Автомобильные реле: как устроены, как их выбирать и проверять. Автомобильные реле: как устроены, как их выбирать и проверять Электронное реле 12 вольт для авто

Твердотельное реле (SSR - солид стейт реле) - это электронное устройство переключения, что включается или выключается, когда малое внешнее напряжение подается через контакты управления. Чаще всего оно состоит из оптопары, которая реагирует на соответствующий входной сигнал (сигнал управления), и полупроводниковый электронное переключающее устройство, которое переключает нагрузку. Упрощённая схема и подключение показана ниже:

Данный проект позволяет заменить обычные 12-вольтовые электромагнитные реле универсального назначения, часто используемые в устройствах автоматики, автомобилях и другой аппаратуре, на более надёжные и скоростные электронные. Схема была разработан на базе IGBT/МОП оптопары TLP250/352, которая работает драйвером полевого транзистора MOSFET IRFP260. Реле состоит из оптически изолированного драйвера затвора и МОП-транзистора с низким сопротивлением канала. Сочетание низкого сопротивления и высокой возможной мощности нагрузки делают это реле подходящим для различных устройств переключения. Устройство обеспечивает изоляцию 3 кВ от входа до выхода.

Принципиальная схема SSR реле

Характеристики твердотельного реле

• Входной управляющий сигнал 1,5 - 12 В постоянного тока
• Оптимальное напряжение самой схемы VCC 12 - 18 В
• Питание нагрузки 12 - 60 В постоянного тока
• Частота входного сигнала до 50 кГц
• Напряжение изоляции 3 kV

Многие меня спрашивают что за схему я ставлю в свои контроллеры для ветрогенераторов. Я уже конечно отвечал, снимал небольшое видео как ей пользоваться, и упоминал в статьях. Но в этой статье я хочу рассказать по подробнее о реле напряжения, и описать некоторые способы применения и особенности.

Вообще реле напряжения бывают разные, некоторые работают как реле времени, и по заданному времени что-то включают и выключают, оповещают звуковым сигналом. Есть реле, которые работают по температуре, по времени, или по напряжению. Какие бывают реле напряжения можно посмотреть здесь Реле напряжения , я давно покупаю в этом магазине, цены там самые дешовые, и качество нормальное. Но это далеко не все типы релюшек, есть и другие, их можно найти поиском на алиэкспресс, ниже скриншот из магазина...

Я использую в контроллерах конкретно вот такую реле напряжения, она самая первая в магазине - Реле напряжения 12в . Она работает только по напряжению и не имеет ничего лишнего, хотя есть версии с четырьмя и семью программами работы.

>

Есть вариант и в пластмассовом корпусе, но я покупаю без него. Реле напряжения имеет две кнопки, "SET" и "ENTER". Кнопкой "SET" поочередно перебираются параметры, вначале выставляется напряжение включения реле. Поочерёдно мигают три цифры на экране, и кнопкой "ENTER" перебирается от 0 до 9 каждая цифра, которая мигает. Выставив нужную цифру нужно нажать "SET" и далее выставляем вторую цифру, потом третью. Далее следующие три цифры это напряжение при котором реле отключается, они так-же поочерёдно мигают, их выставляем и проходим дальше нажимая кнопку "SET". Когда вы всё проклацаете по кругу то параметры вступят в силу и реле будет отображать текущее напряжение.

Так-же реле может работать как бы в зеркальном отражении. Если удерживать 5 сек кнопку "SET", то реле наоборот при первом выставленном напряжении будет выключать реле, а при втором наоборот включать реле. Это тоже может быть полезно когда надо что-то отключить при превышении напряжения, например зарядное устройство. Я думаю разберётесь потыкав кнопочки. Так-же там есть третий параметр - это задержка включения или выключения реле, и четвертый параметр это длительность включения реле, но я ими не пользовался и ничего сказать про это не могу.

Технические характеристики:
Рабочее напряжение 10-16 вольт.
Напряжение, которое может измерять эта плата 0-99.9 вольт.
Параметры встроенного контактного реле, 277в 10А AC, 30в 10А DC
Потребление энергии 16мА, когда контактное реле включено потребление 45мА

Нижний порог по напряжению 10 вольт связан с контактным реле, оно не включается если напряжение ниже 10 вольт, а сама плата работает начиная с 5 вольт, я проверял. Верхний порог напряжения тоже связан с контактным реле, если напряжение больше 16 вольт, то катушка реле при включении потребляет слишком много энергии, и не выдержит транзистор, который включает реле. А так вообще я подавал более 30 вольт и плата работала.

В своих контроллерах я выпаивал встроенную контактное реле, и выводил провода чтобы включать твёрдотельное реле, оно не создает нагрузку при включении, по-этому работает схема и при 24 вольта нормально.

>

Контакты с обратной стороны платы подписаны, по-этому с подключением проблем не должно быть. Плюс и минус для питания платы. И плюс и минус ADS - это для измерения напряжения. Да, плата питается отдельно и измеряет напряжение отдельно, при этом может измерять напряжение которым сама питается. Вывод плюс и минус IN я не использовал, но он вроде-бы для подключения термодатчика чтобы измерять температуру. Для этого нужно переставить фишку сверху платы и подключить термодатчик, чтобы реле работала по температуре, она станет показывать температуру.

Для чего её можно использовать? Ну я ставлю её в контроллер для ветрогенератора, и она по напряжению включает мощную нагрузку к аккумуляторам чтобы не было перезаряда. Когда напряжение на АКБ превышает 14,6 вольт то эта плата включает релюшку, и через реле подключаются мощные лампочки к АКБ, которые сжигают лишнюю энергию пока напряжение не упадёт до 13.5 вольт, и отключаются пока снова напряжение не превысит 14.6 вольт.

А так можно такую плату использовать с зарядным устройством, чтобы когда АКБ полностью зарядился отключалось зарядное устройство, и автоматически подключать ЗУ когда напряжение упадёт до выставленного в настройках порога. Можно музыку в машине автоматически отключать если напряжение на акб станет ниже 12,2 вольта, чтобы осталась энергия для запуска двигателя. Вариантов может быть множество. Так-же там есть реле напряжения с двумя релюшками на борту, работу которых можно настраивать по отдельности, и 16 программ работы по времени, напряжению и по событию (замыканию-размыканию контакта).

Видео обзор реле напряжения

О какой нагрузке идет речь? Да о любой — релюшки, лампочки, соленоиды, двигатели, сразу несколько светодиодов или сверхмощный силовой светодиод-прожектор. Короче, все что потребляет больше 15мА и/или требует напряжения питания больше 5 вольт.

Вот взять, например, реле. Пусть это будет BS-115C. Ток обмотки порядка 80мА, напряжение обмотки 12 вольт. Максимальное напряжение контактов 250В и 10А.

Подключение реле к микроконтроллеру это задача которая возникала практически у каждого. Одна проблема — микроконтроллер не может обеспечить мощность необходимую для нормальной работы катушки. Максимальный ток который может пропустить через себя выход контроллера редко превышает 20мА и это еще считается круто — мощный выход. Обычно не более 10мА. Да напряжение у нас тут не выше 5 вольт, а релюшке требуется целых 12. Бывают, конечно, реле и на пять вольт, но тока жрут больше раза в два. В общем, куда реле не целуй - везде жопа. Что делать?

Первое что приходит на ум — поставить транзистор. Верное решение — транзистор можно подобрать на сотни миллиампер, а то и на амперы. Если не хватает одного транзистора, то их можно включать каскадами, когда слабый открывает более сильный.

Поскольку у нас принято, что 1 это включено, а 0 выключено (это логично, хотя и противоречит моей давней привычке, пришедшей еще с архитектуры AT89C51), то 1 у нас будет подавать питание, а 0 снимать нагрузку. Возьмем биполярный транзистор. Реле требуется 80мА, поэтому ищем транзистор с коллекторным током более 80мА. В импортных даташитах этот параметр называется I c , в наших I к. Первое что пришло на ум — КТ315 — шедевральный совковый транзистор который применялся практически везде:) Оранжевенький такой. Стоит не более одного рубля. Также прокатит КТ3107 с любым буквенным индексом или импортный BC546 (а также BC547, BC548, BC549). У транзистора, в первую очередь, надо определить назначение выводов. Где у него коллектор, где база, а где эмиттер. Сделать это лучше всего по даташиту или справочнику. Вот, например, кусок из даташита:

Если смотреть на его лицевую сторону, та что с надписями, и держать ножками вниз, то выводы, слева направо: Эмиттер, Колектор, База.

Берем транзистор и подключаем его по такой схеме:

Коллектор к нагрузке, эмиттер, тот что со стрелочкой, на землю. А базу на выход контроллера.

Транзистор это усилитель тока, то есть если мы пропустим через цепь База-Эмиттер ток, то через цепь Колектор-Эмиттер сможет пройти ток равный входному, помноженному на коэффициент усиления h fe .
h fe для этого транзистора составляет несколько сотен. Что то около 300, точно не помню.

Максимальное напряжение вывода микроконтроллера при подаче в порт единицы = 5 вольт (падением напряжения в 0.7 вольт на База-Эмиттерном переходе тут можно пренебречь). Сопротивление в базовой цепи равно 10000 Ом. Значит ток, по закону Ома, будет равен 5/10000=0.0005А или 0.5мА — совершенно незначительный ток от которого контроллер даже не вспотеет. А на выходе в этот момент времени будет I c =I be *h fe =0.0005*300 = 0.150А. 150мА больше чем чем 100мА, но это всего лишь означает, что транзистор откроется нараспашку и выдаст максимум что может. А значит наша релюха получит питание сполна.

Все счастливы, все довольны? А вот нет, есть тут западло. В реле же в качестве исполнительного элемента используется катушка. А катушка имеет неслабую индуктивность, так что резко оборвать ток в ней невозможно. Если это попытаться сделать, то потенциальная энергия, накопленная в электромагнитом поле, вылезет в другом месте. При нулевом токе обрыва, этим местом будет напряжение — при резком прерывании тока, на катушке будет мощный всплеск напряжения, в сотни вольт. Если ток обрывается механическим контактом, то будет воздушный пробой — искра. А если обрывать транзистором, то его просто напросто угробит.

Надо что то делать, куда то девать энергию катушки. Не проблема, замкнм ее на себя же, поставив диод. При нормальной работе диод включен встречно напряжению и ток через него не идет. А при выключении напряжение на индуктивности будет уже в другую сторону и пройдет через диод.

Правда эти игры с бросками напряжения гадским образом сказываются на стабильности питающей сети устройства, поэтому имеет смысл возле катушек между плюсом и минусом питания вкрутить электролитический конденсатор на сотню другую микрофарад. Он примет на себя большую часть пульсации.

Красота! Но можно сделать еще лучше — снизить потребление. У реле довольно большой ток срывания с места, а вот ток удержания якоря меньше раза в три. Кому как, а меня давит жаба кормить катушку больше чем она того заслуживает. Это ведь и нагрев и энергозатраты и много еще чего. Берем и вставляем в цепь еще и полярный конденсатор на десяток другой микрофарад с резистором. Что теперь получается:

При открытии транзистора конденсатор С2 еще не заряжен, а значит в момент его заряда он представляет собой почти короткое замыкание и ток через катушку идет без ограничений. Недолго, но этого хватает для срыва якоря реле с места. Потом конденсатор зарядится и превратится в обрыв. А реле будет питаться через резистор ограничивающий ток. Резистор и конденсатор следует подбирать таким образом, чтобы реле четко срабатывало.
После закрытия транзистора конденсатор разряжается через резистор. Из этого следует встречное западло — если сразу же попытаться реле включить, когда конденсатор еще не разрядился, то тока на рывок может и не хватить. Так что тут надо думать с какой скоростью у нас будет щелкать реле. Кондер, конечно, разрядится за доли секунды, но иногда и этого много.

Добавим еще один апгрейд.
При размыкании реле энергия магнитного поля стравливается через диод, только вот при этом в катушке продолжает течь ток, а значит она продолжает держать якорь. Увеличивается время между снятием сигнала управления и отпаданием контактной группы. Западло. Надо сделать препятствие протеканию тока, но такое, чтобы не убило транзистор. Воткнем стабилитрон с напряжением открывания ниже предельного напряжения пробоя транзистора.
Из куска даташита видно, что предельное напряжение Коллектор-База (Collector-Base voltage) для BC549 составляет 30 вольт. Вкручиваем стабилитрон на 27 вольт — Profit!

В итоге, мы обеспечиваем бросок напряжения на катушке, но он контроллируемый и ниже критической точки пробоя. Тем самым мы значительно (в разы!) снижаем задержку на выключение.

Вот теперь можно довольно потянуться и начать мучительно чесать репу на предмет того как же весь этот хлам разместить на печатной плате… Приходится искать компромиссы и оставлять только то, что нужно в данной схеме. Но это уже инженерное чутье и приходит с опытом.

Разумеется вместо реле можно воткнуть и лампочку и соленоид и даже моторчик, если по току проходит. Реле взято как пример. Ну и, естественно, для лампочки не потребуется весь диодно-конденсаторный обвес.

Пока хватит. В следующий раз расскажу про Дарлингтоновские сборки и MOSFET ключи.

Всем привет.

В сегодняшнем обзоре я поделюсь с вами своими впечатлениями о 5-ти контактном автомобильном реле, приобретенном на eBay, а так же покажу один из возможных вариантов его использования.

Реле заказывалось почти одновременно с комплектом ДХО, о котором я рассказывал несколько дней назад. Зачем? Потому что при использовании стандартного подключения, при включении габаритов или ближнего/дальнего света, ДХО все так же продолжали светиться. Хорошего в этом я ничего не нашел, а потому стал задумываться об автоматизации их отключения при включении габаритов или ближнего света. Самым простым и логичным вариантом мне показалось использование реле.


К слову, это одна из тех немногих покупок, перед совершением которых я отправился в местный магазин автозапчастей. Каково же было мое удивление, когда в ВАЗовском магазине я увидел цену: реле - 5 рублей (где-то 2,5$), колодка к нему - 2,5 рубля (1$). Итого, 3,5$ за комплект оффлайн у нас без ожидания против $1,66 у них. Выбор очевиден:) Я заказывал сразу 2 реле, так как изначально планировал установить по одному на каждую лампочку.

Посылку продавец отправил через несколько дней после оплаты, присвоив ей трек, все доступные события по которому можно посмотреть .

На то, чтобы попасть из Китая в Беларусь у посылки ушел примерно месяц, после чего она была благополучно получена в моем почтовом отделении. Поставляются они в обычных полиэтиленовых пакетиках без каких-либо опознавательных знаков и надписей (если не считать наклейку со штрих-кодом).


Внешне реле мало чем отличаются от тех, что можно увидеть на полках в родных магазинах. Особых претензий к их качеству изготовления у меня нет. Непосредственно реле так вообще выглядят очень даже прилично. Контакты надежно залиты герметиком очень напоминающим смолу:


Как видно на фото, каждый контакт подписан, так что проблем с подключением возникнуть не должно:)

Сверху на реле изображен принцип работы реле, а так же указан производитель и краткие характеристики.


Как видно, данное реле рассчитано на напряжение в 12-14 В и максимальный ток 40А. Способно ли оно и вправду пережить такую нагрузку сказать не могу, так как ничего подходящего для проверки данного параметра у меня на момент подключения под рукой не оказалось:(У меня же в сети максимальная нагрузка около 4А, так что проблем с этим нет.

Для крепления реле в конструкции предусмотрена металлическая пластинка, которую можно без проблем снять, если в том будет необходимость.


В комплект поставки входит само реле и колодка к нему. Колодка идет сразу с проводами, что существенно облегчает процесс установки. Качество изготовления колодки будет несколько похуже. Основной минус - обилие облоя, не удаленного после отлива колодки. Длина проводов, идущих к колодке около 15 сантиметров.


Но тут скорее страдает внешний вид, так как на функционале это никак не сказывается. Если верить описанию, то каждое реле способно отработать 10 000 циклов включения-выключения, что достаточно неплохо.

В принципе, больше ничего интересного во внешнем виде реле нет, а значит можно переходить к проверке их работоспособности. Но перед тем, как это сделать, думаю, будет не лишним напомнить зачем эти реле вообще надо.

В обычном состоянии в реле 2 контакта постоянно замкнуты. Это контакты, обозначенные на реле цифрами 30 и 87а (в некоторых случаях 88). При при подаче напряжения на контакты 86 и 85, цепь 30-87а разрывается, а 86-85 замыкается. На свободном контакте (87) находится свободный плюс (нам он не нужен). Так что удаляем из колодки провод, идущий к 87 контакту.


Итак, приступим. Первым делом разрезаем плюсовой провод, идущий к ДХО. Поскольку в моих он общий, то можно обойтись одним реле, установив его около места его подключения. В разрез подключаем провода, идущие к контактам 30 и 87а. 86 контакт подключил к массе, а 85 к плюсовому проводу, идущему к габаритным огням. Места соединения проводов изолируем и крепим реле где-нибудь под капотом. У меня это получилось примерно так (к болту крепления подвел провод массы):


Осталось дело за малым - проверить как все работает. Включаем зажигание и видим, что наши ДХО светятся. Значит хуже не сделали.


Далее включаем габариты/ближний свет:


Как видно, все работает так, как и задумывалось. При включении габаритов/ближнего света лампочки ДХО отключается. Для большей наглядности снял небольшое видео на тему того, как это выглядит в живую:

При желании реле можно использовать в массе самых разнообразных вариаций. На сколько я знаю, некоторые на них даже противоугонные устройства собирают:)

На этом, пожалуй, все. Спасибо за внимание и потраченное время.