Ob Sie batteriebetriebene Systeme, Kfz-Elektronik oder industrielle Steuerungen entwickeln – Latching-Relais (Selbsthalterelais) sind für effizientes und zuverlässiges Schalten enorm wichtig. Anders als herkömmliche Relais sparen sie Energie und halten ihren Schaltzustand auch dann, wenn die Ansteuerung bereits entfernt wurde. Damit eignen sie sich besonders für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch oder für Systeme, die sich einen Zustand „merken“ müssen.
Was ist ein Latching-Relais?
Ein Latching-Relais (auch bistabiles Relais genannt) ist ein elektromechanischer Schalter, der in seiner letzten Stellung – EIN oder AUS – verbleibt, ohne dass die Spule dauerhaft mit Strom versorgt werden muss.
Mit anderen Worten: Wird das Relais durch eine kurze Ansteuerimpuls in einen neuen Zustand geschaltet, rastet es dort ein und ändert sich erst wieder, wenn ein Reset-Impuls anliegt.
Diese Fähigkeit, einen Zustand ohne Dauerleistung beizubehalten, macht Latching-Relais ideal für energieeffiziente Systeme – z. B. batteriebetriebene Geräte oder Schaltungen, die nach einem Netzausfall ihren Ausgangszustand beibehalten sollen.
Wie funktioniert ein Latching-Relais?
Im Kern arbeitet ein Latching-Relais wie ein gewöhnliches Relais: Eine Spule erzeugt ein Magnetfeld, das einen Anker bewegt und so die Kontaktpaare öffnet oder schließt. Der Unterschied liegt darin, wie die Stellung gehalten wird.
Zwei stabile Zustände
Ein Latching-Relais besitzt zwei stabile Zustände:
- Set (EIN)
- Reset (AUS)
Nach einem kurzen Impuls bleibt der Zustand erhalten – auch ohne weitere Energiezufuhr.
Einspulen- vs. Zweispulen-Ausführung
Es gibt zwei gängige Konzepte:
- Einspulen-Latching (Polaritätsumkehr):
Die Spule wird mit umgekehrter Polarität angesteuert. Ein positiver Impuls setzt das Relais, ein negativer Impuls rücksetzt es. Es gibt nur eine Spule; die Zustandsänderung hängt von der Stromrichtung ab. - Zweispulen-Latching (Set/Reset):
Zwei getrennte Spulen übernehmen Set bzw. Reset. Jede Spule erhält ihren eigenen kurzen Impuls; danach sind beide stromlos, der Zustand bleibt mechanisch/magnetisch erhalten.
Beide Varianten verzichten auf eine Dauererregung der Spule. Das senkt den Leistungsbedarf und erwärmt das Relais weniger.
Latching-Relais vs. nicht selbsthaltendes Relais
| Kriterium | Latching-Relais | Normales Relais |
|---|---|---|
| Zustand halten ohne Strom | Ja | Nein |
| Dauerhafte Spulenleistung nötig | Nein | Ja |
| Leistungsaufnahme im Haltezustand | Sehr gering | Höher |
| Typische Anwendung | Speicher-/Batteriesysteme | Einfaches EIN/AUS |
| Verhalten bei Netzausfall | Letzten Zustand behalten | Rückkehr in Grundstellung |
Latching-Relais sind oft die bessere Wahl, wenn ein stabiler Zustand ohne Dauerstrom erforderlich ist – z. B. in Remote-Systemen, Solaranwendungen oder Fahrzeugen.
12-V-Latching-Relais: praxisnahe Verdrahtung
Viele Projekte nutzen 12-V-Latching-Relais – insbesondere in der Kfz-Elektronik, in RV/Wohnmobil-Systemen, bei Batterie-Backups und Solarinstallationen, da 12 V DC weit verbreitet ist.
Beispiel 1 – Zweispulen-Verdrahtung (Set/Reset)
- SET-Taster → pulst die Set-Spule
- RESET-Taster → pulst die Reset-Spule
- Nach dem Impuls verbleibt das Relais im neuen Zustand.
Einfach, robust und gut verständlich, da jede Funktion eine eigene Spule hat.
Beispiel 2 – Einspulen-Verdrahtung mit Polaritätsumkehr
Die Spule wird über eine Richtungsumschaltung (DPDT-Schalter oder H-Bridge) gepulst:
- Vorwärts-Impuls → Set (EIN)
- Rückwärts-Impuls → Reset (AUS)
Vorteil: nur eine Spule, kompakter Aufbau. Wichtig: Polarität sauber handhaben.
Beispiel 3 – Ansteuerung per Mikrocontroller (MCU)
- Schalten der 12-V-Spule über Transistor/MOSFET
- MCU-Pin gibt kurzen Impuls, kein Dauer-High
- Freilaufdiode über der Spule gegen Gegeninduktion
- Für Polaritätswechsel: H-Bridge-Treiber
So erhalten Sie programmierbare Set/Reset-Sequenzen – z. B. abhängig von Logik, Timern oder Sensoren.
Auswahl des richtigen Latching-Relais
Spulenspannung:
Für 12-V-Systeme ein Relais mit 12-V-Spule wählen. Abweichungen von der Spezifikation können zu unsicherem Schalten führen.
Spulentyp:
- Einspule: einfachere Verdrahtung, benötigt Polaritätsumkehr.
- Zweispule: flexiblere Ansteuerung ohne Polaritätswechsel.
Kontaktkonfiguration:
Je nach Last SPST, SPDT oder DPDT wählen.
Kontaktbelastbarkeit:
Nennstrom und -spannung auf der Lastseite prüfen. Bei induktiven Lasten (Motoren, Magnetventile) Reserve einplanen.
Häufige Probleme und Fehlersuche
1) Relais schaltet nicht um
- Impulsdauer prüfen (nicht zu kurz/zu lang).
- Spulenspannung kontrollieren.
- Bei Einspule: Polarität prüfen.
2) Relais hält Zustand nicht
- Sicherstellen, dass die Spule nicht dauerhaft erregt wird.
- Auf Spannungseinbruch während des Impulses achten.
- Bei Zweispule: Anschlüsse nicht vertauschen.
3) Kontakte kleben/verschweißen
Ursache meist Einschaltstrom/Induktionsspitzen. Abhilfe:
- RC-Snubber oder TVS/Diode einsetzen,
- Relais mit höherer Kontaktleistung wählen.
4) Störungen oder Fehlschaltungen
Versorgungs-/Signallärm erzeugt ungewollte Impulse:
- Pufferkondensatoren,
- geschirmte Leitungen,
- saubere Masseführung verwenden.
Typische Einsatzbereiche
Latching-Relais sind besonders sinnvoll, wenn…
- ein Zustand nach Stromausfall erhalten bleiben soll,
- Energieeinsparung Priorität hat (keine Halteleistung),
- intermittierende Steuersignale verwendet werden,
- ein stabiler mechanischer Schaltvorgang ohne Dauerenergie gewünscht ist.
Beispiele:
Kfz-Steuerungen (Türschlösser, Lichtlogik, Batterietrennung), Solar-/Batteriepuffer, Remote-/Funk-Schaltsysteme.
FAQ – Häufige Fragen
Brauchen Latching-Relais Dauerstrom?
Nein. Der Zustand bleibt nach dem Impuls erhalten.
Können Latching-Relais offen oder geschlossen ausfallen?
Ja. Wie jedes mechanische Bauteil unterliegen sie Verschleiß. Wählen Sie ausreichend Schaltspiel-Reserve.
Wann ist ein Latching-Relais besser als ein normales?
Wenn Zustandsspeicherung ohne Dauerleistung gewünscht ist. Für einfache EIN/AUS-Aufgaben in ständig versorgten Anlagen reicht oft ein normales Relais.
Wie lange muss der Steuerimpuls sein?
Kurz – lang genug zum Schalten, ohne die Spule zu überhitzen. Datenblatt beachten.
Ist die Polarität immer wichtig?
Nur bei Einspulen-Relais (Polarität entscheidet Set/Reset). Zweispulen-Relais benötigen keine Polaritätsumkehr.
Fazit
Das Latching-Relais ist eine vielseitige, energieeffiziente Schaltlösung mit Zustandsspeicherung. Ob DIY-Elektronik, Fahrzeugtechnik oder Industrieautomation – wer die Funktionsweise versteht und die 12-V-Verdrahtung korrekt umsetzt, entwickelt robuste, stromsparende Systeme und vermeidet typische Fallstricke.
Mit den oben genannten Schaltbeispielen, Auswahltipps und Fehlersuch-Hinweisen setzen Sie Latching-Relais im nächsten Projekt sicher und souverän ein.
