Rơle 12V là một phần quan trọng của thiết bị điện tử hiện đại. Đây là một công tắc hoạt động bằng điện kiểm soát các mạch công suất cao bằng tín hiệu công suất thấp.
Bạn sẽ tìm thấy 12V rơle ở khắp mọi nơi. Họ đang ở vịnh động cơ xe hơi, bảng điều khiển công nghiệp và các dự án sở thích đơn giản. Chúng rất phổ biến vì các hệ thống DC 12V ở khắp mọi nơi, biến rơle trở thành một giải pháp phổ quát để chuyển đổi các tác vụ.
Hướng dẫn này bao gồm mọi thứ khoảng 12V rơle. Chúng tôi sẽ xem xét cách chúng hoạt động, các loại khác nhau bạn có thể mua, cách chọn đúng và cách dây và sửa chúng.
Hiểu những điều cơ bản
Để sử dụng tốt 12V rơle, bạn cần biết nó là gì và hoạt động của nó. Đó là một ý tưởng đơn giản với những khả năng lớn.
Rơle là gì?
Một rơle cho phép một dòng điện nhỏ điều khiển một dòng điện lớn hơn nhiều. Nó giữ cho mạch điều khiển và mạch tải riêng biệt - chúng không được kết nối vật lý.
Mỗi rơle có hai phần chính: mạch đầu vào và mạch đầu ra. Đầu vào có một nam châm điện (một cuộn dây). Đầu ra có liên hệ chuyển đổi.
Tiêu chuẩn 12V
"12V" có nghĩa là điện từ của rơle cần 12 volt để bật.
Điện áp này là tiêu chuẩn trong tất cả các hệ thống điện xe hơi. Nó cũng được sử dụng trong nhiều thiết lập pin và nguồn cung cấp năng lượng DC trong thiết bị thương mại và công nghiệp. Điều này làm cho 12V chuyển tiếp vô cùng hữu ích.
Cách tiếp sức 12V hoạt động
Các hoạt động rất đơn giản. Khi 12V chảy qua các đầu cuối cuộn của rơle, nó sẽ đi qua cuộn dây.
Điều này tạo ra một từ trường. Trường kéo một phần di động gọi là phần ứng, là một phần của công tắc bên trong.
Khi phần ứng di chuyển, nó làm cho liên hệ mở hoặc đóng. Điều này kết nối hoặc ngắt kết nối mạch điện, công suất cao riêng biệt.
Tháo dòng điều khiển 12V và từ trường biến mất. Một lò xo nhỏ đẩy phần ứng trở lại nơi nó bắt đầu, và các liên hệ trở về trạng thái bình thường của chúng.
Các loại rơle 12V
Tất cả các rơle 12V hoạt động theo cùng một cách, nhưng chúng có các hình thức khác nhau cho các công việc khác nhau. Sự khác biệt chính là giữa các loại cơ điện và trạng thái rắn.
Rơle cơ điện (EMR)
Đây là loại rơle cổ điển. Nó có các bộ phận chuyển động và tạo ra một "nhấp chuột" có thể nghe được khi bật.
Rơle mục đích chung thường được gọi là rơle "khối đá". Bạn sẽ thấy chúng trong các bảng công nghiệp. Rơle ô tô được xây dựng khó khăn để xử lý rung động xe và thay đổi nhiệt độ.
Rơle chốt là đặc biệt. Họ chỉ cần một xung ngắn của dòng điện để chuyển đổi trạng thái. Họ ở lại như vậy mà không có sức mạnh liên tục, giúp tiết kiệm năng lượng.
Rơle trạng thái rắn (SSR)
Rơle trạng thái rắn 12V thực hiện công việc tương tự như EMR nhưng không có bộ phận chuyển động. Nó sử dụng chất bán dẫn như thyristors hoặc MOSFET để chuyển tải.
Những lợi ích là rất lớn: chúng tồn tại gần như mãi mãi, chạy âm thầm và chuyển đổi nhanh hơn nhiều. Họ cũng chống lại sốc và rung động.
Nhưng SSR có giá cao hơn, tạo ra nhiều nhiệt hơn và có một điện áp nhỏ trên đầu ra của chúng. Tiếp xúc cơ học có điện trở gần như bằng không.
Rơle chuyên ngành khác
Có những loại khác ngoài hai loại chính này. Rơle độ trễ thời gian có bộ hẹn giờ tích hợp kích hoạt hoặc hủy kích hoạt đầu ra sau một thời gian đặt.
Rơle sậy nhỏ, rơle nhanh sử dụng công tắc sậy nhạy cảm với từ tính trong ống thủy tinh. Chúng hoàn hảo cho các công việc hiện tại thấp.
Thông số kỹ thuật lựa chọn chính
Chọn rơle 12V phù hợp là rất quan trọng cho sự an toàn và độ tin cậy. Nhìn xa hơn chỉ điện áp cuộn và kiểm tra thông số kỹ thuật trên trường hợp của rơle hoặc bảng dữ liệu.
Điện áp cuộn
Đây là thông số kỹ thuật dễ hiểu nhất. Cuộn dây của Rơle 12V hoạt động đáng tin cậy ở 12V DC. Quá ít điện áp có thể không kích hoạt rơle. Quá nhiều điện áp có thể quá nóng và phá hủy cuộn dây.
Xếp hạng liên hệ
Xếp hạng liên hệ có thể là thông số kỹ thuật an toàn quan trọng nhất. Nó cho bạn biết điện áp tối đa và dòng điện có thể xử lý công tắc bên trong của rơle.
Bạn thường sẽ thấy hai giá trị, như "10a 250Vac" và "10a 30VDC". Điều này có nghĩa là các tiếp điểm có thể chuyển đổi tối đa 10 ampe, nhưng điện áp tối đa phụ thuộc vào việc tải là AC hay DC.
Hãy nghĩ về loại tải của bạn quá. Một tải trọng cảm ứng như một động cơ tạo ra một dòng chảy lớn khi bắt đầu. Đối với các tải này, hãy chọn một rơle với xếp hạng hiện tại cao hơn nhiều so với dòng chạy bình thường của động cơ.
Cấu hình liên hệ
Sự sắp xếp tiếp xúc quyết định làm thế nào rơle chuyển mạch. Điều này được mô tả bởi "cực" và "ném".
Một "cực" là có bao nhiêu mạch riêng biệt mà rơle có thể chuyển đổi. Một "ném" là số lượng kết nối đầu ra mà mỗi cực có thể kết nối với.
SPST (cực đơn, ném đơn) là một công tắc bật tắt đơn giản. SPDT (cực đơn, ném đôi) là phổ biến nhất - một đầu vào chuyển đổi giữa hai đầu ra. DPDT (Cực đôi, Ném đôi) chuyển đổi hai mạch riêng biệt cùng một lúc.
Tiêu thụ hiện tại
Xem xét bao nhiêu dòng điện của cuộn dây của rơle rút ra từ mạch điều khiển của bạn. Điều này quan trọng đối với thiết kế cung cấp điện.
Rơle 12V tiêu thụ bao nhiêu ampe của dòng điện? Tiêu thụ hiện tại của rơle 12V thường phụ thuộc vào điện trở cuộn của nó và loại tải. Nói chung, dòng điện cuộn cho rơle 12V nhỏ phổ biến dao động từ 30mA đến 150mA.
Hiểu về tiêu thụ hiện tại của rơle là rất quan trọng để chọn cung cấp năng lượng phù hợp và đảm bảo hoạt động ổn định. Nếu bạn đang lái rơle bằng vi điều khiển, hãy đảm bảo rằng pin đầu ra của nó có thể cung cấp dòng điện này. Bạn thường cần một bóng bán dẫn làm trình điều khiển.
Bạn có thể tính toán dòng điện cuộn bằng định luật của Ohm (hiện tại=điện áp / điện trở) nếu điện trở cuộn có trong biểu dữ liệu.
Yếu tố hình thức vật lý
Rơle có hình dạng và kích thước khác nhau. Rơle gắn PCB có ghim để hàn trực tiếp lên các bảng mạch.
Rơle cắm phù hợp với các cơ sở phù hợp hoặc ổ cắm. Điều này cho phép dễ dàng thay thế mà không cần giải trí, điều này là tuyệt vời cho bảo trì công nghiệp.
Rơle gắn bảng có các tab hoặc lỗ vít để gắn vào khung gầm hoặc bảng điều khiển.
Nối dây rơle 12V
Hệ thống dây điện thích hợp là điều cần thiết cho hoạt động an toàn, chính xác. Hầu hết các rơle ô tô và mục đích chung đều sử dụng hệ thống đánh số pin tiêu chuẩn.
Xác định các chân
Pinout phổ biến nhất, được gọi là tiêu chuẩn Bosch hoặc ISO, sử dụng các số này:
*** 85 và 86: ** Những kết nối với cuộn dây. Áp dụng 12V trên các chân này để kích hoạt rơle. Sự phân cực thường không quan trọng trừ khi có diode triệt tiêu tích hợp.
*** 30: ** Đây là liên hệ phổ biến. Đó là đầu vào cho mạch bạn muốn chuyển đổi.
*** 87: ** Đây là liên hệ thường mở (không). Chân 30 và chân 87 không được kết nối khi rơle tắt. Chúng chỉ kết nối khi cuộn dây được cung cấp năng lượng.
*** 87a: ** Đây là liên hệ thường bị đóng (NC). Chân 30 và chân 87A được kết nối khi Rơle tắt. Kết nối này phá vỡ khi cuộn dây được cung cấp năng lượng.
Một sơ đồ hệ thống dây cơ bản
Giả sử bạn muốn sử dụng một công tắc bảng điều khiển nhỏ để bật đèn off-road mạnh mẽ. Đèn vẽ quá nhiều dòng điện cho công tắc nhỏ để xử lý trực tiếp.
Mạch điều khiển rất đơn giản: Kết nối dây từ nguồn 12V, thông qua công tắc bảng điều khiển của bạn, với pin 86 của rơle. Kết nối chân 85 với mặt đất khung gầm tốt.
Mạch tải xử lý công suất cao: Kết nối một dây dày, hợp nhất từ đầu cực dương của pin trực tiếp với chân 30. Kết nối chân 87 với thiết bị đầu cuối dương của đèn của bạn. Cuối cùng, kết nối thiết bị đầu cuối âm của đèn với một khung gầm tốt.
Bây giờ khi bạn lật công tắc nhỏ, nó sẽ gửi tín hiệu 12V dòng điện thấp đến cuộn dây rơle. Điều này đóng các tiếp điểm công suất cao để chiếu sáng đèn của bạn.
Diode flyback
Khi dòng điện đến một cuộn dây cảm ứng đột nhiên dừng lại, từ trường sụp đổ tạo ra một điện áp lớn tăng đột biến theo hướng ngược lại. Điều này được gọi là kickback quy nạp hoặc "flyback".
Spike điện áp này có thể là vài trăm volt. Nó có thể dễ dàng làm hỏng các thiết bị điện tử nhạy cảm như vi điều khiển hoặc bóng bán dẫn điều khiển rơle.
Để ngăn chặn điều này, hãy kết nối một "diode flyback" (còn được gọi là diode triệt tiêu hoặc tự do) song song với cuộn dây rơle. Một diode 1N4001 phổ biến hoạt động tốt cho hầu hết các rơle 12V.
Cài đặt diode trong độ lệch ngược. Cathode (kết thúc với dải) kết nối với phía cuộn tích cực (pin 86). Anode kết nối với phía âm (chân 85). Trong quá trình hoạt động bình thường, diode không làm gì cả. Khi cuộn dây tắt, điện áp tăng đột biến an toàn qua diode, bảo vệ mạch điều khiển của bạn.
Các ứng dụng phổ biến
Rơle 12V rất linh hoạt, vì vậy bạn sẽ tìm thấy chúng ở khắp mọi nơi - từ các phương tiện hàng ngày đến các hệ thống tự động hóa tiên tiến.
Hệ thống ô tô
Những chiếc xe hiện đại có đầy đủ các rơle 12V. Họ điều khiển các thiết bị dòng điện cao như đèn pha, quạt làm mát bộ tản nhiệt, máy bơm nhiên liệu, sừng và động cơ khởi động.
Sử dụng rơle cho phép hệ thống dây nhẹ hơn, nhẹ hơn chạy đến điều khiển trình điều khiển. Các hệ thống dây điện nặng, cao có thể giữ ngắn và hiệu quả trong khoang động cơ.
Bảng điều khiển công nghiệp
Trong tự động hóa công nghiệp, rơle thu hẹp khoảng cách giữa các bộ điều khiển logic lập trình điện áp thấp (PLC) và máy móc công suất cao.
Họ bật động cơ, kích hoạt van điện từ, máy sưởi điều khiển và chuyển đổi bộ tiếp xúc lớn. Họ cũng cung cấp sự cô lập điện quan trọng, bảo vệ đầu ra PLC tinh tế khỏi môi trường điện nhà máy khắc nghiệt.
Tự động hóa gia đình và DIY
Đối với những người có sở thích điện tử, 12V chuyển tiếp mở cửa để kiểm soát thế giới thực. Sử dụng mô-đun rơle với Arduino hoặc Raspberry Pi cho phép tín hiệu logic 3,3V hoặc 5V điều khiển các thiết bị 12V một cách an toàn hoặc thậm chí các thiết bị điện áp chính.
Các dự án phổ biến bao gồm các hệ thống chiếu sáng tự động, quạt điều khiển nhiệt độ và các thiết bị nhà thông minh. Các mô -đun chuyển tiếp thường bao gồm các bóng bán dẫn trình điều khiển cần thiết và diode flyback, giúp chúng dễ sử dụng.
HVAC và các thiết bị
Bên trong hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC), rơle 12V thường điều khiển tốc độ quạt khác nhau hoặc công tắc trên bộ ly hợp máy nén chính.
Bạn cũng sẽ tìm thấy chúng trong các thiết bị khác nhau, chuyển đổi các yếu tố sưởi ấm hoặc động cơ dựa trên các tín hiệu điều khiển từ bảng mạch trung tâm.
Khắc phục sự cố phổ biến
Rơle thường đáng tin cậy, nhưng chúng có thể thất bại. Biết cách khắc phục sự cố phổ biến có thể tiết kiệm nhiều thời gian và sự thất vọng. Một đồng hồ vạn năng là điều cần thiết cho các kiểm tra này.
Rơle không kích hoạt
Nếu rơle không tạo ra âm thanh "nhấp chuột" đặc trưng của nó khi nó nên, vấn đề nằm trong mạch điều khiển.
Đầu tiên, sử dụng đồng hồ vạn năng để kiểm tra 12V trên các chân 85 và 86 khi bật công tắc điều khiển. Nếu điện áp bị thiếu hoặc thấp, hãy theo dõi hệ thống dây điện trở lại nguồn và kiểm tra công tắc và kết nối mặt đất của bạn.
Nếu có 12V có mặt, bản thân cuộn dây có thể đã thất bại. Ngắt kết nối rơle và đặt Multi kế của bạn thành chế độ Kháng (OHMS). Một cuộn dây tốt sẽ có điện trở thấp, thường là từ 50 đến 200 ohms. Một cách đọc vô hạn có nghĩa là dây cuộn bị hỏng bên trong.
Nhấp chuột rơle, tải không thành công
Nếu bạn nghe thấy tiếng nhấp chuột rơle nhưng thiết bị mà nó được cho là sẽ không bật, vấn đề nằm trong mạch tải hoặc liên hệ của rơle.
Đầu tiên, xác nhận bạn có nguồn ở chân 30. Đây là nguồn nguồn cho tải của bạn. Kiểm tra cầu chì cho mạch này.
Nếu năng lượng có mặt ở chân 30, hãy kích hoạt rơle và kiểm tra nguồn tại chân 87. Nếu không có nguồn ở chân 87, các tiếp điểm bên trong đã không thành công. Nếu có nguồn điện, vấn đề sẽ ở hạ lưu trong hệ thống dây điện hoặc kết nối mặt đất của tải.
Rơle dính
Đôi khi các liên hệ của rơle có thể hàn lại với nhau. Điều này thường xảy ra khi chuyển đổi dòng điện vượt xa xếp hạng của rơle, gây ra một vòng cung lớn làm tan chảy các bề mặt tiếp xúc.
Đây là một thất bại nghiêm trọng. Mạch sẽ ở lại ngay cả khi cuộn rơle tắt. Đó là một dấu hiệu rõ ràng, rơle được đánh giá thấp cho công việc. Thay thế nó bằng một rơle có xếp hạng hiện tại tiếp xúc cao hơn nhiều.
Relay ù
Một âm thanh ù hoặc nói từ EMR thường có nghĩa là một vấn đề với tín hiệu điều khiển. Cuộn dây có đủ điện áp để bắt đầu kéo phần ứng, nhưng không đủ để giữ nó chắc chắn.
Điều này có thể được gây ra bởi một kết nối mặt đất kém, điện trở cao trong hệ thống dây điều khiển hoặc nguồn điện bị lỗi không thể cung cấp đủ dòng điện. Kiểm tra tất cả các kết nối trong mạch điều khiển và đo điện áp tại các đầu cuối cuộn dưới tải.
Phần kết luận
Rơle 12V đơn giản nhưng mạnh mẽ. Nó phục vụ như một liên kết quan trọng trong vô số hệ thống điện. Từ chức năng cơ bản của nó như là một công tắc bị cô lập bằng điện đến các ứng dụng đa dạng của nó, tầm quan trọng của nó không thể được cường điệu hóa.
Hiểu các nguyên tắc cốt lõi của nó, biết cách chọn các thông số kỹ thuật phù hợp và áp dụng các kỹ thuật an toàn và dây phù hợp cho phép bạn khai thác sức mạnh của rơle 12V. Bạn có thể xây dựng các mạch mạnh mẽ, đáng tin cậy và an toàn. Nó vẫn là một công cụ thiết yếu cho các kỹ sư, kỹ thuật viên và những người có sở thích.