Ein 12 -V -Relais ist ein wesentlicher Bestandteil der modernen Elektronik. Es handelt sich um einen elektrisch betriebenen Schalter, der Hochleistungsschaltungen mit einem Signal mit geringer Leistung steuert.
Sie werden überall 12 V Relais finden. Sie sind in Autotrompfeln, industriellen Steuerungstafeln und einfachen Hobbyprojekten. Sie sind so häufig, weil 12 -V -DC -Systeme überall sind, was Relais zu einer universellen Lösung zum Schalten von Aufgaben macht.
Dieser Leitfaden deckt alles über 12 -V -Staffeln ab. Wir werden uns ansehen, wie sie funktionieren, die verschiedenen Typen, die Sie kaufen können, wie Sie die richtige auswählen und wie Sie sie verdrehen und reparieren können.
Die Grundlagen verstehen
Um ein 12 -V -Staffel gut zu verwenden, müssen Sie wissen, was es ist und wie es funktioniert. Es ist eine einfache Idee mit großen Möglichkeiten.
Was ist ein Staffel?
Ein Relais lässt einen kleinen elektrischen Strom einen viel größeren Strom steuern. Es hält den Steuerkreis und den Lastkreis getrennt - sie sind nicht physikalisch angeschlossen.
Jedes Relais hat zwei Hauptteile: einen Eingangskreis und einen Ausgangskreis. Der Eingang hat ein Elektromagnet (eine Spule). Der Ausgang hat Switch -Kontakte.
Der 12 -V -Standard
"12V" bedeutet, dass das Elektromagnet des Relais 12 Volt zum Einschalten benötigt.
Diese Spannung ist in allen Auto -Elektrosystemen Standard. Es wird auch in vielen Batterie -Setups und DC -Netzteilen in gewerblichen und industriellen Geräten verwendet. Dies macht 12 -V -Relais unglaublich nützlich.
Wie ein 12 -V -Staffel funktioniert
Die Operation ist wunderschön einfach. Wenn 12 V durch die Spulenklemmen des Relais fließen, geht es durch die Drahtspule.
Dies schafft ein Magnetfeld. Das Feld zieht einen beweglichen Teil, der als Anker bezeichnet wird und Teil des Schalters im Inneren ist.
Wenn sich der Anker bewegt, wird Kontakte offen oder schließen. Dadurch wird die separate Hochleistungsschaltung verbunden oder getrennt.
Entfernen Sie den 12 -V -Steuerstrom und das Magnetfeld verschwindet. Eine kleine Feder drückt die Anker zurück zu dem Ort, an dem sie angefangen hat, und die Kontakte kehren zu ihrem normalen Zustand zurück.
Arten von 12 -V -Relais
Alle 12 -V -Relais funktionieren auf die gleiche Weise, aber sie kommen in verschiedenen Formen für verschiedene Jobs. Der Hauptunterschied besteht zwischen elektromechanischen und Festkörpertypen.
Elektromechanische Relais (EMR)
Dies ist der klassische Relaistyp. Es hat bewegliche Teile und macht ein hörbares "Klicken", wenn es eingeschaltet wird.
Allgemeine Relais werden oft als "Eiswürfel" -Relais bezeichnet. Sie werden sie in Industrie -Panels sehen. Automobilrelais sind hart zu bewältigen, um Fahrzeugvibrationen und Temperaturänderungen zu bewältigen.
Verriegelungsrelais sind etwas Besonderes. Sie brauchen nur einen kurzen Strompuls, um die Zustände zu wechseln. Sie bleiben ohne kontinuierliche Kraft so, was Energie spart.
Solid-State Relais (SSR)
Ein 12-V-Festkörper-Relais erledigt die gleiche Aufgabe wie eine EMR, hat aber keine beweglichen Teile. Es verwendet Halbleiter wie Thyristoren oder MOSFETs, um die Last zu wechseln.
Die Vorteile sind groß: Sie halten fast für immer, rennen lautlos und wechseln viel schneller. Sie widerstehen auch Schock und Vibration.
Aber SSRs kosten mehr, erzeugen mehr Wärme und haben einen kleinen Spannungsabfall über ihre Ausgänge. Mechanische Kontakte haben fast keinen Widerstand mit Null.
Andere spezialisierte Relais
Es gibt andere Typen über diese beiden Hauptkategorien hinaus. Zeitverzögerungsrelais haben einen integrierten Timer, der die Ausgabe nach einer festgelegten Zeit aktiviert oder deaktiviert.
Reed -Relais sind kleine, schnelle Relais, die einen magnetisch empfindlichen Schilfschalter in einem Glasrohr verwenden. Sie sind perfekt für Jobs mit niedrigem Strom.
Schlüsselauswahlspezifikationen
Die Auswahl des richtigen 12 -V -Relais ist für Sicherheit und Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung. Schauen Sie über die Spannungsspannung hinaus und überprüfen Sie die Spezifikationen auf dem Fall oder Datenblatt des Relais.
Spannungsspannung
Dies ist die am einfachsten zu verstehen. Eine 12 -V -Relais -Spule arbeitet zuverlässig bei 12 V DC. Zu wenig Spannung aktiviert das Relais möglicherweise nicht. Zu viel Spannung kann die Spule überhitzen und zerstören.
Kontaktbewertung
Die Kontaktbewertung ist möglicherweise die wichtigste Sicherheitsspezifikation. Es zeigt Ihnen die maximale Spannung und den Strom, den der interne Schalter des Relais verarbeiten kann.
Normalerweise sehen Sie zwei Werte wie "10A 250 VAC" und "10A 30VDC". Dies bedeutet, dass die Kontakte bis zu 10 Ampere sicher schalten können, aber die maximale Spannung hängt davon ab, ob die Last AC oder DC ist.
Denken Sie auch an Ihren Lasttyp. Eine induktive Last wie ein Motor erzeugt beim Starten einen großen aktuellen Anstieg. Wählen Sie für diese Ladungen ein Relais mit einer Strombewertung, die viel höher ist als der normale Laufstrom des Motors.
Kontaktkonfiguration
Die Kontaktanordnung entscheidet, wie das Relais die Schaltung umschaltet. Dies wird durch "Polen" und "Würfe" beschrieben.
Ein "Pol" ist, wie viele separate Schaltungen das Relais wechseln können. Ein "Wurf" ist, wie viele Ausgangsverbindungen jeder Pol herstellen kann.
SPST (Single Pole, Single Throw) ist ein einfacher Ein-Aus-Schalter. SPDT (Einzelpol, Doppelwurf) ist am häufigsten - ein Eingang, der zwischen zwei Ausgängen wechselt. DPDT (Doppelpol, Doppelwurf) Schaltet zwei separate Schaltungen gleichzeitig.
Aktueller Verbrauch
Überlegen Sie, wie viel Strom die Spule des Relais aus Ihrem Steuerkreis zeichnet. Dies ist wichtig für das Stromversorgungsdesign.
Wie viele aktuelle Ampere verbraucht ein 12 -V -Relais? Der aktuelle Verbrauch eines 12 -V -Relais hängt typischerweise von seinem Spulenwiderstand und der Art der Last ab. Im Allgemeinen reicht der Spulenstrom für gemeinsame kleine 12 -V -Relais von 30 mA bis 150 mA.
Das Verständnis des Relaisstromverbrauchs ist entscheidend für die Auswahl des richtigen Netzteils und die Gewährleistung eines stabilen Betriebs. Wenn Sie das Relais mit einem Mikrocontroller fahren, stellen Sie sicher, dass der Ausgangsstift diesen Strom liefern kann. Sie brauchen oft einen Transistor als Fahrer.
Sie können den Spulenstrom unter Verwendung des OHM -Gesetzes (Strom=Spannung / Widerstand) berechnen, wenn sich der Spulenwiderstand im Datenblatt befindet.
Physischer Formfaktor
Relais gibt es in verschiedenen Formen und Größen. PCB -Mount -Relais haben Stifte zum direkten Löten auf Leiterplatten.
Plug-in-Relais passen in passende Basen oder Steckdosen. Dies ermöglicht einen einfachen Austausch ohne Enttäuschung, was sich hervorragend für die industrielle Wartung eignet.
Panel Mount -Relais haben Laschen oder Schraubenlöcher zum Montieren an einem Chassis oder einer Panel.
Verdrahtung eines 12 -V -Relais
Die ordnungsgemäße Verkabelung ist für einen sicheren und korrekten Betrieb von wesentlicher Bedeutung. Die meisten Relais für Automobil- und Allgemeine verwenden ein Standard-Pin-Nummerierungssystem.
Die Stifte identifizieren
Die häufigste Pinout, die als Bosch- oder ISO -Standard bezeichnet wird, verwendet folgende Zahlen:
*** 85 und 86: ** Diese verbinden sich mit der Spule. Wenden Sie 12 V über diese Stifte auf, um das Relais zu aktivieren. Polarität spielt normalerweise keine Rolle, es sei denn, es gibt eine eingebaute Unterdrückungsdiode.
*** 30: ** Dies ist der gemeinsame Kontakt. Es ist der Eingang für die Schaltung, die Sie wechseln möchten.
*** 87: ** Dies ist der normalerweise geöffnete (nein) Kontakt. Pin 30 und Pin 87 sind nicht angeschlossen, wenn das Relais ausgeschaltet ist. Sie verbinden sich nur dann, wenn die Spule mit Energie versorgt wird.
*** 87a: ** Dies ist der normalerweise geschlossene (NC) Kontakt. Pin 30 und Pin 87A sind angeschlossen, wenn das Relais ausgeschaltet ist. Diese Verbindung bricht, wenn die Spule mit Energie versorgt wird.
Ein grundlegendes Schaltplan
Angenommen, Sie möchten einen kleinen Armaturenbrettschalter verwenden, um leistungsstarke Offroad-Leuchten einzuschalten. Die Lichter zeichnen zu viel Strom, damit der kleine Schalter direkt verarbeitet wird.
Die Steuerschaltung ist einfach: Schließen Sie einen Kabel aus einer 12 -V -Quelle über Ihren Dashboard -Schalter an den Pin 86 des Relais an. Schließen Sie den Pin 85 mit einem guten Gehäuse an.
Der Lastkreis verarbeitet die hohe Leistung: Schließen Sie einen dicken, fusionierten Kabel vom positiven Klemme der Batterie direkt an den Stift 30 an. Schließen Sie den Stift 87 mit dem positiven Anschluss Ihrer Lichter an. Schließlich verbinden Sie das negative Anschluss der Lichter mit einem guten Gehäuse.
Wenn Sie nun den kleinen Schalter umdrehen, sendet es ein 12-V-Signal mit niedrigem Strom an die Relaisspule. Dies schließt die Hochleistungskontakte, um Ihre Lichter zu beleuchten.
Die Flyback -Diode
Wenn der Strom zu einer induktiven Spule plötzlich aufhört, erzeugt das kollabierende Magnetfeld eine große Spannungsspitze in die entgegengesetzte Richtung. Dies nennt man induktiven Kickback oder "Flyback".
Diese Spannungsspitze kann mehrere hundert Volt betragen. Es kann die empfindliche Elektronik wie den Mikrocontroller oder Transistor, der das Relais steuert, leicht schädigen.
Um dies zu verhindern, verbinden Sie eine "Flyback -Diode" (auch als Unterdrückung oder Freilaufdiode bezeichnet) parallel zur Relaisspule. Eine übliche 1N4001 -Diode funktioniert für die meisten 12 -V -Relais gut.
Installieren Sie die Diode in umgekehrter Vorspannung. Die Kathode (das Ende mit dem Streifen) verbindet sich mit der positiven Spulenseite (Pin 86). Die Anode verbindet sich mit der negativen Seite (Pin 85). Während des normalen Betriebs tut die Diode nichts. Wenn sich die Spule ausschaltet, schlägt die Spannungsspitze sicher durch die Diode und schützt Ihre Steuerkreis.
Gemeinsame Anwendungen
12 V -Relais sind vielseitig, daher finden Sie sie überall - von alltäglichen Fahrzeugen bis hin zu fortschrittlichen Automatisierungssystemen.
Automobilsysteme
Moderne Autos sind voller 12 -V -Staffeln. Sie steuern hochstromige Geräte wie Scheinwerfer, Kühllüfter, Kraftstoffpumpen, Hörner und Startermotoren.
Die Verwendung von Relais ermöglicht es dünnerer, leichtere Verkabelung zu Fahrersteuerungen. Die schwere, hochstromige Verkabelung kann in der Motorraum in den Motorraum kurz und effizient bleiben.
Industriekontrollpaneele
In der industriellen Automatisierung überbrücken die Lücke zwischen niedrigspannungsprogrammierbaren Logikkontrollern (SPS) und Hochleistungsmaschinen.
Sie schalten Motoren ein, aktivieren Magnetventile, Steuerheizungen und wechseln große Schütze. Sie liefern auch eine kritische elektrische Isolation und schützen empfindliche SPS -Ausgänge vor harten, fabrischen elektrischen Umgebungen.
Heimautomatisierung und DIY
Für Elektronik -Hobbyisten öffnen 12 -V -Relais die Tür für die Kontrolle der realen Welt. Mit einem Relaismodul mit einem Arduino- oder Raspberry Pi können Sie ein 3,3-V- oder 5-V-Logiksignal mit 12-V-Geräten oder sogar den Geräten von Netzspannungen sicher steuern.
Zu den allgemeinen Projekten gehören automatisierte Beleuchtungssysteme, temperaturgesteuerte Lüfter und Smart-Home-Geräte. Zu den Relaismodulen gehören häufig die notwendige Treibertransistor und die Flyback -Diode, wodurch sie einfach zu bedienen sind.
HLK und Geräte
In der Heizung, Belüftung und Klimaanlage (HLK) steuern 12 -V -Relais häufig unterschiedliche Lüftergeschwindigkeiten oder schalten die Hauptkompressorkupplung ein.
Sie finden sie auch in verschiedenen Geräten und wechseln Heizelemente oder Motoren basierend auf Steuersignalen von einer zentralen Leiterplatte.
Fehlerbehebung häufiges Problem
Relais sind im Allgemeinen zuverlässig, können aber scheitern. Wenn Sie wissen, wie Sie häufig auftretende Probleme beheben können, können Sie viel Zeit und Frustration sparen. Ein Multimeter ist für diese Schecks unerlässlich.
Relais nicht aktivieren
Wenn das Relais nicht seinen charakteristischen "Klicken" -Song errichtet, wenn es sollte, liegt das Problem in der Steuerschaltung.
Verwenden Sie zunächst ein Multimeter, um 12 V über Pins 85 und 86 zu überprüfen, wenn sich der Steuerschalter eingeschaltet hat. Wenn die Spannung fehlt oder niedrig ist, verfolgen Sie die Verkabelung zurück zur Quelle und prüfen Sie Ihren Schalter und Ihre Bodenverbindung.
Wenn 12 V vorhanden ist, ist die Spule selbst möglicherweise gescheitert. Trennen Sie das Relais und stellen Sie Ihren Multimeter auf Widerstandsmodus (Ohm). Eine gute Spule hat einen geringen Widerstand, typischerweise zwischen 50 und 200 Ohm. Ein unendlicher Messwert bedeutet, dass der Spulendraht im Inneren unterbrochen wird.
Relaisklicks, laden Fehler
Wenn Sie das Relais klicken hören, aber das Gerät, das es nicht einschalten soll, ist das Problem in der Lastschaltung oder in den Kontakten des Relais.
Stellen Sie zunächst sicher, dass Sie an Pin 30 Strom haben. Dies ist die Quellleistung für Ihre Last. Überprüfen Sie die Sicherung für diese Schaltung.
Wenn die Leistung an Pin 30 vorhanden ist, aktivieren Sie das Relais und prüfen Sie, ob es an Pin 87 an Pin 87 ist. Wenn bei Pin 87 keine Stromversorgung vorliegt, sind die internen Kontakte fehlgeschlagen. Wenn Strom vorhanden ist, liegt das Problem in der Verkabelung bis zur Last oder der Bodenverbindung der Last weiter.
Relais kleben
Manchmal können sich die Kontakte eines Relais zusammenschweißen. Dies geschieht normalerweise, wenn der Strom weit über die Bewertung des Relais hinausschaltet, was zu einem großen Bogen führt, der die Kontaktflächen schmilzt.
Dies ist ein kritischer Fehler. Die Schaltung bleibt auch dann eingeschaltet, wenn die Relaisspule ausgeschaltet ist. Es ist ein klares Zeichen, dass das Relais für den Job stark untergroß ist. Ersetzen Sie es durch ein Relais mit einer viel höheren Kontaktstrombewertung.
Relais Summen
Ein summendes oder plauderes Geräusch von einem EMR bedeutet normalerweise ein Problem mit dem Steuersignal. Die Spule bekommt gerade genug Spannung, um den Anker zu ziehen, aber nicht genug, um ihn fest zu halten.
Dies kann durch eine schlechte Bodenverbindung, einen hohen Widerstand in der Kontrollverkabelung oder durch eine fehlgeschlagene Stromversorgung verursacht werden, die nicht genügend Strom liefern kann. Überprüfen Sie alle Anschlüsse in der Steuerschaltung und messen Sie die Spannung an den Spulenklemmen unter Last.
Abschluss
Das 12 -V -Relais ist einfach und doch mächtig. Es dient als kritischer Glied in unzähligen elektrischen Systemen. Aus seiner Grundfunktion als elektrisch isolierter Umschalter zu seinen verschiedenen Anwendungen kann seine Bedeutung nicht überbewertet werden.
Erkennen der Kernprinzipien, wissen, wie Sie die richtigen Spezifikationen auswählen und die richtigen Kabel- und Sicherheitstechniken anwenden können, können Sie die Kraft von 12 -V -Relais nutzen. Sie können robuste, zuverlässige und sichere Schaltungen bauen. Es bleibt ein wesentliches Werkzeug für Ingenieure, Techniker und Hobbyisten.