Ett Automotive Relay SPDT fungerar som en elektronisk switch. Den använder en liten elektrisk signal för att styra en kraftfull krets. Denna enhet leder ström till en av två möjliga utgångar.
[Bild: Ett standard 5-stifts bilrelä med stift 30, 87, 87a, 85 och 86 tydligt märkta.]
Den här enheten låter en-lågströmbrytare, som en knapp på din instrumentpanel, säkert styra hög-utrustning. Tänk på kraftfulla kylfläktar eller strålkastare. Reläet slår inte bara på eller av saker. Den växlar ström mellan två separata kretsar från en enda ingång. Detta gör Single Pole Double Throw (SPDT) reläet till en av de mest användbara delarna i anpassade billedningsprojekt.
Anatomi av ett SPDT-relä
Du måste förstå vad som händer inuti ett SPDT-relä för att kunna använda det effektivt. Det är ingen mysterielåda. Det är faktiskt en enkel och tuff enhet.
[Bild: Ett kommenterat diagram som visar de interna komponenterna i ett SPDT-relä: elektromagnetspolen, ankaret (polen), den normalt slutna kontakten och den normalt öppna kontakten.]
Inuti plasthöljet finns två relaterade kretsar. Den första hanterar lågström för kontroll. Den andra hanterar hög ström för den faktiska belastningen. När styrkretsen driver en elektromagnet, flyttar den fysiskt en omkopplare som kallas "polen". Detta omdirigerar det höga-strömflödet.
Låt oss titta på vad var och en av de fem stiften gör.
Styrkretsen
Detta är "hjärnan" i reläet. Den behöver bara en liten mängd ström (vanligtvis under 200mA) för att fungera.
Stift 85 ansluter spolen till jord. Detta stift måste anslutas till en solid chassijord för att den interna elektromagneten ska fungera korrekt.
Pin 86 får ström eller triggersignalen. Detta stift får en 12V+ signal från din kontrollomkopplare. Detta kan vara en växelströmbrytare, en sensor eller ditt fordons dator. När 12V når stift 86 medan stift 85 är jordat, slås elektromagneten på.
Lastkretsen
Detta är stafettens "muskel". Den är byggd för att hantera höga strömmar som skulle förstöra en liten strömbrytare.
Stift 30 är den gemensamma anslutningen. Den får ström från den-högströmskällan. Den ska anslutas direkt till batteriet genom en säkring av rätt storlek. Detta är "Single Pole" i SPDT-namnet.
Stift 87a är den normalt slutna (NC) kontakten. När reläet är i vila (ej strömsatt) ansluts stift 30 internt till stift 87a. Strömflöden från 30 till 87a som standard. Tänk på "a" som "i vila".
Stift 87 är den normalt öppna (NO) kontakten. Detta stift har ingen koppling till stift 30 när reläet är i vila. Först när spolen får ström (stift 85 och 86 aktiveras) vippar den interna omkopplaren. Sedan ansluts stift 30 till stift 87.
Pinnumren 30, 85, 86, 87 och 87a är inte slumpmässiga. De följer den tyska DIN 72552-standarden. Denna specifikation används över hela världen inom bilindustrin. Det betyder att du kan byta ut ett relä från en tillverkare med ett från en annan utan att lära om kablarna.
Här är en snabbreferens för stiftfunktionerna och deras tillstånd.
|
Pinnummer |
Standardnamn |
Fungera |
Ange när reläet är AV |
Ange när reläet är PÅ |
|
30 |
Gemensam |
Hög-strömingång |
Ansluten till 87a |
Ansluten till 87 |
|
87 |
Normalt öppet |
Hög-strömutgång 1 |
Ingen anslutning |
Ansluten till 30 |
|
87a |
Normalt stängd |
Hög-strömutgång 2 |
Ansluten till 30 |
Ingen anslutning |
|
85 |
Spole Jord |
Styrkretsjord |
N/A |
N/A |
|
86 |
Spole Trigger |
Styrkretsström |
N/A |
N/A |
SPDT-ledningar och applikationer
Att förstå stiften är bara teori. Att använda den kunskapen i verkliga kretsar är där SPDT-reläet visar sitt värde. Vi kommer att utforska två av dess mest kraftfulla användningsområden.
Applikation 1: Polaritetsreversering
En vanlig utmaning är att styra en DC-motor att röra sig i två riktningar. Tänk på en elfönstermotor eller ett linjärt ställdon. En SPDT-reläuppställning är den klassiska lösningen. Detta kräver två SPDT-reläer och en kontrollomkopplare.
[Bild: Ett tydligt kopplingsschema som visar två SPDT-reläer anslutna till en DC-motor. En DPDT-omkopplare styr triggarna för båda reläerna.]
Målet är att vända spänningspolariteten som skickas till motorn. I ett tillstånd får motorns positiva ledning 12V+ och den negativa ledningen jordas. För att vända riktningen måste den positiva ledningen få jord och den negativa ledningen måste få 12V+.
Här är ledningslogiken:
Anslut de två motorkablarna till stift 30-anslutningarna på varje relä.
Anslut båda stift 87-terminalerna till en säkrad,-högströmskälla på 12V+.
Anslut båda stift 87a-terminalerna till en solid chassijord.
Kontrollomkopplaren (helst en momentan (ON)-OFF-(ON) DPDT-omkopplare) kommer att styra reläspolens utlösare. Ena sidan av omkopplaren kommer att trigga relä 1:s stift 86. Den andra sidan kommer att trigga relä 2:s stift 86. Båda stift 85 ansluts till jord.
När systemet är i vila (omkopplaren i mitten AV-läge) har ingen av reläspolen ström. Båda motorledningarna (på stift 30 på varje relä) ansluts till jord via sina stift 87a-terminaler. Detta kan fungera som en dynamisk broms för motorn.
När du trycker omkopplaren till läge ett slås relä 1 på. Dess stift 30 växlar från jord (87a) till 12V+ (87). Under tiden förblir relä 2 i vila, så dess stift 30 förblir ansluten till jord. Motorn ser nu 12V+ på ena ledningen och jord på den andra. Detta gör att den kör i en riktning.
När du trycker omkopplaren till motsatt läge slås relä 2 på och relä 1 vilar. Polariteten till motorn vänder. Detta gör att den kör i motsatt riktning.
När du arbetar på en motorkrets, använd alltid tråd som är tillräckligt tjock för motorns stoppström, inte bara dess löpström. Vi har sett underdimensionerade ledningar smälta omedelbart när ett elfönster fastnar. Detta gör att motorn stannar och drar maximal ström.
Applikation 2: Dubbel-hastighetsfläktkontroll
Många elektriska kylfläktar kan köras med två hastigheter. Hög hastighet ger maximal kylning under tung belastning. Lägre hastighet räcker för allmän kylning och är mycket tystare. Ett SPDT-relä är perfekt för att hantera detta.
[Bild: Ett kopplingsschema som visar ett enda SPDT-relä, en elektrisk fläkt, ett ballastmotstånd och två separata triggerkällor.]
Denna inställning använder reläets växlingsfunktion för att antingen skicka full effekt till fläkten eller skicka kraft genom ett stort ballastmotstånd för att minska dess hastighet.
Här är ledningslogiken:
Anslut fläktens positiva ledning till stift 30 på reläet.
Anslut en hög-ström, smält 12V+-källa till stift 87.
Anslut samma 12V+-källa till ena sidan av ett förkopplingsmotstånd. Anslut den andra sidan av motståndet till stift 87a.
En utlösare för låg-temperatur (som en 195 grader F termisk strömbrytare) kan kopplas till fläktens strömkälla utan att involvera reläet. Låt oss förklara det vanliga användningsfallet för tydlighetens skull.
Den låga-avtryckaren (som en kylvätskesensor som stänger vid 195 grader F) aktiverar inte reläet. I detta tillstånd strömmar ström från källan, genom ballastmotståndet och till stift 87a. Eftersom reläet är i vila ansluts stift 87a till stift 30, som driver fläkten. Fläkten går på låg hastighet.
Höghastighetsutlösaren (som en sensor som stänger vid 210 grader F eller att A/C-kopplingen kopplas in) skickar en 12V+-signal till stift 86 på reläet. Stift 85 ansluts till jord.
Detta driver reläspolen. Den interna omkopplaren kopplar omedelbart bort stift 30 från stift 87a och ansluter det till stift 87.
Nu får fläkten på stift 30 full batterikraft direkt från stift 87, förbi motståndet. Fläkten växlar omedelbart till hög-drift. När villkoret för hög-temperatur försvinner tas utlösaren på stift 86 bort. Reläet stängs av och återgår till den normalt slutna kretsen med låg-hastighet.
En teknikers installationsguide
Att känna till diagrammen är en sak. Att bygga en krets som är säker, pålitlig och lätt att felsöka är en annan. Detta kommer från garageerfarenhet.
Bästa installationsmetoder
En installation av professionell-kvalitet definieras av dess hållbarhet och servicevänlighet.
Välj först rätt relä. De flesta SPDT-reläer för bilar är klassade 30/40A. Detta innebär att de kan hantera 40A på den normalt öppna (Pin 87) kretsen och 30A på den normalt slutna (Pin 87a) kretsen. Matcha alltid denna klassificering till din lasts förväntade strömdrag, med en säkerhetsmarginal. För komponenter som utsätts för väder, använd ett tätat, väderbeständigt relä.
Använd alltid ett reläuttag eller sele. Även om du kan använda individuella spadarkontakter på relästiften, ger ett dedikerat uttag en mycket renare installation. Det gör också att byta ut ett defekt relä mycket lättare.
Fusning är inte valfritt. Det är avgörande för säkerheten. Huvudströmmatningen för belastningskretsen (tråden till stift 30) måste ha en säkring. Denna säkring ska vara korrekt klassad för trådmätaren och belastningen. Den måste placeras så nära strömkällan (som batteriet) som möjligt. Detta skyddar hela tråddraget från kortslutning.
Trådmätare betyder enormt mycket. Att använda tråd som är för tunn för strömmen den bär skapar en brandrisk. Tråden kommer att värmas upp, dess motstånd kommer att öka, spänningen sjunker och isoleringen kan smälta. Kontrollera en 12V trådmätare. Tänk på både strömstyrkan på din enhet och den totala längden på tråden.
Slutligen, gör solida anslutningar. För de flesta bilmiljöer fungerar o-oisolerade krympkopplingar av hög-kvalitet som är täckta med lim-fodrade krympslangar bäst. De erbjuder den bästa kombinationen av mekanisk styrka och miljötätning. Även om lödning skapar en bra elektrisk bindning, kan den skapa en styv punkt som är benägen att bryta av vibrationer om den inte får ordentligt stöd.
Felsökning av vanliga problem
Även med en perfekt plan kan saker gå fel. Ett systematiskt tillvägagångssätt för felsökning kommer att spara timmar av frustration.
|
Symptom |
Möjlig(a) orsak(er) |
Hur man testar/lösning |
|
Reläet "klickar" inte när omkopplaren är aktiverad |
1. Dålig mark på stift 85. |
1. Använd en multimeter på dess kontinuitetsinställning för att testa anslutningen från stift 85 till en känd bra chassijord. |
|
Reläet "klickar" men enheten slås inte på |
1. Ingen hög-ström på stift 30. |
1. Använd en multimeter för att kontrollera konstant 12V+ vid stift 30. |
|
Enheten på stift 87a är alltid på |
1. Reläspolen utlöses inte. |
1. Detta är den avsedda funktionen. Problemet ligger i styrkretsen. Reläet uppmanas inte att aktiveras. Se "Reläet klickar inte" ovan för att diagnostisera styrkretsen. |
|
Relä gör ett surrande eller tjattrande ljud |
1. Otillräcklig spänning eller ström till spolen. |
1. Kontrollera fordonets batterispänning. Ett lågt batteri kan orsaka detta. Kontrollera även avtryckarkabelns integritet (till stift 86) för högt motstånd. |
Avancerade SPDT-konfigurationer
SPDT-reläets mångsidighet går långt utöver enkla på/av- eller växlingsuppgifter. Här är några avancerade idéer för att visa dess potential.
Starter-Avbrott Anti-Stöld
Ett enkelt men effektivt stöldskyddssystem kan skapas med ett enda SPDT-relä. Målet är att avbryta signalen till startmagneten om inte en dold strömbrytare aktiveras.
Inställningen innebär att man klipper av startmotorns triggerkabel (den lilla ledningen på startsolenoiden). Denna ledning dras sedan genom reläets normalt öppna kontakter. Ledningen från tändningslåset går till stift 30. Tråden som fortsätter till startsolenoiden ansluts till stift 87.
Som standard, med reläet i vila, är kretsen öppen. Att vrida på nyckeln gör ingenting. Reläets spole (stift 86 och 85) ansluts till en dold vippströmbrytare. Först när du vrider på den här dolda strömbrytaren slås reläet på. Detta förbinder stift 30 till 87 och låter bilen starta. Stift 87a lämnas oanvänt.
Konvertering av-vägljus och signalhorn
Denna inställning gör att en enda knapp, som hornknappen, kan utföra två olika funktioner beroende på huvudströmbrytarens tillstånd.
Installationen kräver noggrann kabeldragning. Signalhornsknappens utgångskabel används som utlösare för SPDT-reläet och ansluter till stift 86. En huvudomkopplare för "off-road mode" styr om reläet används. Detta kan bli komplicerat, ofta med ett andra relä.
En enklare inställning för ett liknande resultat: Signalhornsknappens utgång är delad. En stig går till standardhornet. Den andra vägen går till stift 86 på ett relä som styr terrängljusen.- En huvudbrytare placeras i-linje med denna andra sökväg. När huvudströmbrytaren är avstängd, ljuder bara signalhornet när du trycker på signalhornet. När huvudströmbrytaren är påslagen utlöses nu även reläet för lamporna genom att trycka på signalhornet.
Växla mellan två horn
Föreställ dig att ha ett vanligt stadshorn och ett kraftfullt tåghorn. Båda styrs av samma rattknapp men väljs med en separat omkopplare. Ett SPDT-relä gör detta enkelt.
Vi använder SPDT-reläet som en signalrouter. Utgången från hornknappen ansluts till stift 30. Stadshornets triggerkabel ansluts till stift 87a. Tåghornets reläutlösare ansluts till stift 87.
En separat vippströmbrytare på instrumentpanelen styr SPDT-reläets spole (stift 86).
När vippströmbrytaren är AV är reläet i vila. Genom att trycka på hornknappen skickas signalen från stift 30 ut genom stift 87a. Detta aktiverar stadshornet.
När du slår på vippströmbrytaren slås reläet på. När du nu trycker på signalhornsknappen går signalen från Pin 30 genom Pin 87. Detta aktiverar tåghornet.
Din mångsidiga allierade i fordonsindustrin
Fordons-SPDT-reläet är en enkel komponent med kraftfulla funktioner. Vi har sett hur det fungerar som omkopplare. Den använder en liten signal för att säkert rikta hög-ström till en av två destinationer.
Från att byta motorpolaritet och möjliggöra dubbla-fläktkontroller till att skapa anpassade säkerhets- och bekvämlighetskretsar, dess mångsidighet begränsas endast av din fantasi. Genom att förstå dess fem stift och tillämpa principer för säker installation har du fått ett kraftfullt verktyg för alla 12V-projekt. Du är nu utrustad för att bygga mer komplexa, robusta och professionella-elektriska bilsystem.
Hur man minskar bågbildning på reläkontakter: Ingenjörsguide 2025
Varför placera en diod på reläspolen? Komplett flygskyddsguide