Relay

Emner:

introduksjon
Relékretser
Målinger med relé slått av og på
Feilsøking
Reléplasseringer

Forord:
Reléet brukes ofte i bilelektronikk i strømkretsen til forbrukere som det flyter mye strøm gjennom. Jo høyere strømstyrke, jo tykkere ledningsnett må gjøres. Diameteren på ledningen bestemmer den maksimalt tillatte strømmen. Vi ønsker i størst mulig grad å unngå tykke ledninger, for ellers blir ledningsnettene for store og utsatt for forstyrrelser. Et andre, og enda viktigere eksempel på bruk av releer er kontroll med en ECU. En høy strøm er forbundet med mer varme. Vi ønsker å holde varmen ute av ECU så mye som mulig. Eksempler på elektriske komponenter styrt av et relé inkluderer:

Motor kjølevifte;
Horn;
Bakrute oppvarming;
ECUer;
Injektorer og tennspole (bensinmotor);
Drivstoff boost pumpe;
Dim-, høy- og/eller tåkelys.

De neste to bildene viser et skjema av reléet og et bilde av et ekte relé. På reléet finner vi fire koblinger med standard DIN-koder:

Kontrollstrøminngang (86)
Styr strømutgang (85)
Hovedstrøminngang (30)
Hovedstrømutgang (87)

Et relé gjør en liten styrestrøm til en stor hovedstrøm. Det er en standardsetning som mange studenter og teknikere vet hvordan de skal uttale. Når målinger må gjøres på en relékrets, blir folk ofte forvirret av kodingen: hvor går styrestrømmen og hovedstrømmen? Og hvordan skal målinger gjøres for å sjekke om reléet fungerer som det skal? De følgende avsnittene beskriver hvordan reléet fungerer, hvilke spenninger du bør måle på et riktig fungerende relé og hvordan feil kan bli funnet.

Bildet nedenfor viser et deaktivert og aktivert relé.

Relé deaktivert:
Bryteren (rødt hus) er plassert i diagrammet mellom utgangen til reléet (klemme 85) og bakken til batteriet (kroppen). I virkeligheten kan denne bryteren være plassert i dashbordet, for eksempel tåkelysbryteren.
Relé aktivert:
I det øyeblikket føreren betjener bryteren, lukkes kontaktene. Dette lukker strømkretsen i styrestrømsiden. En strøm flyter fra batteriets positive, gjennom 86, spolen til reléet, og via 85 og bryteren til jord. Fordi strøm flyter gjennom spolen, blir den magnetisk og lukker bryteren mellom pinnene 30 og 87. Også der skapes det nå en lukket krets. En hovedstrøm går via batteriets pluss, gjennom sikringen til klemme 30 på reléet, hvoretter strømmen føres til forbrukeren via klemme 87. Forbrukeren slår seg på.

Bildene viser ofte en lampe som forbruker. I realiteten kan dette selvsagt være andre elektriske forbrukere/aktuatorer. For en relékrets spiller det ingen rolle hvilken type forbruker som styres.

Styrestrømmen gjennom et relé er vanligvis mellom 150 og 200 mA (0,15 – 0,2 A). Hovedstrømmen kan være opptil 20 eller 50 A. Maksimal tillatt hovedstrøm er ofte oppgitt på huset til reléet.

Relékretser:
Med et relé slås en lavstrøms styrestrøm på av en bryter som vi kan betjene manuelt, eller av en kontrollenhet (ECU). Kretsen med ECU finnes i de fleste moderne kjøretøy.

Et relé kan være positivt eller jordkoblet. For driften av et relé spiller det ingen rolle om det slås på ved å slå på en strømforsyning eller jord: så snart reléet mottar et pluss og minus, vil strøm flyte gjennom spolen. De tre bildene nedenfor viser en jordingskrets med bryter og ECU, og en positiv krets.

Versjonene der en kontrollenhet slår styrestrømmen på og av har flere fordeler:

Føreren kan instruere kontrollenheten om å slå på forbrukeren. Dette kan gjøres med en bryter på dashbordet, eller via den digitale kjørecomputeren (eventuelt via multimediaskjermen);
ECU-en kan slå reléet på og av selv som svar på et sensorsignal (f.eks.: motortemperatur høy, vifte på), eller slå av drivstoffpumpen når en ulykke registreres av kollisjonsputens ECU. Styringen av ECU gir derfor komfort, men også en høyere grad av sikkerhet.

I diagrammene i denne figuren regnes terminal 86 som en inngang og 85 betraktes som en utgang. I praksis ser vi jevnlig produsenter snu disse pinnene: 85 volt går inn på 12 og 86 er koblet til jord. Reléet kan da igjen kobles til positiv eller jord. Dette kan ofte slås opp i skjemaet, ellers vil målinger vise hvordan reléet er tilkoblet i kjøretøyet.

Målinger med relé slått av og på:
Innledningen beskriver hvordan styrestrømmen og hovedstrømmen skapes. Når en forbruker ikke lenger fungerer, leses vanligvis feilminnet ut først og spenningen over forbrukeren måles. Med en gang V4 måling det kan avgjøres om det er en overgangsmotstand eller avbrudd i strømforsyningen eller jord. Når en ledning er brutt, a lunte er defekt, eller en bryter forblir i "åpen" posisjon, måler vi en verdi som ikke er lik 3 volt i V4 og/eller V0: med andre ord, noe er på gang. Denne delen viser prøvemålinger for å sjekke spenningene på reléet. Vi antar situasjonen hvor 86 er inngangen og 85 utgangen til styrestrømsiden. Forrige avsnitt forklarte at dette noen ganger reverseres av produsentene.

Relé deaktivert:
Denne teksten handler om målene vist i de fire bildene nedenfor. Med et avslått relé måler vi med multimeter spenningen på de fire pinnene (86, 85, 30 og 87) i forhold til bakken (kropp eller med en krokodilleklemme på batteriets jordterminal).

Måling 1: inngangen til styrestrømsiden av reléet (pinne 86) inneholder 12 volt (eller 24 volt for et nyttekjøretøy);
Måling 2: spenningen forbrukes ikke med et avslått relé, så det er 12 volt på pinne 85;
Måling 3: 30 volt er tilstede ved inngangen til hovedstrømsiden (pinne 12);
Måling 4: fordi reléet ikke er spenningssatt, er bryteren i reléet åpen og det er en spenning på 87 volt på pinne 0.

Terminal 86:	12 v
Terminal 85:	12 v
Terminal 30:	12 v
Terminal 87:	0 v

Relé aktivert:
Bryteren er lukket. Klemmene A1 og A2 er koblet til hverandre. Styrekretsen er lukket og en styrestrøm begynner å flyte. Med et relé slått på måler vi igjen spenningen på de fire pinnene (86, 85, 30 og 87) i forhold til jord.

Måling 1: 86 volt er tilstede ved inngangen til styrestrømsiden av reléet (pinne 12);
Måling 2: spenningen forbrukes med reléet slått på og omdannet til magnetisme, så den er 0,1 volt på pinne 85;
Måling 3: 30 volt er tilstede ved inngangen til hovedstrømsiden (pinne 12);
Måling 4: fordi releet er aktivert, er bryteren i reléet lukket, og det er en spenning på 87 volt på pinne 12.

Terminal 86:	12 v
Terminal 85:	0,1 v
Terminal 30:	12 v
Terminal 87:	12 v

Feilsøking:
Hvis forbrukeren/aktuatoren ikke fungerer som den skal, kan vi måle spenningene på reléforbindelsene for å finne årsaken til feilen. Hvis et relé ikke slår seg på, kan årsaken være et defekt relé, men hvis sikringen er defekt og releet ikke mottar noen inngangsspenning, kan det ikke koble noe. Med fire målinger på stafetten (alltid i forhold til bakken) kan vi utelukke mye og søke mer spesifikt etter det eksakte avbruddet.

Feil 1: releet slår ikke på
Reléet er koblet til jord med bryteren, men det går ingen styrestrøm. Som et resultat flyter ingen hovedstrøm. Spenningen på pinne 87 forblir 0 volt. Dette gir opphav til å måle de andre pinnene på reléet. Etter innkobling måles spenningsforskjellen mellom pinne 86 og 85 og her måles 12 volt. I denne situasjonen er spolen avbrutt.

Spenningsforskjellen over et riktig fungerende relé er 12 volt, fordi spenningen er brukt opp. Med denne målingen virker det OK, men det er det ikke. Med en avbrutt spole måler vi også 12 volt, fordi det måles en forskjell på 12 volt på målepinnene: 12 volt går inn i den røde målepinnen og den svarte målepinnen - via den lukkede bryteren - leser 0 volt.

Ved mistanke om at spolen i reléet er ødelagt, kan motstanden måles. Reléet må være demontert og ikke lenger en del av strømkretsen. Vi kan måle motstanden mellom pinnene 86 og 85 på de separate reléforbindelsene.

motstand gjennom spolen: rundt 60 til 80 ohm: OK
motstand gjennom spolen: uendelig høy (1. eller OL): avbrudd

Feil 2: releet slår ikke på
Når du bruker bryteren (rødt hus) eller etter at ECU-en er slått på, forblir forbrukeren av. Målingen på pinne 85 måler 12 volt i forhold til jord. Med dette kan vi konkludere med at spenningen ikke er forbrukt i spolen, slik at spolen ikke har blitt magnetisk.

En forskjellsmåling mellom pinne 85 og pinne A1 på bryteren vil vise om ledningen er avbrutt eller om problemet oppstår i bryteren:

Spenningsforskjell mellom 85 og A1: 12 volt: ledning brutt
Spenningsforskjell mellom 85 og A1: 0 volt: problemet ligger ikke i ledningen.

Når ledningen er OK, er det 12 volt på begge sider av ledningen, noe som betyr at vi måler en forskjell på 0. Hvis vi måler en forskjell på 12 volt over bryteren (A1 sammenlignet med A2), så er avbruddet i bryteren. Med andre ord: bryteren forblir åpen. Vi måler også denne 12 volt når bryteren er ubetjent.

Feil 3: Forbrukeren forblir på.
En mulig kundeklage er at kjøretøyets kjølevifte fortsetter å gå selv om kjøretøyet er parkert og låst en stund. Kunden merket dette ved støyen som kom fra viften. En annen mulighet er at en kunde melder fra om et lekkasjeproblem: Batteriet er alltid tomt etter relativt kort stillstand, mens tilstanden til batteriet og ladesystemet er i orden. Da snakker vi om det Lekkasjestrøm, eller en hemmelig forbruker.

Målingene viser at det ikke går noen styrestrøm (85 volt er tilstede på pinne 12), men at det går en hovedstrøm.

I dette tilfellet er årsaken en "klebrig" relébryter. Bryteren mellom 30 og 87 forblir lukket selv om spolen ikke er magnetisk. Årsaken kan være alderdom, hvor kontakter er brent.

Feil 4: reléet slår seg på, men forbrukeren fungerer ikke
Når du slår på releet, vil du i de fleste tilfeller høre bryteren mellom 30 og 87 lukkes. Pin 86 har 12 volt og pin 85 har 0,1 volt sammenlignet med jord. Dette betyr at det flyter en styrestrøm og spenningen i spolen forbrukes. Styrekretsen er derfor OK.

Pin 30 har 0 volt sammenlignet med jord. Reléet har lukket hovedkretsen, men hvis ingenting går inn i det, kan ingenting kobles gjennom. I dette tilfellet er sikringen defekt.

A lunte bryter ikke bare sammen. Det har gått for høy strøm gjennom sikringen, så det er viktig å se etter årsaken. For eksempel kan for mange forbrukere være koblet til sikringen (tenk på flere 12 volts koblinger for tilbehør), eller en sikring med feil verdi kan ha blitt installert tidligere.

Feil 5: reléet slår seg på, men forbrukeren fungerer ikke
Når spenningene på de fire koblingene til reléet er riktige, kan du være sikker på at reléet styres riktig, at inngangsspenningene er riktige og at reléet fungerer korrekt. Spenningen på pinne 87 blir 12 volt når reléet slås på og blir 0 volt igjen når det slås av.

Dersom forbrukeren ikke fungerer, er det stor sjanse for at forbrukeren selv er defekt, eller at det er en ledningsbrudd mellom relé og forbruker, eller forbruker og jord. I så fall vil en V4-måling av forbrukeren gi en løsning for å fastslå hvor feilen er.

Når spenningen over forbrukeren er lik batterispenningen, dvs. 12 volt, er forbrukeren defekt. I dette eksemplet er filamentet til lampe gått i stykker.

Feil 6: reléet slår seg på, forbrukeren fungerer, men ikke godt nok
Forbrukeren fungerer, men på halv kraft. I en lampe kan dette gjenkjennes av et svakt lys, noe som er spesielt merkbart hvis flere lamper er på og en av dem er forskjellig i lysstyrke. En forbruker kan også være en elektrisk motor som går sakte, eller et horn som produserer for lite lyd. I så fall legger vi inn en V4 måling ut til hovedstrømseksjonen. Reléet slår på forbrukeren, så vi slipper å fokusere på styrestrømdelen.

Med V4-målingen i bildet nederst til venstre ser vi at lampen brenner på 9 volt, mens batterispenningen er 12 volt. I V3 (fra positivt batteri til positiv lampe) måles en spenningsforskjell på 3 volt. Dette går tapt i den positive kretsen. Oppfølgingsmålinger vil vise om spenningstapet oppstår før reléet, i releet eller etter releet (mellom pinne 87 og B1). Bildet nederst til høyre viser at spenningsforskjellen over reléet (30 mot 87) er 3 volt. Spenningstapet oppstår i reléet. Kontaktene til bryteren er skitne eller brent, noe som forårsaker en overgangsmotstand.

Sammendrag:
På grunn av den omfattende feilbeskrivelsen og store bilder, er en oppsummering av de ulike feilene og årsakene listet opp her:

lagring 1: reléet slår seg ikke på fordi reléspolen er ødelagt. Strøm kan ikke lenger flyte gjennom spolen, noe som betyr at spolen ikke lenger kan bli magnetisk. Bruddet kan oppdages med en motstandsmåling: rundt 60 til 80 ohm er bra, uendelig høy betyr et avbrudd;
lagring 2: releet slår seg ikke på fordi ledningen mellom pin 85 (styrestrømutgang) i bryteren er brutt. I så fall forblir spenningen på pinne 85 12 volt, selv når den er slått på;
lagring 3: reléet fester seg, noe som får forbrukeren til å forbli på. Spenningen på pinne 87 forblir 12 volt, selv om reléet ikke er aktivert. Dette kan merkes ved å bli sett eller hørt, men i en "stille" (hemmelig) forbruker, batteriet er utladet;
lagring 4: reléet slår seg på, men forbrukeren fungerer ikke på grunn av en defekt sikring;
lagring 5: fordi forbrukeren er defekt, fungerer den ikke lenger. De fire målingene på reléet utelukker at det er kontrollen;
lagring 6: en overgangsmotstand sørger for at forbrukeren/aktuatoren fungerer dårligere. V4-målingen kan brukes til å oppdage plasseringen av overgangsmotstanden. I eksempelet er det målt en spenningsforskjell over bryteren mellom 30 og 87, som viser at det er et spenningstap på grunn av overgangsmotstanden i releet.

Conclusie:
De seks mulige årsakene til feil som vi kan støte på i kjøretøy viser viktigheten av kunnskap og ferdigheter for å måle spenningene på reléet. Å måle de fire forbindelsene gir raskt en søkeretning, og man vet raskt om noe går galt i inn- eller utgangsstyrestrøm, inn- eller utløp av hovedstrøm, eller i reléet.

Stafettplasseringer:
Releer er ofte montert på ett sted i bilen. Dette kan være i sikringsskapet (som vist på bildet) eller på en egen reléplate. Det kan også være releer montert i motorrommet, for eksempel motorens kjølevifterelé. Reléposisjonene finner du i bilens bruksanvisning og/eller verksteddokumentasjon.

Relaterte sider: