ใบความรู้ที่ 12 รีเลย์

ใบความรู้
เรอ่ื ง รีเลย์
วัตถุประสงค์

1. อธิบายหลกั การเบือ้ งตน้ ของรเี ลยไ์ ด้อย่างถูกต้อง
2. อธบิ ายลกั ษณะหนา้ สมั ผัสของรเี ลย์ไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง
3. บอกชนิดของรเี ลย์ได้อย่างถกู ต้อง
4. บอกการเลือกซ้ือรีเลย์
5. อธบิ ายการตรวจสอบรเี ลย์ได้อย่างถกู ตอ้ ง
6. บอกการประยุกต์ใช้งานรเี ลยไ์ ด้อยา่ งถกู ต้อง

1. หลกั การเบื้องตน้ ของรเี ลย์
รีเลย์เป็นอุปกรณ์ที่นิยมนำมาทำเป็น สวิตช์ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ โดยจะต้องป้อนกระแสไฟฟ้าให้ไหล

ผา่ นขดลวดจำนวนหนง่ึ เพ่ือนำไปควบคมุ วงจรกำลังงานสงู ๆ ท่ีต่ออยกู่ ับหน้าสัมผัสหรือคอนแทกต์ของรีเลย์ รูปที่
9.1 แสดงรปู ร่างและสญั ลกั ษณ์ของรีเลย์

หลักการทำงานเบ้ืองต้นของรีเลย์แสดงดังรูปท่ี 9.2 การทำงานเริ่มจากปิดสวิตช์ เพื่อป้อนกระแสให้กับ
ขดลวด (Coil) โดยท่ัวไปจะเป็นขดลวดพันรอบแกนเหล็ก ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไปดูดเหล็กอ่อนที่เรียกว่าอาร์
เมเจอร์ (Armature) ให้ต่ำลงมา ท่ีปลายของอาร์เมเจอร์ด้านหน่ึงมักยึดติดกับสปริง (Spring) และปลายอีกด้าน
หน่ึงยึดติดกับหน้าสัมผัส (Contacts) การเคลื่อนท่ีอาร์เมเจอร์ จึงเป็นการควบคุมการเคล่ือนท่ีของหน้าสัมผัส ให้
แยกจากหรือแตะกับหน้าสัมผัสอกี อันหนึ่งซึ่งยึดติดอยู่กบั ท่ี เม่ือเปิดสวิตช์อารเ์ มเจอร์ กจ็ ะกลับสู่ตำแหน่งเดมิ เรา
สามารถนำหลกั การน้ีไปควบคมุ โหลด (Load) หรือวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ตา่ ง ๆ ได้ตามตอ้ งการ

2. หน้าสมั ผัสของรีเลย์
รูปท่ี 9.2 แสดงรีเลย์ที่มีหน้าสัมผัสเพียงชุดเดียว ปัจจุบันรีเลย์ที่มีขดลวดชุดเดียวสามารถควบคุม

หน้าสัมผสั ได้หลายชุดดังรูป ที่ 9.3 อาร์เมเจอร์อันเดียวถกู ยึดอยูก่ ับหน้าสัมผัสที่เคล่ือนที่ได้ 4 ชุด ดังนนั้ รีเลย์ตัวน้ี
จงึ สามารถควบคมุ การแตะหรือจากกันของหน้าสัมผัสได้ถงึ 4 ชุด

แตล่ ะหนา้ สมั ผสั ท่เี คลือ่ นท่ีไดม้ ีช่ือเรยี กวา่ ข้ัว (Pole) รีเลย์ในรูปที่ 9.3 มี 4 ข้วั จึงเรยี กหน้าสัมผัสแบบนว้ี ่า
เป็นแบบ 4PST (Four Pole Single Throw) ถ้าแต่ละขั้วท่ีเคล่ือนท่ีแล้วแยกจากหน้าสัมผัสอันหน่ึงไปแตะกับ
หน้าสัมผัส อีกอันหนึ่งเหมือนกับสวิตช์โยก โดยเป็นการเลือกหน้าสัมผัส ที่ขนาบอยู่ท้ังสองด้านดังรูปที่ 9.4
หน้าสัมผสั แบบนี้มีชอ่ื วา่ SPDT (Single Pole Double Throw)

ในกรณีที่ไม่มีการป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าขดลวดของรีเลย์ สภาวะ NO (Normally Open) คือสภาวะปกติ
หน้าสัมผัสกับขั้วแยกจากกัน ถ้าต้องการให้สัมผัสกันจะต้องป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าขดลวด ส่วนสภาวะ NC
(Normally Closed) คือสภาวะปกติหน้าสัมผัสกับข้ัวสัมผัสกัน ถ้าต้องการให้แยกกันจะต้องป้อนกระแสไฟฟ้าเข้า
ขดลวด นอกจากนี้ยังมีแบบแยกกอ่ นแล้วสัมผัส (Break-Make) หมายถึงหน้าสัมผสั ระหว่าง 1 และ 2 จะแยกจาก
กนั ก่อนที่หน้าสัมผสั 1 และ 3 จะสัมผัสกัน แต่ถ้าหากตรงข้ามกันคือ หน้าสัมผัส 1 และ 2 จะสัมผัสกัน และจะไม่
แยกจากกัน จนกว่าหนา้ สมั ผัส 1 และ 3 จะสมั ผสั กัน (Make-Break)

3. ชนดิ ของรเี ลย์
รเี ลยท์ ่ีผลติ ในปจั จุบนั มีอยู่มากมายหลาย ชนิด ผูเ้ รยี บเรยี งจะขอแนะนำรีเลย์ที่นยิ มใชง้ านและรูจ้ กั กัน

แพรห่ ลาย 4 ชนดิ เพื่อเปน็ แนวทางในการศกึ ษา ในระดับสูงต่อไป
1. อารเ์ มเจอร์รเี ลย์ (Armature Relay)
2. รดี รีเลย์ (Reed Relay)
3. รีดสวิตช์ (Reed Switch)
4. โซลิดสเตตรเี ลย์ (Solid-State Relay)
3.1 อารเ์ มเจอร์ (Armature Relay) คอื รีเลยท์ ่ีได้อธิบายหลักการทำงานดงั ในรปู ท่ี 9.6 ซึ่งเป็นรีเลยท์ ี่

นิยมใช้กนั มากทสี่ ุด บางครั้งเรยี กรีเลยแ์ บบนีว้ า่ รีเลย์ชนดิ แคลปเปอร์ (Clapper Relay)

3.2 รีดรีเลย์ (Reed Relay) เป็นรีเลย์ไฟฟ้า ที่มีลักษณะเป็นแคปซูลขนาดเล็ก ในรูปที่ 9.7 แสดง
ภาพตัดขวางของรีเลย์ ท่ีประกอบด้วยส่วนที่เรียกว่ารีดแคปซูล ซ่ึงมีคอยล์พันบนแกนบ๊อบบ้ิน รีดแคปซูลจะเป็น
หลอดแก้ว ภายในบรรจุก๊าชเฉื่อย หน้าสัมผัสเป็นโลหะผสมแผ่นบาง ๆ ปลายตัด 2 แผ่น วางซ้อนแต่ไม่สัมผัสกัน
เปน็ สวติ ช์ชุดเดยี วทางเดยี วหน้าสัมผัสปกติเปดิ วงจร (SPST-NO)

3.3 รีดสวิตช์ (Reed Switch) เปน็ รีเลย์อีก ชนิดหนึง่ แต่ไม่มีชดุ ขดลวดสำหรบั สรา้ งสนามแม่เหลก็ การ
ควบคมุ การปิดเปดิ หน้าสมั ผสั ของสวิตช์จะใชส้ นามแมเ่ หล็กจากภายนอกมาควบคมุ หน้าสมั ผัส โครงสร้างภายใน
ของรดี สวิตช์แสดงดงั รูปที่ 9.8

3.4 โซลดิ สเตตรีเลย์ (Solid-State Relay) เป็น รีเลย์ท่ีไมม่ โี ครงสร้างทางกลอย่ภู ายใน มีขว้ั ตอ่ อยา่ ง
ละ 2 ขว้ั ขว้ั อินพุต เปน็ ขั้วสำหรับปอ้ นสัญญาณควบคมุ เพื่อบังคับใหข้ ้วั เอาตพ์ ตุ ปิดหรือเปิดวงจร โดยจะมีการ
แยกกันทางไฟฟ้าระหวา่ งข้วั อินพุตและเอาต์พตุ

4. การเลือกซื้อรีเลย์
การเลอื กซือ้ รีเลย์มีหลักทีค่ วรพิจารณาใน การเลอื กซ้ือ โดยใหร้ ะบุความต้องการเปน็ ข้อ ๆ วา่ รเี ลย์ทก่ี ำลงั

จะซื้อสามารถที่จะสนองความต้องการทงั้ 9 ขอ้ ดังนี้
1. กระแสไฟฟ้าท่ีใช้ป้อนใหก้ ับขดลวดเป็นไฟตรงหรอื ไฟสลับ
2. แรงเคลือ่ นและความถ่ขี องไฟฟ้าที่จะใช้กับขดลวดของรีเลย์
3. ความตา้ นทานของขดลวดมีคา่ เท่าใด
4. อณุ หภมู ิสูงสุดเท่าใด
5. หน้าสัมผัสตอ้ งใชก้ บั แรงเคลือ่ นและกระแสเทา่ ใด
6. หนา้ สมั ผสั เป็นแบบใด
7. แหล่งจา่ ยไฟฟา้ ทีใ่ ช้มชี ว่ งแรงดนั เปลีย่ นแปลงไปมากน้อยเพียงใด
8. ตอ้ งการเวลาสมั ผัสและจากของหนา้ สัมผัสเรว็ หรือชา้ เพียงใด
9. ลกั ษณะรูปร่างภายนอกเป็นอย่างไร และจะตดิ ตง้ั เข้ากบั วงจรอย่างไร

5. การตรวจสอบรีเลย์
การตรวจสอบรีเลยว์ ่าอยใู่ นสภาพดหี รือ ชำรดุ น้นั สามารถกระทำไดโ้ ดยใช้มัลติมิเตอร์ต้ังยา่ นวดั โอหม์ แลว้

ใชส้ ายวดั ทง้ั สอง สัมผสั ทข่ี ้วั ขดลวด (Coil) ของรีเลยท์ ้ังสองขัว้ ถ้าเข็มมเิ ตอร์เบยี่ งเบนแสดงคา่ ความต้านทานแสดง
วา่ รีเลยอ์ ยใู่ นสภาพที่ใช้ งานได้ แตถ่ ้าหากเข็มไม่ขึ้น แสดงวา่ ไมส่ ามารถใชง้ านได้

6. การประยุกตใ์ ชง้ านรเี ลย์
ปัจจุบันได้มีการนำรีเลย์ไปใช้ในการทำ เป็นสวิตช์ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ในวงจรต่าง ๆ มากมาย ผู้เรียบ

เรียงจะขอยกตัวอย่าง รายละเอียดและรปู วงจรทีพ่ อเป็นแนวทางในการศึกษาคน้ คว้าตอ่ ไปดังนี้

รูปที่ 9.12 เป็นการนำรเี ลย์ที่มีหน้าสัมผัส 2 ชดุ มาตอ่ เปน็ วงจรกันขโมย โดยทหี่ นา้ สมั ผสั ของสวติ ช์ใช้แบบ
ปกติเปิดวงจร (NO) เม่ือมีการกดสวิตช์ S1 , S2 และ S3 ตัวใดตัวหน่ึงจะทำให้ออดส่งเสียงเตือนค้าง โดยมีสวิตช์
S4 ทำหนา้ ท่รี ีเซตวงจร

รูปท่ี 9.13 แสดงการนำรีเลย์มาต่อเป็นวงจรออสซิลเลเตอร์เพ่ือทำเป็นไฟกระพริบ ภายในวงจรใช้รีเลย์
ขนาด 12 โวลท์ โดยท่ีหน้าสัมผัสจะจากกันเม่ือแรงดันต่ำกว่า 5โวลท์ การทำงานของ วงจรเริ่มจากการกดสวิตช์
S1 จะทำให้มีกระแสไหลครบวงจรผา่ นขดลวดของรีเลย์ พร้อมทั้งชาร์จไฟเข้าท่ีตัวเก็บประจุ C1 ซ่ึงจะทำการประจุ
กระแส จนกระทั่งแรงดันตกคร่อมขดลวดของรีเลย์ RY1 ทำงาน ทำให้หน้าสัมผัสแบบ NC เปิดวงจรออก ตัวเก็บ
ประจุ C1 หยดุ การชาร์จ ในขณะเดียวกนั ก็จะทำใหห้ น้าสัมผัสซ่ึงเป็นแบบ NO ปิดวงจรส่งผลให้หลอดไฟ L1 สวา่ ง
ขณะน้ีตัวเก็บประจุ C1 เร่ิมคายประจุให้กับขดลวดแทน มีผลทำให้รีเลย์คงสภาวะการทำงานค้างไว้ จนกระท่ัง
แรงดันทคี่ ายออกจาก C1 ค่อย ๆ ลดลงจนถึงคา่ ท่ีทำใหข้ ดลวดไมส่ ามารถดดู หนา้ สมั ผัสให้อยไู่ ด้ จงึ ทำให้รเี ลย์กลับ
สู่สภาวะเร่ิมต้นหรือสภาวะปกติอีกครั้ง ทำให้หน้าสัมผัสของรีเลย์เปิดปิดสลับกันไปตลอดทำให้ไฟติดและดับ
สลบั กนั

รูปที่ 9.14 แสดงการนำรีดสวิตช์ไปใช้ในวงจรกันขโมย โดยฝังสวิตช์ไว้ในกรอบประตูและฝังแม่เหล็กใน
บานประตู ขณะท่ีมีการเปิดประตูจะทำให้หน้าสัมผัสของรีดสวิตช์เปิดออกตามลักษณะการเปิด ปิดประตู ถ้ามี
ขโมยเขา้ มาก็จะทราบได้ทนั ที