Et Automotive Relay SPDT fungerer som en elektronisk kontakt. Den bruger et lille elektrisk signal til at styre et kraftigt kredsløb. Denne enhed leder strøm til en af to mulige udgange.
[Billede: Et standard 5-bens bilrelæ med ben 30, 87, 87a, 85 og 86 tydeligt mærket.]
Denne enhed lader en lav-afbryder, som en knap på dit instrumentbræt, sikkert styre udstyr med høj-effekt. Tænk på kraftige køleventilatorer eller forlygter. Relæet tænder eller slukker ikke bare tingene. Den skifter strøm mellem to separate kredsløb fra en enkelt indgang. Dette gør Single Pole Double Throw (SPDT) relæet til en af de mest nyttige dele i specialtilpassede billedningsprojekter.
Anatomi af et SPDT-relæ
Du skal forstå, hvad der sker inde i et SPDT-relæ for at bruge det effektivt. Det er ikke en mysterieboks. Det er faktisk en simpel og hårdfør enhed.
[Billede: Et kommenteret diagram, der viser de interne komponenter i et SPDT-relæ: elektromagnetspolen, ankeret (polen), den normalt lukkede kontakt og den normalt åbne kontakt.]
Inde i plastkassen er to relaterede kredsløb. Den første håndterer lavstrøm til kontrol. Den anden håndterer høj strøm for den faktiske belastning. Når styrekredsløbet driver en elektromagnet, flytter det fysisk en kontakt kaldet "polen". Dette omdirigerer det høje-strømflow.
Lad os se på, hvad hver af de fem stifter gør.
Kontrolkredsløbet
Dette er relæets "hjerne". Den behøver kun en lille mængde strøm (normalt under 200mA) for at fungere.
Ben 85 forbinder spolen med jord. Denne pin skal forbindes til en solid chassisjord for at den interne elektromagnet kan fungere korrekt.
Pin 86 modtager strøm eller triggersignalet. Denne pin får et 12V+ signal fra din kontrolkontakt. Dette kan være en vippekontakt, en sensor eller dit køretøjs computer. Når 12V når pin 86, mens pind 85 er jordet, tændes elektromagneten.
Belastningskredsløbet
Dette er stafettens "muskel". Den er bygget til at håndtere høje strømme, der ville ødelægge en lille kontakt.
Ben 30 er den fælles forbindelse. Dette modtager strøm fra den høje-strømkilde. Den skal tilsluttes direkte til batteriet gennem en sikring af den rigtige størrelse. Dette er "Single Pole" i SPDT-navnet.
Ben 87a er den normalt lukkede (NC) kontakt. Når relæet er i hvile (ikke strømforsynet), forbindes ben 30 internt med ben 87a. Strøm løber fra 30 til 87a som standard. Tænk på "a" som "i hvile".
Ben 87 er den normalt åbne (NO) kontakt. Denne pin har ingen forbindelse til pin 30, når relæet er i ro. Først når spolen får strøm (ben 85 og 86 er aktiveret), vender den interne kontakt. Derefter forbindes ben 30 med ben 87.
Pin-numrene 30, 85, 86, 87 og 87a er ikke tilfældige. De følger den tyske DIN 72552 standard. Denne specifikation bruges over hele verden i bilindustrien. Det betyder, at du kan udskifte et relæ fra en producent med et fra en anden uden at lære ledningerne igen.
Her er en hurtig reference til pin-funktionerne og deres tilstande.
|
Pin nummer |
Standard navn |
Fungere |
Angiv, når relæet er slukket |
Angiv, når relæet er TIL |
|
30 |
Fælles |
Høj-strøminput |
Tilsluttet 87a |
Tilsluttet 87 |
|
87 |
Normalt åben |
Høj-strømoutput 1 |
Ingen forbindelse |
Tilsluttet 30 |
|
87a |
Normalt lukket |
Høj-strømoutput 2 |
Tilsluttet 30 |
Ingen forbindelse |
|
85 |
Spole Jord |
Styrekredsløbsjord |
N/A |
N/A |
|
86 |
Spole trigger |
Styre kredsløbseffekt |
N/A |
N/A |
SPDT ledninger og applikationer
At forstå stifterne er kun teori. Brug af denne viden i rigtige kredsløb er, hvor SPDT-relæet viser sin værdi. Vi vil udforske to af dets mest kraftfulde anvendelser.
Anvendelse 1: Polaritetsvending
En almindelig udfordring er at styre en jævnstrømsmotor til at bevæge sig i to retninger. Tænk på en elrudemotor eller en lineær aktuator. En SPDT-relæopsætning er den klassiske løsning. Dette kræver to SPDT-relæer og en kontrolkontakt.
[Billede: Et klart ledningsdiagram, der viser to SPDT-relæer forbundet til en jævnstrømsmotor. En DPDT-kontakt styrer udløserne for begge relæer.]
Målet er at vende den spændingspolaritet, der sendes til motoren. I én tilstand får motorens positive ledning 12V+, og den negative ledning bliver jordet. For at vende retningen skal den positive ledning få jord, og den negative ledning skal have 12V+.
Her er ledningslogikken:
Tilslut de to motorledninger til pin 30 terminalerne på hvert relæ.
Tilslut begge ben 87-terminaler til en smeltet,-stærkstrømskilde på 12V+.
Tilslut begge ben 87a terminaler til en solid chassisjord.
Kontrolkontakten (ideelt set en momentan (ON)-OFF-(ON) DPDT-kontakt) vil styre relæspolens udløsere. Den ene side af kontakten vil udløse relæ 1's ben 86. Den anden side vil udløse relæ 2's ben 86. Begge ben 85'er forbindes til jord.
Når systemet er i hvile (kontakt i den midterste OFF-position), har ingen af relæspolerne strøm. Begge motorledninger (på ben 30 på hvert relæ) forbindes til jord gennem deres pin 87a terminaler. Dette kan fungere som en dynamisk bremse for motoren.
Når du trykker på kontakten til position 1, tændes relæ 1. Dens ben 30 skifter fra jord (87a) til 12V+ (87). I mellemtiden forbliver relæ 2 i ro, så dets ben 30 forbliver forbundet til jord. Motoren ser nu 12V+ på den ene ledning og jord på den anden. Dette får den til at køre i én retning.
Når du trykker kontakten til den modsatte position, tændes relæ 2, og relæ 1 hviler. Polariteten til motoren vender om. Det får den til at køre i den modsatte retning.
Når du arbejder på et motorkredsløb, skal du altid bruge en ledning, der er tyk nok til motorens blokeringsstrøm, ikke kun dens kørestrøm. Vi har set underdimensionerede ledninger smelte øjeblikkeligt, når en el-rude sætter sig fast. Dette får motoren til at stoppe og trække maksimal strøm.
Applikation 2: Dobbelt-Speed Fan Control
Mange elektriske køleventilatorer kan køre med to hastigheder. Høj hastighed giver maksimal køling under tung belastning. Lavere hastighed er nok til generel køling og er meget mere støjsvag. Et SPDT-relæ er perfekt til at styre dette.
[Billede: Et ledningsdiagram, der viser et enkelt SPDT-relæ, en elektrisk blæser, en ballastmodstand og to separate triggerkilder.]
Denne opsætning bruger relæets skiftefunktion til enten at sende fuld effekt til ventilatoren eller sende strøm gennem en stor ballastmodstand for at reducere dets hastighed.
Her er ledningslogikken:
Tilslut ventilatorens positive ledning til ben 30 på relæet.
Tilslut en høj-strøm, smeltet 12V+ kilde til ben 87.
Tilslut den samme 12V+ kilde til den ene side af en ballastmodstand. Tilslut den anden side af modstanden til ben 87a.
En lav-temperaturudløser (som en 195 grader F termisk kontakt) kan tilsluttes blæserens strømkilde uden at involvere relæet. Lad os forklare den almindelige anvendelse for klarhedens skyld.
Den lave-hastighedsudløser (som en kølevæskesensor, der lukker ved 195 grader F) aktiverer ikke relæet. I denne tilstand strømmer strøm fra kilden gennem ballastmodstanden og til ben 87a. Da relæet er i ro, forbindes ben 87a med ben 30, som forsyner ventilatoren. Ventilatoren kører ved lav hastighed.
Højhastighedsudløseren (som en sensor, der lukker ved 210 grader F, eller klimakoblingen aktiveres) sender et 12V+ signal til relæets ben 86. Ben 85 forbindes til jord.
Dette driver relæspolen. Den interne kontakt afbryder straks ben 30 fra ben 87a og forbinder den med ben 87.
Nu modtager blæseren på ben 30 fuld batteristrøm direkte fra ben 87, uden om modstanden. Ventilatoren skifter øjeblikkeligt til høj-drift. Når høj-temperaturtilstanden forsvinder, fjernes triggeren på pin 86. Relæet slukker og vender tilbage til det normalt lukkede kredsløb med lav-hastighed.
En teknikers installationsvejledning
At kende diagrammerne er én ting. Opbygning af et kredsløb, der er sikkert, pålideligt og nemt at fejlfinde er en anden. Dette kommer fra garage erfaring.
Bedste installationspraksis
En installation af professionel-kvalitet er defineret af dens holdbarhed og servicevenlighed.
Først skal du vælge det rigtige relæ. De fleste SPDT-relæer til biler er vurderet til 30/40A. Det betyder, at de kan håndtere 40A på det normalt åbne (Pin 87) kredsløb og 30A på det normalt lukkede (Pin 87a) kredsløb. Tilpas altid denne vurdering til din lasts forventede strømtræk, med en sikkerhedsmargin. For komponenter, der er udsat for vejret, skal du bruge et forseglet, vejrbestandigt relæ.
Brug altid en relæstikdåse eller sele. Mens du kan bruge individuelle spadestik på relæstifterne, giver en dedikeret sokkel en meget renere installation. Det gør også udskiftning af et defekt relæ meget lettere.
Fusion er ikke valgfrit. Det er afgørende for sikkerheden. Hovedstrømforsyningen til belastningskredsløbet (ledningen til ben 30) skal have en sikring. Denne sikring skal være klassificeret korrekt til ledningsmåleren og belastningen. Den skal placeres så tæt på strømkilden (som batteriet) som muligt. Dette beskytter hele ledningen mod kortslutninger.
Trådmåleren betyder enormt meget. Brug af ledning, der er for tynd til den strøm, den fører, skaber en brandfare. Tråden vil varme op, dens modstand vil stige, spændingen falder, og isoleringen kan smelte. Tjek et 12V ledningsmålerdiagram. Overvej både strømstyrken på din enhed og den samlede længde af ledningen.
Lav endelig solide forbindelser. Til de fleste bilmiljøer fungerer ikke-isolerede krympeforbindelser af høj-kvalitet, dækket med klæbende-krympeslange bedst. De tilbyder den bedste kombination af mekanisk styrke og miljømæssig tætning. Mens lodning skaber en god elektrisk binding, kan den skabe et stift punkt, der er tilbøjeligt til at bryde fra vibrationer, medmindre det understøttes korrekt.
Fejlfinding af almindelige problemer
Selv med en perfekt plan, kan det gå galt. En systematisk tilgang til fejlfinding vil spare dig for timevis af frustration.
|
Symptom |
Mulige årsag(er) |
Sådan testes / løsning |
|
Relæet "klikker" ikke, når kontakten er aktiveret |
1. Dårlig jord på ben 85. |
1. Brug et multimeter på dets kontinuitetsindstilling til at teste forbindelsen fra ben 85 til en kendt god chassisjord. |
|
Relæet "klikker", men enheden tænder ikke |
1. Ingen høj-strøm på ben 30. |
1. Brug et multimeter til at kontrollere for konstant 12V+ ved ben 30. |
|
Enhed på pin 87a er altid tændt |
1. Relæspole udløses ikke. |
1. Dette er den tilsigtede funktion. Problemet ligger i styrekredsløbet. Relæet får ikke besked på at aktivere. Se "Relæet klikker ikke"-symptomet ovenfor for at diagnosticere styrekredsløbet. |
|
Relæ giver en summende eller klaprende lyd |
1. Utilstrækkelig spænding eller strøm til spolen. |
1. Kontroller køretøjets batterispænding. Et lavt batteri kan forårsage dette. Kontroller også integriteten af triggertråden (til pin 86) for høj modstand. |
Avancerede SPDT-konfigurationer
SPDT-relæets alsidighed rækker langt ud over simple tænd/sluk- eller skifteopgaver. Her er et par avancerede ideer til at vise dets potentiale.
Starter-Interrupt Anti-Theft
Et enkelt, men effektivt anti-tyverisystem kan oprettes ved hjælp af et enkelt SPDT-relæ. Målet er at afbryde signalet til startmagneten, medmindre en skjult kontakt aktiveres.
Opsætningen involverer at skære starterens udløserledning (den lille ledning på startermagneten) over. Denne ledning føres så gennem relæets normalt åbne kontakter. Ledningen fra tændingskontakten går til ben 30. Ledningen, der fortsætter til startmagneten, forbindes til ben 87.
Som standard, med relæet i hvile, er kredsløbet åbent. At dreje nøglen vil ikke gøre noget. Relæets spole (ben 86 og 85) forbindes til en skjult vippekontakt. Først når du drejer på denne skjulte kontakt, tænder relæet. Dette forbinder ben 30 til 87 og gør det muligt for bilen at starte. Pin 87a efterlades ubrugt.
Konvertering af-lys og horn
Denne opsætning gør det muligt for en enkelt knap, ligesom hornknappen, at udføre to forskellige funktioner afhængigt af tilstanden af en hovedafbryder.
Opsætningen kræver omhyggelig ledningsføring. Hornknappens udgangsledning bruges som udløser for SPDT-relæet, der forbinder til ben 86. En master "off-road mode"-omskifter kontrollerer, om relæet bruges. Dette kan blive komplekst, ofte med et andet relæ.
En enklere opsætning for et lignende resultat: Hornknappens udgang er delt. Den ene sti går til standardhornet. Den anden sti går til pin 86 på et relæ, der styrer off-lyset. En hovedkontakt er placeret- på linje med denne anden sti. Når hovedafbryderen er slukket, lyder hornet bare ved at trykke på hornet. Når hovedafbryderen er tændt, udløser et tryk på hornet nu også relæet til lysene.
Skift mellem to horn
Forestil dig at have et standard byhorn og et kraftigt toghorn. Begge styres af den samme knap på rattet, men vælges med en separat kontakt. Et SPDT-relæ gør dette nemt.
Vi bruger SPDT-relæet som signalrouter. Udgangen fra hornknappen forbindes til ben 30. Byhornets udløserledning forbindes til ben 87a. Toghornets relæudløser forbinder til ben 87.
En separat vippekontakt på instrumentbrættet styrer SPDT-relæets spole (pin 86).
Når vippekontakten er OFF, er relæet i hvile. Ved at trykke på hornknappen sendes signalet fra ben 30 ud gennem ben 87a. Dette aktiverer byhornet.
Når du slår vippekontakten TIL, tænder relæet. Når du nu trykker på hornknappen, går signalet fra Pin 30 gennem Pin 87. Dette aktiverer toghornet.
Din alsidige bilallierede
SPDT-relæet til biler er en simpel komponent med kraftfulde egenskaber. Vi har set, hvordan den fungerer som omskifter. Den bruger et lille signal til sikkert at lede høj-strøm til en af to destinationer.
Fra at vende motorens polaritet og aktivere blæserstyring med dobbelt-hastighed til at skabe brugerdefinerede sikkerheds- og bekvemmelighedskredsløb, er dens alsidighed kun begrænset af din fantasi. Ved at forstå de fem ben og anvende principperne for sikker installation, har du fået et kraftfuldt værktøj til ethvert 12V-projekt. Du er nu rustet til at bygge mere komplekse, robuste og professionelle elektriske bilsystemer i-kvalitet.
Sådan reduceres lysbuedannelse på relækontakter: Ingeniørvejledning 2025
Hvorfor placere en diode på relæspolen? Komplet Flyback Protection Guide
Relækontaktmaterialer: hvad de er, og hvorfor de er vigtige
Hvordan kan du identificere og reducere relæstøj i dine kredsløb