Dans cet article, je vais donner quelques exemples relais utilisé dans voitures, leurs différences et
quelques cas d'utilisation.
Relais domestiques et leurs caractéristiques :
1. Plage d’alimentation : 8…16 V.
2. Tension nominale : 12 V.
3. Courant de contrôle : pas plus de 0,2 A.
4. Tension de fonctionnement : pas moins de 8,0 V.
5. Tension de libération : 1,5…5,0 V.
6. Courant maximum dans le circuit d'alimentation : 30 A.
7. Résistance d'enroulement : 80 ± 10 ohms
90.3747-10 dans un coffret en plastique sans bride de montage ;
90.3747 - dans un boîtier en plastique avec une bride de montage ;
113.3747 - dans un boîtier métallique avec une bride de montage ;
113.3747-10-dans un boîtier métallique sans bride de montage ;
111.3747 - dans un boîtier métallique avec une bride de montage ;
111.3747-10-dans un boîtier métallique sans bride de montage.
Les relais de puissance, importés et nationaux, remplissent la même fonction.
Leur principale différence réside dans la qualité et les contacts commutés. Il existe des relais à quatre et cinq contacts, mais tous les relais ont des contacts de bobine, ce sont 85 et 86 contacts.
Dans certains relais importés, des résistances d'extinction ou des diodes sont installées entre ces contacts, et parfois les deux. Ces éléments sont utilisés pour protéger les circuits de commande des surcharges qui se produisent lors de l'ouverture du circuit de la bobine du relais.
L'image suivante montre le relais d'origine utilisé dans une voiture Audi avec une résistance de trempe intégrée.
Si une icône de diode apparaît sur le corps du relais, cela signifie que lors de sa mise sous tension, il est nécessaire de respecter la polarité sur les contacts de commande. Souvent, ces diodes sont installées dans un connecteur (la pièce correspondante est un bloc ou un soket) dans lequel le relais est inséré.
Schéma de relais contenant une diode et reliant son enroulement :
Lorsqu'une tension est appliquée aux contacts de commande, le relais est activé et ferme ou ouvre le circuit électrique avec les contacts de puissance. Les contacts de puissance sont toujours marqués 30, 87 et 87a. Le 30ème contact est toujours présent dans le relais. Sans fournir de tension aux contacts du bobinage, celui-ci est en permanence fermé au contact 87a. Si un signal est appliqué à l'enroulement, alors le contact 30 est déconnecté de 87a et connecté à 87. Le contact 87a ou 87 peut être absent, alors le relais ne fonctionnera que pour allumer ou éteindre (fermer ou ouvrir) le circuit d'alimentation.
Il est nécessaire de surveiller attentivement le marquage des contacts sur le relais, car Certains fabricants produisent des relais avec des dispositions de contacts non standard. La figure montre un relais BOSCH avec une disposition de contact différente. Les contacts 30 et 86 sont inversés.
Les relais sont utilisés dans les cas où l'actionneur consomme plus de courant (jusqu'à 30 à 40 ampères) que la sortie de commande est capable de produire (la consommation des bobines de relais ne dépasse généralement pas 200 milliampères). Des exemples d'utilisation de relais pour commuter divers appareils sont donnés à la fin de l'article.
Il est important de noter que si le relais a fonctionné pendant une longue période lors de la commutation de circuits de puissance dans des modes extrêmes, l'étincelle qui saute lors de la fermeture ou de l'ouverture des contacts crée des dépôts de carbone entre les contacts et de ce fait, l'actionneur peut ne pas fonctionnera ou ne fonctionnera pas correctement. Un mauvais contact génère de la chaleur. Dans le même temps, la consommation de courant dans les circuits de puissance peut augmenter (si le contact est mauvais, le courant du moteur électrique ou de l'ampoule devient un démarrage par impulsion), ce qui entraîne un échauffement des endroits de mauvais contact dans les circuits commutés. et, par conséquent, la fusion des pièces en plastique servant à la fixation des contacts. Lorsque les pièces de fixation fondent, les contacts se déplacent et un processus d'étincelles est ajouté, ce qui chauffe davantage le point de contact. La figure montre des dépôts de carbone apparaissant sur les contacts d'un relais domestique. Le contact de commutation est plié pour plus de clarté. Points blancs - décomposition des dépôts de carbone par une étincelle lors de la connexion d'un consommateur ; à travers ces endroits, le contact de réponse peut être soudé, laissant le consommateur connecté.
Les relais importés sous les marques Saturn et San Hold se sont révélés être les plus fiables et disponibles dans le commerce ; des relais d'autres fabricants sont également utilisés.
Au contraire, les relais domestiques ne sont pas satisfaisants dans des paramètres tels que l'étanchéité et la résistance à l'usure.
Il est également important de couvrir les contacts de sortie et la pièce correspondante (connecteur ou prise). Le revêtement le plus efficace pour les contacts de relais est l'étamage. Exemples de contacts relais oxydants.
Options de solutions de circuits pour connecter les relais.
Circuits d'inversion de signal et de contrôle de charge.
Les circuits d'inversion de signal peuvent être utilisés pour inverser les signaux des interrupteurs de porte ou de coffre lors de la connexion à un système d'alarme ou dans d'autres cas.
Ces circuits peuvent également être utilisés pour amplifier le signal lors de la connexion d'une charge contrôlée par un canal de signalisation supplémentaire. Lors du branchement du solénoïde de verrouillage du coffre, de la commande supplémentaire de verrouillage du capot, des phares antibrouillard supplémentaires, des signaux sonores supplémentaires ou lors du branchement d'autres équipements électriques, il est nécessaire d'installer un fusible de protection dans le circuit d'alimentation (+) 12 Volts (schéma inférieur).
Schéma de connexion du verrouillage centralisé avec un activateur installé en plus (activateurs) aux alarmes qui n'ont pas de relais intégrés (interface) du verrouillage centralisé.
Circuit de blocage moteur autobloquant (autobloquant).
Pour contrôler le relais de blocage, vous pouvez utiliser un bouton secret, une paire interrupteur à lames-aimant ou un élément de commande standard qui émet un signal de commande de polarité positive lorsque le contact est mis (par exemple, un signal d'alimentation sur un lève-vitre ou fenêtre arrière chauffée). Lors du contrôle d'un bouton ou d'un interrupteur à lames, la diode D2 n'est pas nécessaire. Lors du contrôle d'une unité standard pour le déverrouillage, un bouton ou un interrupteur à lames n'est pas nécessaire, la diode D2 est requise.
Selon le code de la route (règles de circulation), un véhicule en mouvement pendant la journée doit être signalé par des feux de croisement, des antibrouillards (PTF) ou des feux de jour (DRL ou en anglais DRL). Nous découvrirons différentes options pour connecter les DRL au câblage de la voiture via un relais électromagnétique dans ce document de référence préparé par le site.
Exemple de connexion de DRL à partir d'un générateur
Attention : n'oubliez pas d'installer un fusible en cas de court-circuit. Personne n’est à l’abri de courts-circuits accidentels lors de l’installation et du fonctionnement !
Schéma de connexion DRL via relais 4 broches
Certaines personnes achètent des phares DRL et les connectent simplement aux phares. Mais il est plus correct de les faire s'allumer lorsque vous mettez le contact et de les éteindre lorsque vous allumez les feux de position de la voiture.
Vous pouvez même connecter les lampes DRL à l'allume-cigare, car la tension n'y est fournie que lorsque le contact est mis. Ce sera mieux que de chercher le fil d'allumage dans le câblage.
Connexion des lampes DRL via un relais à 5 broches
Beaucoup ne sont pas pressés d'installer des phares diurnes à LED en allumant simplement les feux de croisement, mais il faut garder à l'esprit que l'utilisation des DRL au lieu des feux de croisement vous permettra de charger la batterie plus rapidement pendant la conduite, puisque leur consommation électrique est de 5 fois moins.
DRL LED de 15 watts Schéma de connexion DRL à l'aide d'une unité de contrôle
Certaines lampes diurnes, les modèles les plus chers et les plus modernes, disposent d'une centrale qui permet de contrôler automatiquement leur fonctionnement (luminosité, allumage, etc.). Dans ce cas, le circuit électrique ressemblera à ceci :
Certains fabricants d'électronique automobile produisent des unités de commande de feux de circulation avec la possibilité de désactiver les feux de jour lorsqu'une des fonctions est active : frein de stationnement, marche arrière ou fonctionnement du démarreur lors du démarrage du moteur. Il vaut donc mieux payer un peu trop cher et acheter un tel jeu de phares.
Comme on le sait, les dimensions et la puissance d'un interrupteur commutant une charge puissante doivent correspondre à cette charge. Vous ne pouvez pas allumer des consommateurs de courant aussi importants dans une voiture que, par exemple, un ventilateur de radiateur ou un chauffage de vitre avec un petit bouton - ses contacts grilleront simplement après une ou deux pressions. En conséquence, le bouton doit être grand, puissant, serré, avec une fixation claire des positions marche/arrêt. Il doit être connecté à des fils longs et épais conçus pour supporter le courant à pleine charge.
Mais dans une voiture moderne avec son design intérieur élégant, il n'y a pas de place pour de tels boutons, et ils essaient d'utiliser avec parcimonie des fils épais avec du cuivre coûteux. Par conséquent, un relais est le plus souvent utilisé comme interrupteur d'alimentation à distance - il est installé à côté de la charge ou dans un boîtier de relais, et nous le contrôlons à l'aide d'un petit bouton de faible puissance auquel sont connectés des fils fins, dont la conception peut facilement s'intégrer à l'intérieur d'une voiture moderne.
À l'intérieur du relais typique le plus simple se trouve un électro-aimant auquel un signal de commande faible est fourni, et un culbuteur mobile, qui attire l'électro-aimant déclenché, ferme à son tour deux contacts de puissance, qui activent un circuit électrique puissant.
Dans les voitures, deux types de relais sont le plus souvent utilisés : avec une paire de contacts normalement ouverts et avec trois contacts de commutation. Dans ce dernier, lorsque le relais est déclenché, un contact se ferme au contact commun et le second en est déconnecté à ce moment-là. Il existe bien sûr des relais plus complexes, avec plusieurs groupes de contacts dans un même boîtier - fermeture, coupure, commutation. Mais ils sont beaucoup moins courants.
Veuillez noter que sur l'image ci-dessous, pour un relais avec un contact de commutation triple, les contacts de travail sont numérotés. La paire de contacts 1 et 2 est dite « normalement fermée ». Les paires 2 et 3 sont « normalement ouvertes ». L'état « normal » est considéré comme l'état dans lequel la tension n'est PAS appliquée à la bobine du relais.
Les relais automobiles universels les plus courants et leurs bornes de contact avec une disposition standard des pattes pour une installation dans une boîte à fusibles ou dans une prise déportée ressemblent à ceci :
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Le relais scellé du kit xénon de rechange est différent. Le boîtier rempli de composé lui permet de fonctionner de manière fiable lorsqu'il est installé à proximité des phares, où l'eau et le brouillard de boue pénètrent sous le capot à travers la calandre. Le brochage n'est pas standard, le relais est donc équipé de son propre connecteur.
Pour commuter des courants importants, des dizaines et des centaines d'ampères, des relais de conception différente de ceux décrits ci-dessus sont utilisés. Techniquement, l'essence est inchangée - l'enroulement magnétise un noyau mobile sur lui-même, qui ferme les contacts, mais les contacts ont une surface importante, la fixation des fils est pour un boulon de M6 et plus épais, l'enroulement est de puissance accrue. Structurellement, ces relais sont similaires au relais solénoïde du démarreur. Ils sont utilisés sur les camions comme interrupteurs de masse et relais de démarrage pour le même démarreur, sur divers équipements spéciaux pour allumer des consommateurs particulièrement puissants. Parfois, ils sont utilisés pour la commutation d'urgence des treuils Jeeper, pour créer des systèmes de suspension pneumatique, comme relais principal pour les systèmes de véhicules électriques faits maison, etc.
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À propos, le mot « relais » lui-même est traduit du français par « attelage de chevaux », et ce terme est apparu à l'époque du développement des premières lignes de communication télégraphiques. La faible puissance des batteries galvaniques de cette époque ne permettait pas la transmission de points et de tirets sur de longues distances - toute l'électricité "s'éteignait" sur de longs fils et le courant restant qui atteignait le correspondant était incapable de déplacer la tête de la machine à imprimer. En conséquence, des lignes de communication ont commencé à être établies "avec des stations de transfert" - à un point intermédiaire, le courant affaibli n'a pas activé une machine à imprimer, mais un relais faible, qui, à son tour, a ouvert la voie au courant provenant d'une batterie neuve - et ainsi de suite...
Que faut-il savoir sur le fonctionnement des relais ?
Tension de fonctionnement
La tension indiquée sur le corps du relais est la tension moyenne optimale. Les relais de voiture sont imprimés avec « 12 V », mais ils fonctionnent également à une tension de 10 volts et fonctionneront également à 7-8 volts. De même, 14,5-14,8 volts, auxquels la tension du réseau de bord augmente lorsque le moteur tourne, ne leur nuit pas. Donc 12 volts est une valeur nominale. Bien qu'un relais d'un camion de 24 volts dans un réseau de 12 volts ne fonctionnera pas, la différence est trop grande...
Courant de commutation
Le deuxième paramètre principal du relais après la tension de fonctionnement de l'enroulement est le courant maximum que le groupe de contacts peut traverser sans surchauffe ni brûlure. Il est généralement indiqué sur le boîtier - en ampères. En principe, les contacts de tous les relais automobiles sont assez puissants, il n'y a pas de « faibles » ici. Même les plus petits interrupteurs 15-20 ampères, relais de taille standard – 20-40 ampères. Si le courant est indiqué double (par exemple, 30/40 A), cela signifie des modes à court et à long terme. En fait, la réserve de courant n'interfère jamais - mais cela s'applique principalement à certains équipements électriques non standard de la voiture, connectés indépendamment.
Numérotation des broches
Les bornes de relais automobiles sont marquées conformément à la norme électrique internationale pour l'industrie automobile. Les deux bornes du bobinage sont numérotées « 85 » et « 86 ». Les bornes du contact « deux » ou « trois » (fermeture ou commutation) sont désignées par « 30 », « 87 » et « 87a ».
Cependant, le marquage ne fournit hélas aucune garantie. Les fabricants russes marquent parfois un contact normalement fermé par « 88 » et les contacts étrangers par « 87a ». Des variations inattendues de la numérotation standard se retrouvent aussi bien parmi les « marques » anonymes que parmi des entreprises comme Bosch. Et parfois, les contacts sont même marqués de chiffres de 1 à 5. Ainsi, si le type de contact n'est pas marqué sur le boîtier, ce qui arrive souvent, il est préférable de vérifier le brochage du relais inconnu à l'aide d'un testeur et d'une alimentation 12 volts. source - plus d'informations à ce sujet ci-dessous.
Matériau et type du terminal
Les bornes de contact du relais auxquelles est connecté le câblage électrique peuvent être de type « couteau » (pour installer le relais dans le connecteur du bloc), ainsi qu'une borne à vis (généralement pour des relais particulièrement puissants ou des relais de types obsolètes) . Les contacts sont soit « blancs », soit « jaunes ». Jaune et rouge - laiton et cuivre, blanc mat - cuivre étamé ou laiton, blanc brillant - acier nickelé. Le laiton et le cuivre étamés ne s'oxydent pas, mais le laiton et le cuivre nus sont meilleurs, bien qu'ils aient tendance à noircir, rendant le contact pire. L'acier nickelé ne s'oxyde pas non plus, mais sa résistance est plutôt élevée. Ce n'est pas mal lorsque les bornes d'alimentation sont en cuivre et que les bornes d'enroulement sont en acier nickelé.
Avantages et inconvénients de la nutrition
Pour que le relais fonctionne, une tension d'alimentation est appliquée à son enroulement. Sa polarité est indifférente au relais. Plus sur "85" et moins sur "86", ou vice versa - cela n'a pas d'importance. En règle générale, un contact de l'enroulement du relais est connecté en permanence au plus ou au moins, et le second reçoit la tension de commande d'un bouton ou d'un module électronique.
Au cours des années précédentes, une connexion permanente du relais au moins et à un signal de commande positif était plus souvent utilisée ; maintenant, l'option inverse est plus courante. Bien que ce ne soit pas un dogme, cela se produit de toutes les manières, y compris au sein d'une même voiture. La seule exception à la règle est un relais dans lequel une diode est connectée parallèlement à l'enroulement - ici la polarité est importante.
Relais avec diode parallèle à la bobine
Si la tension de l'enroulement du relais n'est pas fournie par un bouton, mais par un module électronique (standard ou non standard - par exemple, un équipement de sécurité), alors lorsqu'il est éteint, l'enroulement produit une surtension inductive qui peut endommager l'électronique de commande. . Pour supprimer la surtension, une diode de protection est allumée parallèlement à l'enroulement du relais.
En règle générale, ces diodes sont déjà présentes à l'intérieur des composants électroniques, mais parfois (notamment dans le cas de divers équipements supplémentaires) un relais avec une diode intégrée à l'intérieur est nécessaire (dans ce cas son symbole est marqué sur le boîtier), et parfois un Un bloc déporté avec une diode soudée côté fil est utilisé. Et si vous installez un équipement électrique non standard qui, selon les instructions, nécessite un tel relais, vous devez respecter strictement la polarité lors de la connexion du bobinage.
Température du boîtier
L'enroulement du relais consomme environ 2 à 2,5 watts d'énergie, c'est pourquoi son corps peut devenir très chaud pendant le fonctionnement - ce n'est pas criminel. Mais l'échauffement est autorisé au niveau du bobinage, et non au niveau des contacts. La surchauffe des contacts du relais est néfaste : ils se carbonisent, se détruisent et se déforment. Cela se produit le plus souvent dans des exemples infructueux de relais fabriqués en Russie et en Chine, dans lesquels les plans de contact ne sont parfois pas parallèles les uns aux autres, la surface de contact est insuffisante en raison d'un désalignement et un échauffement ponctuel se produit pendant le fonctionnement.
Le relais ne tombe pas en panne instantanément, mais tôt ou tard, il cesse d'allumer la charge, ou vice versa - les contacts sont soudés les uns aux autres et le relais cesse de s'ouvrir. Malheureusement, identifier et prévenir un tel problème n’est pas tout à fait réaliste.
Test de relais
Lors de la réparation, un relais défectueux est généralement temporairement remplacé par un relais fonctionnel, puis remplacé par un relais similaire, et c'est tout. Cependant, on ne sait jamais quels problèmes peuvent survenir, par exemple lors de l'installation d'équipements supplémentaires. Cela signifie qu'il sera utile de connaître l'algorithme élémentaire de vérification du relais afin de diagnostiquer ou de clarifier le brochage - et si vous en rencontriez un non standard ? Pour ce faire, nous avons besoin d'une source d'alimentation avec une tension de 12 volts (alimentation ou deux fils de la batterie) et d'un testeur allumé en mode mesure de résistance.
Supposons que nous ayons un relais avec 4 sorties, c'est-à-dire avec une paire de contacts normalement ouverts qui fonctionnent pour la fermeture (un relais avec un contact de commutation « trois » est vérifié de la même manière). Tout d'abord, nous touchons toutes les paires de contacts une par une avec les pointes du testeur. Dans notre cas, il s'agit de 6 combinaisons (l'image est conditionnelle, purement compréhensible).
Sur l'une des combinaisons de bornes, l'ohmmètre doit afficher une résistance d'environ 80 ohms - il s'agit du bobinage, mémorisez ou marquez ses contacts (pour les relais automobiles 12 volts des tailles standard les plus courantes, cette résistance varie de 70 à 120 ohms). Nous appliquons 12 volts à l'enroulement provenant de l'alimentation ou de la batterie - le relais doit clairement cliquer.
En conséquence, les deux autres bornes devraient présenter une résistance infinie - ce sont nos contacts de travail normalement ouverts. Nous y connectons le testeur en mode numérotation et appliquons simultanément 12 volts au bobinage. Le relais a cliqué, le testeur a émis un bip - tout est en ordre, le relais fonctionne.
Si soudainement l'appareil présente un court-circuit sur les bornes de travail même sans appliquer de tension à l'enroulement, cela signifie que nous sommes tombés sur un rare relais avec des contacts NORMALEMENT FERMÉS (s'ouvrant lorsqu'une tension est appliquée à l'enroulement) ou, plus probablement, le les contacts de surcharge ont fondu et soudé, court-circuitant. Dans ce dernier cas, le relais est envoyé à la ferraille.
Afin d'économiser de l'argent et de simplifier la conception, les voitures utilisent un allumage simplifié du ventilateur du système de refroidissement. Le circuit comprend un ventilateur, un fusible, un capteur de température et des fils de connexion. Le moteur électrique est connecté à la masse, ainsi qu’au positif de la batterie via un fusible. Un capteur de température est connecté au disjoncteur de fil de terre.
Ce circuit se distingue par sa simplicité : il n'est pas nécessaire d'utiliser des éléments coûteux et le nombre de fils est minime. Mais cela a aussi ses inconvénients. Par exemple, un capteur de température qui agit comme un interrupteur laisse passer un courant important, ce qui affecte sa durée de vie. Et un autre inconvénient est le démarrage soudain du moteur. La charge sur le moteur augmente fortement jusqu'à sa valeur maximale, ce qui affecte négativement l'état du moteur électrique.
Utiliser un relais électromagnétique
L'utilisation d'un simple relais compliquera légèrement le circuit, mais soulagera le capteur de température de la présence d'un courant élevé. Un courant important circulera à travers les contacts du relais. Il est moins cher et plus facile de remplacer le relais que le capteur de température pour allumer le ventilateur électrique. Pour effectuer la mise à niveau, vous aurez besoin d'un fil et d'un relais avec un support pour le montage sur la carrosserie.
Débranchez le capteur de température et les fils qui s'y trouvaient doivent être connectés à la paire de contacts normalement ouverts de notre relais. La moitié du travail est fait, la partie puissance est prête. Maintenant, contrôlez. Nous connectons une borne du capteur de température à la terre, mais connectons la seconde à la bobine du relais.
À partir de la deuxième borne de la bobine, vous devez tendre le fil jusqu'à la borne positive de la batterie. Il est conseillé que la connexion se fasse via un fusible dont le courant de fonctionnement peut être de 1 Ampère. La bobine consomme une petite quantité de courant, donc la pire chose qui puisse arriver est un court-circuit dans le câblage. Par la suite, vous pourrez connecter un bouton d'activation forcée en parallèle avec le capteur de température, que vous installerez dans l'habitacle de la voiture.
Applications des semi-conducteurs
Au lieu d'un relais électromagnétique, vous pouvez utiliser un interrupteur à thyristor ou une conception de champ. L'essence est la même, sauf qu'il n'y a pas de contacts mobiles, leurs fonctions sont assurées par des électrons et des trous dans le cristal semi-conducteur. Mais n'oubliez pas de refroidir les thyristors et d'installer des radiateurs qui sauront assurer le transfert de chaleur nécessaire.
Le démarrage progressif du moteur est une fonction très utile pour le contrôle du moteur. Cette innovation assurera une augmentation progressive de la charge. Cette idée est réalisée en utilisant la modulation PWM. Mais avec toutes les innovations, vous pouvez utiliser un deuxième capteur de température dans le système de refroidissement, dont la température de réponse est inférieure de 5 degrés à celle du principal.
Si, lorsque le capteur principal est déclenché, le ventilateur s'allume à pleine puissance, alors lorsque le deuxième capteur est déclenché, sa vitesse devrait être deux fois moins élevée. Pour ce faire, vous devrez utiliser une résistance lors de la connexion. Celui installé sur le ventilateur du poêle est parfait. Cela empêchera la température dans le système d'atteindre des valeurs extrêmes.
