relé

Tópicos:

Introdução
Circuitos de relé
Medições com relé desligado e ligado
Solução de problemas
Locais de retransmissão

Introdução:
O relé é frequentemente usado em eletrônica automotiva no circuito de potência dos consumidores através do qual flui muita corrente. Quanto maior a amperagem, mais espessa será a fiação Tem que ser feito. O diâmetro do fio determina a corrente máxima permitida. Queremos evitar ao máximo fios grossos, caso contrário os chicotes de cabos ficam muito grandes e sujeitos a interferências. Um segundo e ainda mais importante exemplo de uso de relés é o controle por uma ECU. Uma corrente alta está associada a mais calor. Queremos manter o calor fora da ECU tanto quanto possível. Exemplos de componentes elétricos controlados por um relé incluem:

Ventilador de refrigeração do motor;
Buzina;
Aquecimento do óculo traseiro;
ECUs;
Injetores e bobina de ignição (motor a gasolina);
Bomba de reforço de combustível;
Faróis fracos, altos e/ou de neblina.

As próximas duas imagens mostram um esquema do relé e uma imagem de um relé real. No relé encontramos quatro conexões com códigos DIN padrão:

Entrada de corrente de controle (86)
Saída de corrente de controle (85)
Entrada de corrente principal (30)
Saída de corrente principal (87)

Um relé transforma uma pequena corrente de controle em uma grande corrente principal. Essa é uma frase padrão que muitos estudantes e técnicos sabem pronunciar. Quando medições precisam ser feitas em um circuito de relé, as pessoas muitas vezes ficam confusas com a codificação: para onde fluem a corrente de controle e a corrente principal? E como devem ser feitas medições para verificar se o relé está funcionando corretamente? Os parágrafos seguintes descrevem como o relé funciona, quais tensões você deve medir em um relé funcionando corretamente e como as falhas podem ser encontradas.

A imagem abaixo mostra um relé desabilitado e habilitado.

Relé desativado:
A chave (caixa vermelha) está localizada no diagrama entre a saída do relé (terminal 85) e o terra da bateria (corpo). Na realidade, este interruptor pode estar localizado no painel, por exemplo, o interruptor do farol de neblina.
Relé habilitado:
No momento em que o motorista aciona a chave, os contatos fecham. Isto fecha o circuito de corrente no lado da corrente de controle. Uma corrente flui do positivo da bateria, através de 86, a bobina do relé, e através de 85 e da chave para o terra. Como a corrente flui através da bobina, ela se torna magnética e fecha a chave entre os pinos 30 e 87. Também aí se cria agora um circuito fechado. Uma corrente principal flui através do positivo da bateria, através do fusível até o terminal 30 do relé, após o qual a corrente é alimentada ao consumidor através do terminal 87. O consumidor liga.

As imagens geralmente mostram uma lâmpada como consumidor. Na realidade, estes podem ser, obviamente, outros consumidores/atuadores elétricos. Para um circuito de relé não importa que tipo de consumidor é controlado.

A corrente de controle através de um relé está geralmente entre 150 e 200 mA (0,15 – 0,2 A). A corrente principal pode ser de até 20 ou 50 A. A corrente principal máxima permitida é frequentemente indicada na caixa do relé.

Circuitos de relé:
Com um relé, uma corrente de controle de baixa corrente é ligada por uma chave que podemos operar manualmente ou por um unidade de controle (ECU). O circuito com a ECU é encontrado na maioria dos veículos modernos.

Um relé pode ser positivo ou conectado ao terra. Para o funcionamento de um relé, não importa se ele é ligado pela ligação da fonte de alimentação ou pelo aterramento: assim que o relé receber um sinal de mais e menos, a corrente fluirá pela bobina. As três imagens abaixo mostram um circuito de aterramento com chave e ECU e um circuito positivo.

As versões nas quais um dispositivo de controle liga e desliga a corrente de controle apresentam diversas vantagens:

O motorista pode instruir a unidade de controle para ligar o consumidor. Isto pode ser feito através de um interruptor no painel de instrumentos ou através do computador de bordo digital (eventualmente através do ecrã multimédia);
A ECU pode ligar e desligar o relé em resposta a um sinal do sensor (por exemplo: temperatura do motor alto, ventilador ligado) ou desligar a bomba de combustível quando um acidente for registrado pela ECU do airbag. O controle pela ECU proporciona, portanto, conforto, mas também um maior grau de segurança.

Nos diagramas desta figura, o terminal 86 é considerado uma entrada e o 85 é considerado uma saída. Na prática, vemos regularmente os fabricantes inverterem esses pinos: 85 volts entram em 12 e 86 são conectados ao terra. O relé pode então ser conectado novamente ao positivo ou ao terra. Muitas vezes isso pode ser consultado no esquema, caso contrário as medições mostrarão como o relé está conectado no veículo.

Medições com relé desligado e ligado:
A introdução descreve como a corrente de controle e a corrente principal são criadas. Quando um consumidor não funciona mais, a memória de falhas geralmente é lida primeiro e a tensão no consumidor é medida. Imediatamente Medição V4 pode ser determinado se há uma resistência de transição ou interrupção na fonte de alimentação ou no aterramento. Quando um fio se rompe, um fusível está com defeito ou uma chave permanece na posição "aberta", medimos um valor que não é igual a 3 volts em V4 e/ou V0: ou seja, algo está acontecendo. Esta seção mostra amostras de medições para verificar as tensões no relé. Assumimos a situação onde 86 é a entrada e 85 a saída do lado da corrente de controle. O parágrafo anterior explicou que isso às vezes é revertido pelos fabricantes.

Relé desativado:
Este texto é sobre as medidas mostradas nas quatro imagens abaixo. Com um relé desligado medimos com o multímetro a tensão nos quatro pinos (86, 85, 30 e 87) em relação ao terra (corpo ou com pinça jacaré no terminal terra da bateria).

Medição 1: a entrada do lado da corrente de controle do relé (pino 86) contém 12 volts (ou 24 volts para um veículo comercial);
Medição 2: a tensão não é consumida com o relé desligado, portanto é de 12 volts no pino 85;
Medição 3: 30 volts estão presentes na entrada do lado da corrente principal (pino 12);
Medição 4: como o relé não está energizado, a chave do relé está aberta e há uma tensão de 87 volts no pino 0.

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

Relé habilitado:
O interruptor está fechado. Os terminais A1 e A2 estão conectados entre si. O circuito de controle é fechado e uma corrente de controle começa a fluir. Com o relé ligado, medimos novamente a tensão nos quatro pinos (86, 85, 30 e 87) em relação ao terra.

Medição 1: 86 volts estão presentes na entrada do lado da corrente de controle do relé (pino 12);
Medição 2: a tensão é consumida com o relé ligado e convertida em magnetismo, portanto é de 0,1 volt no pino 85;
Medição 3: 30 volts estão presentes na entrada do lado da corrente principal (pino 12);
Medição 4: como o relé está energizado, a chave do relé está fechada e há uma tensão de 87 volts no pino 12.

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

Solução de problemas:
Caso o consumidor/atuador não esteja funcionando corretamente, podemos medir as tensões nas conexões do relé para determinar a causa do mau funcionamento. Se um relé não ligar, a causa pode ser um relé com defeito, mas se o fusível estiver com defeito e o relé não receber nenhuma tensão de entrada, ele não poderá comutar nada. Com quatro Medidas no relé (sempre em relação ao terra) já podemos descartar muita coisa e buscar mais especificamente a interrupção exata.

Falha 1: o relé não liga
O relé está conectado ao terra pela chave, mas nenhuma corrente de controle flui. Como resultado, não há fluxo de corrente principal. A tensão no pino 87 permanece em 0 volts. Isso dá origem à medição dos outros pinos do relé. Depois de ligar, a diferença de tensão entre os pinos 86 e 85 é medida e 12 volts são medidos aqui. Nesta situação a bobina é interrompida.

A diferença de tensão em um relé funcionando corretamente é de 12 volts, porque a tensão se esgotou. Com esta medida parece OK, mas não é. Com uma bobina interrompida também medimos 12 volts, porque uma diferença de 12 volts é medida nos pinos de medição: 12 volts entram no pino de medição vermelho e o pino de medição preto - através da chave fechada - indica 0 volts.

Se houver suspeita de que a bobina do relé está quebrada, a resistência pode ser medida. O relé deve ser desmontado e não fazer mais parte do circuito de potência. Podemos medir a resistência entre os pinos 86 e 85 nas conexões separadas do relé.

resistência através da bobina: cerca de 60 a 80 ohms: OK
resistência através da bobina: infinitamente alta (1. ou OL): interrupção

Falha 2: o relé não liga
Ao acionar o interruptor (caixa vermelha) ou após ligar a ECU, o consumidor permanece desligado. A medição no pino 85 mede 12 volts em relação ao terra. Com isso podemos concluir que a tensão não foi consumida na bobina, de modo que a bobina não se tornou magnética.

Uma medição de diferença entre o pino 85 e o pino A1 da chave mostrará se o fio está interrompido ou se o problema ocorre na chave:

Diferença de tensão entre 85 e A1: 12 volts: fio quebrado
Diferença de tensão entre 85 e A1: 0 volts: o problema não está no fio.

Quando o fio está OK, há 12 volts em ambos os lados do fio, o que significa que medimos uma diferença de 0. Se medirmos uma diferença de 12 volts na chave (A1 em comparação com A2), então a interrupção está na chave. Em outras palavras: a chave permanece aberta. Também medimos esses 12 volts quando a chave não está operada.

Falha 3: o consumidor permanece ligado.
Uma possível reclamação do cliente é que a ventoinha de resfriamento do veículo continua funcionando mesmo que o veículo fique estacionado e trancado por algum tempo. O cliente percebeu isso pelo barulho vindo do ventilador. Outra possibilidade é que um cliente reporte um problema de corrente de fuga: a bateria está sempre vazia após um período de paragem relativamente curto, enquanto o estado da bateria e do sistema de carregamento estão em ordem. Falaremos sobre isso então corrente de fuga, ou um consumidor clandestino.

As medições mostram que não há fluxo de corrente de controle (85 volts estão presentes no pino 12), mas que há fluxo de corrente principal.

Neste caso, a causa é uma chave de relé “pegajosa”. A chave entre 30 e 87 permanece fechada mesmo que a bobina não seja magnética. A causa pode ser a velhice, onde as lentes de contato são queimadas.

Falha 4: o relé liga, mas o consumidor não funciona
Ao ligar o relé, na maioria dos casos você ouvirá a mudança entre 30 e 87 fechar. O pino 86 tem 12 volts e o pino 85 tem 0,1 volts em comparação ao terra. Isso significa que uma corrente de controle flui e a tensão na bobina é consumida. O circuito de controle está, portanto, OK.

O pino 30 tem 0 volts em comparação ao terra. O relé fechou o circuito principal, mas se nada entrar nele, nada poderá ser comutado. Neste caso o fusível está com defeito.

Um fusível não apenas quebra. Houve uma corrente muito alta no fusível, por isso é importante procurar a causa. Por exemplo, muitos consumidores podem estar conectados ao fusível (pense em múltiplas conexões de 12 volts para acessórios) ou um fusível com valor errado pode ter sido instalado no passado.

Falha 5: o relé liga, mas o consumidor não funciona
Quando as tensões nas quatro conexões do relé estão corretas, você pode ter certeza de que o relé está controlado corretamente, as tensões de entrada estão corretas e o relé funciona corretamente. A tensão no pino 87 passa a 12 volts quando o relé é ligado e volta a 0 volts quando ele é desligado.

Se o consumidor não funcionar, há uma boa chance de que o próprio consumidor esteja com defeito, ou que haja um fio quebrado entre o relé e o consumidor, ou entre o consumidor e o terra. Nesse caso, uma medição V4 do consumidor fornecerá uma solução para determinar a localização da falha.

Quando a tensão no consumidor é igual à tensão da bateria, ou seja, 12 volts, o consumidor está com defeito. Neste exemplo o filamento do lâmpada quebrado.

Falha 6: o relé liga, o consumidor funciona, mas não o suficiente
O consumidor funciona, mas com metade da potência. Em uma lâmpada, isso pode ser reconhecido por uma luz fraca, que é especialmente perceptível se várias lâmpadas estiverem acesas e uma delas tiver brilho diferente. Um consumidor também pode ser um motor elétrico que gira lentamente ou uma buzina que produz pouco som. Nesse caso entramos em um Medição V4 para a seção de fluxo principal. O relé liga o consumidor, portanto não precisamos nos concentrar na parte da corrente de controle.

Com a medição V4 na imagem inferior esquerda vemos que a lâmpada está queimando a 9 volts, enquanto a tensão da bateria é de 12 volts. No V3 (da bateria positiva para a lâmpada positiva) é medida uma diferença de tensão de 3 volts. Isso se perde no circuito positivo. Medições de acompanhamento mostrarão se a perda de tensão ocorre antes do relé, no relé ou depois do relé (entre o pino 87 e B1). A imagem no canto inferior direito mostra que a diferença de tensão no relé (30 em comparação com 87) é de 3 volts. A perda de tensão ocorre no relé. Os contatos da chave estão sujos ou queimados, causando uma resistência de transição.

Resumo:
Devido à extensa descrição de falhas e imagens grandes, um resumo das diversas falhas e causas está listado aqui:

armazenando 1: o relé não liga porque a bobina do relé está quebrada. A corrente não pode mais fluir através da bobina, o que significa que a bobina não pode mais se tornar magnética. A ruptura pode ser detectada com uma medição de resistência: cerca de 60 a 80 ohms é bom, infinitamente alto significa interrupção;
armazenando 2: o relé não liga porque o fio entre o pino 85 (saída de corrente de controle) na chave está interrompido. Nesse caso, a tensão no pino 85 permanece em 12 volts, mesmo quando ligado;
armazenando 3: o relé trava, fazendo com que o consumidor permaneça ligado. A tensão no pino 87 permanece em 12 volts, mesmo que o relé não esteja ativado. Isso pode ser percebido ao ser visto ou ouvido, mas de forma “silenciosa” (clandestino) consumidor, a bateria está descarregada;
armazenando 4: o relé liga, mas o consumidor não funciona devido a um fusível com defeito;
armazenando 5: porque o consumidor está com defeito, ele não funciona mais. As quatro medições no relé excluem que seja o controle;
armazenando 6: uma resistência de transição garante que o consumidor/atuador funcione menos bem. A medição V4 pode ser usada para detectar a localização da resistência de transição. No exemplo, é medida uma diferença de tensão na chave entre 30 e 87, o que mostra que há uma perda de tensão devido à resistência de transição no relé.

Conclusão:
As seis possíveis causas de falha que podemos encontrar em veículos demonstram a importância do conhecimento e das habilidades para medir as tensões no relé. A medição rápida das quatro conexões fornece uma direção de busca e é possível saber rapidamente se algo está errado na corrente de controle de entrada ou saída, na entrada ou saída da corrente principal ou no relé.

Locais de relé:
Os relés geralmente são montados em um só lugar do carro. Isso pode estar na caixa de fusíveis (conforme mostrado na imagem) ou em uma placa de relé separada. Também pode haver relés montados no compartimento do motor, como o relé do ventilador de arrefecimento do motor. As posições dos relés podem ser encontradas no manual de instruções do automóvel e/ou na documentação da oficina.

Páginas relacionadas: