est ouvert (pas de bip).
• Sous tension (appliquez 12 V aux bornes 85/86 en respectant la polarité) : le circuit 30↔87 est fermé ; le circuit 30↔87a est ouvert. Si vous n’entendez pas de clic ou si les états ne s’inversent pas, il est possible que le câblage soit incorrect, que la bobine soit faible ou que la tension d’alimentation soit insuffisante.

Vérification du chargement et défauts courants

• Relais alimenté et charge connectée, mesurez la chute de tension entre les bornes 30 et 87. Des contacts en bon état présentent généralement une faible chute de tension ; pour un contrôle pratique sur le terrain, maintenez-la bien en dessous de 0.2 à 0.5 V environ sous charge importante. Une chute de tension plus élevée indique des contacts piqués/oxydés ou des bornes sous-dimensionnées. Les fiches techniques du fabricant (par exemple, les résumés Relayspec pour la série Omron G8) indiquent les chutes de tension typiques et peuvent servir de référence pour les seuils de tolérance.
• Défauts et indices courants :
  • Bobine ouverte/en court-circuit : résistance très éloignée de la plage attendue.
  • Câblage incorrect 87/87a : la continuité apparaît sur la mauvaise borne ; remapper les numéros de broches (relais 85 86 30 87 87a).
  • Bruitage/absence d'enclenchement : tension d'alimentation faible, mauvaise mise à la terre, bobine défectueuse ou composant de suppression incorrect.
  • Surchauffe ou fonctionnement intermittent : sertissages défectueux, lames corrodées ou fil sous-dimensionné pour le courant.

Conclusion

Les relais SPDT à 5 broches offrent une solution sûre et flexible pour l'alimentation des véhicules 12 V : les broches 85/86 pilotent la bobine ; la broche 30 commute entre la broche 87a (NF) au repos et la broche 87 (NO) sous tension. Pour un fonctionnement fiable, utilisez une alimentation protégée par fusible pour la broche 30 près de la batterie, connectez la charge à la broche 87 pour une alimentation après contact et protégez le circuit de la bobine avec une diode de roue libre correctement orientée (ou une alternative appropriée). Afin d'éviter les interventions après-vente, suivez cette liste de vérification pour le câblage des relais à 5 broches : vérifiez la résistance de la bobine, contrôlez la continuité entre les broches 30 et 87a au repos et entre les broches 30 et 87 sous tension, et mesurez la chute de tension aux bornes sous charge ; corrigez tout problème de sertissage, de section de câble ou de dimensionnement du fusible avant de remettre le véhicule en service.

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Références sélectionnées (faisant autorité) :

• Fiches techniques Omron/Relayspec sur les relais automobiles 12 V (plages de fonctionnement/déclenchement et résistance de la bobine) : familles Omron G8JN/G8Q ; résumés Relayspec — exemples : https://www.relayspec.com/specs/099/G8QNG8QW.pdf
• Fiche technique Hongfa HFV11 (seuils de fonctionnement/déclenchement 12 V et variantes de résistance de la bobine) : https://www1.futureelectronics.com/doc/Hongfa/HFV11-12-HSR(257).pdf
• Options de suppression par relais (diode, Zener/TVS, RC) : informations techniques sur les relais Omron et Panasonic — exemple : répertoire Panasonic : https://industry.panasonic.eu/storage/custom-upload/Components/Relays/technical_information_relay_en.pdf
• Meilleures pratiques en matière de protection des circuits CC et d'emplacement des fusibles : article d'assistance de Blue Sea Systems : https://www.bluesea.com/support/articles/Circuit_Protection/1441/Part_2:_Select_a_Fuse_and_Fuse_Holder_For_Your_DC_Product_Installation

Ressources pédagogiques internes :

• Types courants et sélection des bornes de câblage automobile — https://www.onesto-ep.com/blog/common-types-and-selection-of-automotive-wiring-terminals/
• Comment installer les bornes de câblage et les borniers étape par étape — https://www.onesto-ep.com/blog/how-to-install-wiring-terminals-and-terminal-blocks-step-by-step/