12Vリレーは、最新の電子機器の重要な部分です。これは、低電力信号を使用して高電力回路を制御する電気的に動作したスイッチです。
どこにでも12Vリレーがあります。彼らは、自動車エンジンベイ、産業制御パネル、シンプルな趣味のプロジェクトにあります。 12V DCシステムはどこにでもあるため、それらは非常に一般的であり、リレーはタスクを切り替えるための普遍的なソリューションになっています。
このガイドは、約12Vリレーをカバーしています。それらがどのように機能するか、購入できるさまざまなタイプ、適切なタイプの選択、およびそれらを配線して修正する方法について説明します。
基本を理解する
12Vリレーを適切に使用するには、それが何であり、どのように機能するかを知る必要があります。それは大きな可能性を備えた簡単なアイデアです。
リレーとは何ですか？
リレーにより、小さな電流制御がはるかに大きな電流を制御できます。制御回路と荷重回路を分離します - それらは物理的に接続されていません。
すべてのリレーには、入力回路と出力回路の2つの主要な部分があります。入力には電磁石（コイル）があります。出力にはスイッチ接点があります。
12V標準
「12V」とは、リレーの電磁石がオンになるには12ボルトが必要です。
この電圧は、すべての自動車システムで標準です。また、商業および産業機器の多くのバッテリーセットアップやDC電源にも使用されています。これにより、12Vリレーは非常に便利になります。
12Vリレーの仕組み
操作は美しくシンプルです。 12Vがリレーのコイル端子を流れると、ワイヤーコイルを通過します。
これにより、磁場が作成されます。フィールドは、内部のスイッチの一部であるアーマチュアと呼ばれる可動部品を引っ張ります。
アーマチュアが動くと、コンタクトが開閉します。これにより、別々の高出力回路を接続または切断します。
12V制御電流を削除すると、磁場が消えます。小さな春はアーマチュアを開始した場所に戻し、連絡先は通常の状態に戻ります。
12Vリレーのタイプ
すべての12Vリレーは同じように機能しますが、さまざまなジョブに対して異なる形で提供されます。主な違いは、電気機械型と固体タイプの間です。
電気機械リレー（EMR）
これは古典的なリレータイプです。可動部品があり、オンになると可聴「クリック」を作成します。
汎用リレーは、しばしば「アイスキューブ」リレーと呼ばれます。産業用パネルに表示されます。自動車のリレーは、車両の振動と温度の変化を処理するのが難しい構築されています。
ラッチングリレーは特別です。状態を切り替えるには、電流の短いパルスのみが必要です。彼らはエネルギーを節約する継続的な力なしにそのようにとどまります。
ソリッドステートリレー（SSR）
12Vソリッドステートリレーは、EMRと同じジョブを行いますが、可動部品はありません。サイリスタやMOSFETなどの半導体を使用して負荷を切り替えます。
利点は非常に大きいです。それらはほぼ永遠に続き、静かに走り、はるかに速く切り替えます。また、ショックと振動にも抵抗します。
しかし、SSRSはより多くのコストがかかり、より多くの熱を作成し、出力全体で小さな電圧降下をします。機械的接触は抵抗がほぼゼロです。
その他の特殊なリレー
これら2つの主要なカテゴリを超えて他のタイプがあります。時間遅延リレーには、設定された時間の後に出力をアクティブ化または非アクティブ化するタイマーが組み込まれています。
リードリレーは、ガラスチューブに磁気的に敏感なリードスイッチを使用する小さくて高速なリレーです。彼らは低電流の仕事に最適です。
キー選択仕様
適切な12Vリレーを選択することは、安全性と信頼性にとって重要です。コイル電圧だけを超えて見て、リレーのケースまたはデータシートの仕様を確認します。
コイル電圧
これは理解するのが最も簡単な仕様です。 12Vリレーのコイルは、12V DCで確実に機能します。電圧が少なすぎると、リレーをアクティブにしない場合があります。電圧が多すぎると、コイルが過熱して破壊される可能性があります。
連絡先評価
連絡先の評価は、最も重要な安全仕様かもしれません。リレーの内部スイッチが処理できる最大電圧と電流を示します。
通常、「10A 250VAC」と「10A 30VDC」などの2つの値が表示されます。これは、接点が最大10アンペアまで安全に切り替えることができることを意味しますが、最大電圧は負荷がACまたはDCであるかどうかによって異なります。
あなたの負荷タイプについても考えてください。モーターのような誘導負荷は、開始時に大きな電流スパイクを作成します。これらの負荷については、モーターの通常の実行電流よりもはるかに高い電流定格のリレーを選択します。
構成に連絡します
連絡先の配置は、リレーが回路をどのように切り替えるかを決定します。これは、「ポール」と「スロー」によって説明されています。
「ポール」とは、リレーが切り替えることができる個別の回路の数です。 「スロー」とは、各ポールが接続できる出力接続の数です。
SPST（シングルポール、シングルスロー）は、シンプルなオンオフスイッチです。 SPDT（シングルポール、ダブルスロー）が最も一般的です。2つの出力を切り替える1つの入力です。 DPDT（ダブルポール、ダブルスロー）は、2つの別々の回路を一度に切り替えます。
現在の消費
リレーのコイルがコントロール回路からどれだけの電流を引き出すかを考えてください。これは、電源設計にとって重要です。
12Vリレーはいくつの電流を消費しますか？ 12Vリレーの現在の消費量は、通常、コイル抵抗と負荷の種類に依存します。一般に、一般的な小さな12Vリレーのコイル電流は30mAから150MAの範囲です。
リレーの現在の消費量を理解することは、適切な電源を選び、安定した動作を確保するために重要です。マイクロコントローラーでリレーを運転している場合は、出力ピンがこの電流を供給できることを確認してください。多くの場合、ドライバーとしてトランジスタが必要です。
コイル抵抗がデータシートにある場合、オームの法則（現在の=電圧 /抵抗）を使用してコイル電流を計算できます。
物理フォームファクター
リレーにはさまざまな形状とサイズがあります。 PCBマウントリレーには、回路基板に直接はんだ付けするためのピンがあります。
プラグインリレーは、マッチングベースまたはソケットに適合します。これにより、脱出せずに簡単に交換できます。これは、産業のメンテナンスに最適です。
パネルマウントリレーには、シャーシまたはパネルに取り付けるためのタブまたはネジ穴があります。
12Vリレーの配線
安全で正しい操作には、適切な配線が不可欠です。ほとんどの自動車および汎用リレーでは、標準のピン番号付けシステムを使用しています。
ピンの識別
BoschまたはISO Standardと呼ばれる最も一般的なピンアウトは、これらの数字を使用します。
*** 85および86：**これらはコイルに接続します。これらのピンに12Vを適用して、リレーをアクティブにします。組み込みの抑制ダイオードがない限り、極性は通常関係ありません。
*** 30：**これは一般的な連絡先です。それはあなたが切り替えたい回路の入力です。
*** 87：**これは、通常開いている（no）連絡先です。リレーがオフになったとき、ピン30とピン87は接続されていません。コイルがエネルギーを与えられた場合にのみ接続します。
*** 87a：**これは通常閉じた（NC）連絡先です。リレーがオフになったときに、ピン30とピン87Aが接続されています。この接続は、コイルが通電されると壊れます。
基本的な配線図
小さなダッシュボードスイッチを使用して、強力なオフロードライトをオンにするとしましょう。ライトは、小さなスイッチが直接処理するには電流が大きすぎます。
制御回路はシンプルです。12Vソースからワイヤーをダッシュボードスイッチを介して、リレーのピン86に接続します。ピン85を良いシャーシ地面に接続します。
荷重回路は高出力を処理します。バッテリーの正端子から厚く融合したワイヤを直接接続して、ピン30に接続します。ピン87をライトの正の端子に接続します。最後に、ライトの負の端子を良いシャーシ地面に接続します。
ここで、小さなスイッチをひっくり返すと、低電流12V信号をリレーコイルに送信します。これにより、高出力のコンタクトが閉じてライトを照らします。
フライバックダイオード
誘導コイルへの電流が突然停止すると、崩壊する磁場は反対方向に大きな電圧スパイクを作成します。これは、帰納的キックバックまたは「フライバック」と呼ばれます。
この電圧スパイクは数百ボルトになる可能性があります。リレーを制御するマイクロコントローラーやトランジスタなどの敏感な電子機器を簡単に損傷する可能性があります。
これを防ぐために、リレーコイルと平行に「フライバックダイオード」（抑制またはフリーホイールダイオードとも呼ばれます）を接続します。一般的な1N4001ダイオードは、ほとんどの12Vリレーに適しています。
ダイオードを逆バイアスに取り付けます。カソード（ストライプの端）は、正のコイル側（Pin {86）に接続されます。アノードは負の側に接続します（ピン85）。通常の動作中、ダイオードは何もしません。コイルがオフになると、電圧スパイクがダイオードを介して安全に短縮され、コントロール回路が保護されます。
一般的なアプリケーション
12Vリレーは汎用性があるため、日常の車両から高度な自動化システムまで、どこにでも見つけることができます。
自動車システム
現代の車には12Vリレーがたくさんあります。ヘッドライト、ラジエーター冷却ファン、燃料ポンプ、角、スターターモーターなどの高電流デバイスを制御します。
リレーを使用すると、より薄くて軽い配線がドライバーコントロールに走ることができます。重い電流の配線は、エンジンベイでは短く効率的であり続けることができます。
産業コントロールパネル
産業用自動化では、リレーは、低電圧プログラム可能なロジックコントローラー（PLC）と高電力機械の間のギャップを橋渡しします。
モーターをオンにし、ソレノイドバルブを活性化し、ヒーターを制御し、大きなコンタクターを切り替えます。また、重要な電気分離を提供し、厳しい工場の電気環境から繊細なPLC出力を保護します。
ホームオートメーションとDIY
エレクトロニクス愛好家の場合、12Vリレーが現実の世界を制御するための扉を開きます。 ArduinoまたはRaspberry Piを使用してリレーモジュールを使用すると、3.3Vまたは5Vロジック信号を安全に制御するか、またはMains-voltageアプライアンスを安全に制御できます。
一般的なプロジェクトには、自動照明システム、温度制御されたファン、スマートホームデバイスが含まれます。リレーモジュールには、必要なドライバートランジスタとフライバックダイオードが含まれることが多く、使いやすくなります。
HVACおよびアプライアンス
内部暖房、換気、エアコン（HVAC）システム、12Vリレーは、多くの場合、さまざまなファン速度を制御するか、メインコンプレッサークラッチをオンにします。
また、中央回路基板からの制御信号に基づいて、暖房要素またはモーターを切り替えるさまざまな電化製品にそれらを見つけることができます。
一般的な問題のトラブルシューティング
リレーは一般的に信頼できますが、失敗する可能性があります。一般的な問題をトラブルシューティングする方法を知ることで、多くの時間と欲求不満を節約できます。これらのチェックにはマルチメーターが不可欠です。
アクティブ化されていないリレー
リレーが特徴的な「クリック」が必要なときにサウンドを作成しない場合、問題は制御回路にあります。
まず、マルチメーターを使用して、制御スイッチがオンのときにピン85と86全体で12Vをチェックします。電圧が欠落または低い場合は、配線をソースに戻し、スイッチとグランド接続を確認します。
12Vが存在する場合、コイル自体が失敗した可能性があります。リレーを外し、マルチメーターを抵抗（オーム）モードに設定します。良好なコイルは、通常50〜200オームの抵抗が低くなります。無限の測定値は、コイルワイヤーが内部に壊れていることを意味します。
リレーのクリック、ロードに失敗します
リレーがクリックしているが、電源が入っていないデバイスがオンになっていない場合、問題はロード回路またはリレーの連絡先にあります。
まず、ピン30にパワーがあることを確認してください。これは負荷のソースパワーです。この回路のヒューズを確認してください。
ピン30に電力が存在する場合、リレーをアクティブにし、ピン87で電源を確認します。ピン87に電源がない場合、内部接点は失敗しました。電力が存在する場合、問題は、負荷または荷重の地面接続への配線においてさらに下流にあります。
リレーは固定されています
リレーの連絡先が一緒に溶接できる場合があります。これは通常、リレーの評価をはるかに超えて電流を切り替えると発生し、接触面を溶かす大きなアークを引き起こします。
これは重大な障害です。リレーコイルがオフになっていても、回路はオンになります。リレーが仕事に重度の小柄なサイズにあることは明確な兆候です。はるかに高い接触電流評価を持つリレーに置き換えます。
リレーバズ
EMRからの音声またはおしゃべりの音は、通常、コントロール信号の問題を意味します。コイルは、アーマチュアを引っ張り始めるのに十分な電圧を得ますが、しっかりと保持するには十分ではありません。
これは、地上接続の悪さ、制御配線の高い抵抗、または十分な電流を提供できない故障電源によって引き起こされる可能性があります。制御回路のすべての接続を確認し、負荷下のコイル端子の電圧を測定します。
結論
12Vリレーはシンプルでありながら強力です。無数の電気システムの重要なリンクとして機能します。電気的に分離されたスイッチとしての基本的な機能から、多様なアプリケーションへの機能を誇示することは、その重要性を誇張することはできません。
その中核的な原則を理解し、適切な仕様を選択する方法を知り、適切な配線と安全技術を適用することで、12Vリレーのパワーを活用できます。堅牢で信頼性の高い安全なサーキットを構築できます。エンジニア、技術者、愛好家にとっても不可欠なツールです。