Я специально решил завести отдельную тему (ведь у меня уже была похожая - Cтандартные автомобильные реле. Схемы и некоторые варианты применения --- viewtopic.php?f=2&t=33587) , но это не совсем то ... в общем сами смотрите , итак :
Коммутаторы с Реле .
Подавляющее большинство серийно производимых и самодельных коммутаторов в качестве коммутирующего элемента используют электромагнитные реле. Преимущества и недостатки реле известны (об этом будет ниже) . Главное достоинство – низкая цена. Недостатки: невысокое быстродействие и ограниченный ресурс (количество включений – выключений). Вследствие этих недостатков невозможно создание высокоточного коммутатора с очень большим сроком службы.
Но, для подключения доп.аккумулятора небольшой емкости применение релейных коммутаторов вполне оправдано.
Вариант 1.1
Этот вариант пригодится для подключения второго аккумулятора, емкость которого меньше емкости штатного аккумулятора в 1,5-2 раза и не более 45А/час. Например, если штатный аккумулятор имеет емкость 65А/час, то емкость дополнительного аккумулятора должна быть не более 30-40А/час. Вариант 1.1 – это дальнейшее усовершенствование варианта 1 (с использованием реле). Повышена точность, улучшена помехозащищенность, добавлена температурная коррекция, гистерезис меняется в зависимости от напряжения срабатывания, с увеличением напряжения срабатывания пропорционально увеличивается. В среднем величина гистерезиса 0,5В. Устранена возможность возникновения дребезга контактов реле. Дополнительных диодов (помощь при запуске двигателя) нет.
Ограничение емкости доп.аккумулятора обусловлено снижением бросков тока (помехи, нагрузка на генератор, разряд основного аккумулятора) при его подключении-отключении. Можно было бы уменьшить все эти «прелести» уменьшив гистерезис коммутатора – повысив точность его работы, как это сделано в моделях с использованием ключевых транзисторов вместо реле. Но тогда реле будет часто щелкать (включаться-выключаться), что неизбежно вызовет быстрое обгорание контактов (износ) реле. Поэтому был выбран разумный компромисс: увеличен гистерезис, уменьшено сечение силовых проводов (увеличено их сопротивление), уменьшена емкость доп.аккумулятора. Кроме того, необходимо учитывать значительно большее время срабатывания реле, по сравнению с транзисторами. В общем, получился образец 1.1, расчетный срок службы которого должен быть не менее 3-х лет. Практически, вероятно, больше. Потом можно будет легко заменить реле на аналогичное, сам коммутатор при этом менять или подстраивать не нужно.
Подключение диодов параллельно контактам реле здесь не предусмотрено, т.к. возможная помощь при запуске двигателя от маленького доп.аккумулятора при большом сопротивлении проводов крайне незначительна, но будет сильно разряжаться доп.аккумулятор.
Вариант 1.1 оптимально использовать, если дополнительный аккумулятор питает не мощную музыку или оборудование на вездеходах и т.п., а для питания сигнализаций, систем защиты от коррозии и другого не энергоемкого оборудования.
Размеры:
Ширина - 45мм (с ушками крепления 60мм) Длина – 68мм Высота – 27мм Реле и провода питания подключаются в отверстия клеммника
Порог срабатывания (включения) регулируется подстроечным резистором по методике, описанной для вариантов 3.2-3.3
Расположить коммутатор можно в любом удобном месте. Длина соединительных проводов – любая.
Мощность реле выбираем в зависимости от емкости дополнительного аккумулятора, но не менее, чем на 20А. Испытано с различными, в том числе, устаревшими реле (на фото – слева)
Ток обмотки реле не должен превышать 0,5А (напряжение – 12В). Реле и соединительные провода в комплект не входят.
Схема подключения:
Провода 1 и 2 (на схеме – красного цвета) силовые, т.е. по ним течет ток зарядки доп.аккумулятора. Сечение этих проводов не менее 1-2 кв.мм (медные). Зеленые (на схеме) цифры 1…4 – это номера клемм коммутатора. Дополнительный светодиод в салоне (если нужен) подключайте, как нарисовано на схеме: через дополнительный резистор (сопротивление резистора 2,2 Ком), к выводам катушки реле.
Стоимость этого варианта коммутатора : http://elektropoleznosti.narod.ru/korroziya/price.htm
В комплекте с проводами, предохранителем, реле, дополнительным светодиодом:
Некоторые фирмы изготавливают подобные коммутаторы с использованием мощных реле на токи 150-200А и более. Соответственно снижена точность (увеличен гистерезис) работы таких коммутаторов. Или уменьшено напряжение срабатывания (риск разряда основного аккумулятора). Растут помехи и т.п. (см.выше). Тем не менее, Вы можете подключить к этому коммутатору реле сколь угодно большой мощности… , если уверены, что оно Вам надо.
На мой взгляд, для подключения доп.аккумулятора большой емкости целесообразно использовать коммутаторы на базе схемы вариант 2 (с ключевыми транзисторами типа MOSFET) – варианты 3 - 5. Вариант 1.2
Реле установлено на корпусе коммутатора
Вариант 1.3
Этот вариант сделан с учетом замеченных недостатков вариантов 1.1 и 1.2 после нескольких лет наблюдений за их работой на разных автомобилях в различный климатических условиях. Большое спасибо всем приславшим свои отзывы и наблюдения о работе коммутаторов!
Изменения:
1. Реле с номинальным рабочим напряжением 12В срабатывают при напряжении 7В и выше. Отпускание (размыкание контактов) происходит при напряжении ниже 3В. При длительном включении реле его обмотка сильно нагревается. Существенно снижается надежность и срок службы реле. Для устранения этого недостатка в первый момент времени на катушку реле подается полное напряжение бортовой сети. Через 30 секунд напряжение уменьшается в 2,2 раза. При этом мощность, выделяемая на катушке реле, и её нагрев уменьшаются в 4,84 раза. В таком режиме реле практически не нагревается, поэтому стало возможным разместить реле вместе со схемой управления в герметичном корпусе.
2. Для уменьшения нагрева от автомобильного двигателя блок коммутатора перенесен из подкапотного пространства к доп.аккумулятору (салон, багажник).
3. Для увеличения точности в схему внесены изменения. Появился дополнительный контрольный провод (по схеме подключения №2).
4. Светодиод стал двухцветным: красный – коммутатор включился, идет зарядка доп.аккумулятора. Зеленый – ток зарядки доп.аккумулятора менее 1,5-2,0А, аккумулятор заряжен на 90% и более.
5. Подстроечный резистор отсутствует. Введена задержка по времени на включение – 36 секунд (+/- 4 сек.). Отсчет времени начинается после достижения напряжения бортовой сети 13,5 (-0,1)В. О начале отсчета времени сигнализирует желтый светодиод на корпусе коммутатора.
Выключение коммутатора происходит через 2 секунды после снижения напряжения ботовой сети менее 13,4В.
6. Силовой провод (по схеме подключения №1) стальной омедненный (не целиком медный) – уменьшение помех, увеличение надежности.
В комплекте все необходимые провода, клеммы. Для удобства прокладки провода №1 и №2 обмотаны изолентой. (это для примера, если понравилось, обматываете изолентой самостоятельно)
Комплект 1.3 (на этом фото нет светодиода с проводом)
2-х цветный светодиод с проводом (присутствует в комплекте), длина провода 4м
Схема подключения:
Ток потребления коммутатора в спящем режиме не более 0,4 мА
Есть блокировка: коммутатор включится только при подключенном доп.аккумуляторе.
При выключенном двигателе, отключенном 2-м аккумуляторе, не ярко подсвечивается зеленый светодиод.
Реле с током коммутации контактов 40А, кратковременно 100А.
Сопротивление силовых проводов выбрано с расчетом, что бы максимальный ток зарядки доп.аккумулятора не превышал 30А
Расчетный срок службы коммутатора не менее 10 лет.
Предохранители в этой модели коммутатора – отдельная опция. Заказывайте сколько и какие хотите (+50 руб./шт.). Фото предохранителей на странице коммутаторов с транзисторами. Предохранители могут быть установлены на провода №1 и №3 в зависимости от качества прокладки проводов и ваших предпочтений к надежности и безопасности.
Емкость доп.аккумулятора не более 65 А/час, емкость штатного аккумулятора должна быть в 1,5 раза больше.
Разрабатывалась эта модель специально для подключения предпусковых подогревателей типа Webasto (Вебасто) или аналогичных. Для этих систем, как правило, вполне достаточна емкость доп.аккумулятора 40 А/час.
Совсем не лишним будет добавить в комплект с коммутатором «писклявый вольтметр» или «Неписклявый» или цифровой вольтметр.
Устройство и принцип действия электромагнитных реле. Преимущества .
Реле - называется электрическое устройство, которое предназначается для осуществления коммутации различных участков электрических схем при изменении электрических или неэлектрических входных воздействий. Впервые, термин «реле» фигурирует в тексте патента на изобретение телеграфа за авторством С. Морзе в 1837 году. А само устройство электромагнитного реле было изобретено Джозефом Генри за два года до этого в 1835 году. Интересно также, что термин «реле» произошел от английского слова «relay», которое в те времена означало действие при передаче эстафеты спортсменами или же подмену почтовых лошадей на станциях, когда они начинают уставать.
Наиболее широкое применение в схемах автоматики и системах защиты электроустановок получили электромагнитные реле, благодаря своей высокой надежности и простоте принципа действия. Электромагнитные реле подразделяются на реле переменного и постоянного тока. Последние, в свою очередь, подразделяются на поляризованные (реагируют на полярность управляющего сигнала) и нейтральные (в одинаковой степени реагируют на протекающий по его обмотке постоянный ток любой полярности).
Принцип работы электромагнитных реле основан на применении электромагнитных сил, которые возникают в металлическом сердечнике во время прохождения электрического тока по виткам его катушки. Все детали будущего реле необходимо смонтировать на основание и закрыть крышкой, после чего над сердечником электромагнита устанавливается пластина (подвижный якорь), к которой крепятся от одного до нескольких контактов. Напротив закрепленных контактов устанавливают парные им неподвижные контакты.
Поддерживать якорь в исходном положении помогает закрепленная пружина. Во время подачи напряжения на электромагнит якорь начинает притягиваться, преодолевая сопротивление пружины, при этом, в зависимости от конструкции имеющегося реле, происходит размыкание или замыкание контактов. Если отключить напряжение – благодаря пружине якорь вернется в исходное положение. Иные модели реле могут содержать в себе электронные элементы. Примерами таких реле могут послужить резистор, который подключается к обмотке катушки, чтобы реле более четко срабатывало, и конденсатор, расположенный параллельно контактам, дабы снизить вероятность появления искр и помех.
У электромагнитного реле имеется ряд преимуществ, недоступных полупроводниковым конкурентам:
Возможность коммутации нагрузок общей мощностью не более 4 кВт в то время когда объем реле не превышает 10см3; Проявление устойчивости к импульсам перенапряжения и способным оказать разрушительное воздействие помехам, возникающим во время разряда молнии или по причине протекания коммутационных процессов в высоковольтном оборудовании; Наличие исключительной электрической изоляции, проложенной между катушкой (управляющей цепью) и группой контактов (требования последнего стандарта – 5 кВ) – недоступная мечта для большей части полупроводниковых ключей; Малый уровень выделения тепла замкнутых контактов вследствие малого падения напряжения: во время коммутации тока 10 А малогабаритным реле суммарно рассеивается по катушке и контактам не более 0,5 Вт, при учете что симисторным реле отдается в атмосферу не менее 15 Вт, в результате чего приходится решать вопрос по интенсивному охлаждению, а попутно усугубляется проблема парникового эффекта на нашей планете; В сравнении с полупроводниковыми ключами электромагнитные реле имеют более низкую стоимость. Кроме достоинств электромагнитные электромеханические реле имеют и свои недостатки: не высокая скорость работы, ограниченность электрического и механического ресурса, возникновение радиопомех во время замыкания и размыкания контактов, и последнее, но наиболее неприятное свойство – возникновение серьезных проблем во время коммутации высоковольтных и индуктивных нагрузок на постоянном токе.
Как правило, электромагнитные реле применяются при коммутации нагрузок при переменном токе с напряжением 220В или при постоянном токе в диапазоне напряжений 5 – 24В и токами коммутации 10 – 16 А. Стандартными нагрузками для мощных реле являются – лампы накаливания, нагреватели, обогреватели, электромагниты, маломощные электродвигатели (к примеру, сервоприводы и вентиляторы), иные активные, индуктивные и емкостные потребители электрической энергии с диапазоном мощностей 1 Вт – 3 кВт.
Рабочее напряжение и сила тока в катушке реле не должны превышать предельно допустимых значений, поскольку уменьшение этих значений значительно снизит надежность контактирования, а их увеличение приведет к перегреву катушки, тем самым снизив надежность реле при предельно допустимых значения положительной температуры. Крайне нежелательно даже кратковременное воздействие повышенного напряжения, поскольку при этом возникают в деталях магнитопровода и в контактных группах механические перенапряжения, а электрическое перенапряжение обмотки катушки может привести к пробою изоляции во время размыкания цепи.
Во время выбора режима работы реле стоит учитывать характер воздействующих нагрузок, род и значение коммутируемого тока, частоту коммутации.
Во время коммутации индуктивных и активных нагрузок самым тяжелым является процесс размыкания цепи, поскольку образовывающийся дуговой разряд становится причиной основного износа контактов.
Устройство и принцип действия электромагнитных реле . Недостатки .
Основным недостатком электромагнитных контактных реле является их потенциальная ненадежность и ограниченный срок службы, связанный с «подгоранием» контактов. Для противодействия такому подгоранию контактов реле помещается его изготовителем в герметизированный корпус. Герметизированный корпус реле заполняется атмосферой из нейтрального или даже восстанавливающего газа, чаще всего водорода. Проектирование конкретной электрической системы управления тем или иным объектом машиностроения начинается с разработки принципиальной электроконтактной схемы. В этой схеме определенным образом увязываются обмотки катушек-соленоидов промежуточных реле и контактные пары, т.е. создаются сети обмоток и сети контактов. Для питания релейно-контактных схем в основном используется постоянный ток напряжением 24 В или реже 48 В, так как при этом обеспечиваются более высокая электробезопасность и более высокие усилия, приложенные к контактам, а также исключается «дребезг контактов», который может возникнуть вследствие того, что в моменты перехода мгновенных значений переменного тока через нуль контакты удерживаются на месте лишь силами инерции. Постоянное напряжение, используемое для запитки релейно-контактных релейных схем, вырабатывается обычно с помощью мостовых выпрямительных устройств. Другой причиной использования в релейно-контактных схемах пониженного напряжения является то, что для обеспечения надежности контактов надо увеличивать силу, с которой они замыкаются или размыкаются. Это сила пропорциональна силе тока, протекающего через обмотку реле. Увеличение же силы тока при той же самой потребляемой мощности требует уменьшения рабочего напряжения обмотки. Разработать принципиальную релейно-контактную схему — значит определенным образом расположить и увязать друг с другом, с источником питания и заземлением элементы, представляющие собой обмотки промежуточных реле и их контакты, а также входные сигналы и вырабатываемые схемой управляющие воздействия. Исходными данными для такой разработки могут служить циклограммы движений рабочих органов, где указываются последовательность этих движений и существующие при этом причинно- следственные связи, циклограммы включений исполнительных аппаратов, где кроме вышесказанного указываются и времена соответствующих включений, а также специальные таблицы, где указывается характер выходных сигналов, т.е. являются эти сигналы импульсными или потенциальными. Разница между импульсным и потенциальным сигналами в цепях управления заключается не в их сравнительной длительности, а в том, что импульсный сигнал через то или иное время, которое может быть достаточно большим, снимается сам собой, а потенциальный сигнал требует для своего снятия подачи второго управляющего сигнала, хотя бы этот второй сигнал следовал сразу же за первым. Контакты того или иного промежуточного реле предваряются цифрой, обозначающий порядковый номер данной пары контактов в этом реле. Источниками дискретных сигналов для релейных электроконтактных переключательных схем могут быть любые аппараты с электрическим выходом. Например, это могут быть кнопки, осуществляющие подачу сигналов «Пуск» и «Стоп», или путевые выключатели, подающие дискретные сигналы под действием движения рабочих органов станка. В соответствии кнопки, на которые непосредственно нажимает оператор, а справа при них пишется цифра, которая, как и в предыдущем случае, обозначает порядковый номер данной кнопки в схеме. Кнопки могут быть замыкающими, например кнопка «Пуск», и размыкающими, например кнопка «Стоп». Путевые, или конечные, выключатели графически изображаются также, как и кнопки, но сопровождаются надписями ПВ или КВ. Эти надписи также сопровождаются цифрой, которая, как и в предыдущем случае, обозначает порядковый номер данного путевого выключателя в рассматриваемой схеме.
Одним из основных электрических аппаратов, осуществляющих под воздействием поступающего на них дискретного электрического сигнала коммутацию в электрических цепях различных систем, применяющихся в системах автоматизации в машиностроении, является электромагнитное контактное реле. Такое реле по конструкции представляет собой базу (обычно пластину) из электроизоляционного материала (обычно из гетинакса или текстолита), на которой закрепляются катушка-соленоид со втягивающимся в нее стальным сердечником и изолированные друг от друга пары контактов. На штоке сердечника закрепляются изолированные друг от друга траверсы, на которых установлены пары контактов, способные замыкать или размыкать соответствующие контакты, установленные на базовой пластине. Таким образом, перемещение сердечника, происходящее вследствие подачи напряжения на катушку-соленоид, может вызвать замыкание или размыкание контактами, установленными на траверсах, до двенадцати пар контактов, установленных на базовой пластине. Это свойство, заключающееся в замыкании или размыкании контактов многих участков сети вследствие подачи единственного сигнала на обмотку соответствующего реле, называется размножением контактов. Какая именно пара контактов на базовой пластине будет при подаче напряжения на катушку замыкаться, а какая — размыкаться, определяется начальной установкой этих пар контактов. Так устроены и работают широко распространенные в схемах станочной автоматизации и управления реле типа РП. Подобные реле называются промежуточными, потому что они, с одной стороны, не являются датчиками — источниками тех или иных информационных сигналов, а с другой — не воздействуют непосредственно на исполнительные механизмы, а лишь вырабатывают для них управляющие воздействия. Задача сетей из таких реле состоит в логической обработке поступающих на них дискретных сигналов от различных датчиков и в выработке дискретных же управляющих сигналов для исполнительных механизмов. Описанное электромагнитное реле является электрически нейтральным, т.е. изменение знака напряжения, подаваемого на обмотку такого реле, не меняет знак выходного сигнала. Нейтральное электромагнитное реле имеет два устойчивых состояния, а именно: контакты реле замкнуты, и контакты реле разомкнуты. Мощность управляющей обмотки реле может быть значительно меньше мощности в цепи нагрузки, так что можно говорить об электромагнитном контактном реле как об усилителе мощности. В схемах электроавтоматики часто используются электромагнитные контактные реле, которые чувствительны к направлению тока в обмотке. Такие реле называются поляризованными. Поляризация таких реле осуществляется за счет магнитного потока смещения, создаваемого постоянным магнитом. При срабатывании поляризованного электромагнитного контактного реле происходит замыкание или размыкание одной из двух групп контактов. По мощности, необходимой для срабатывания, реле подразделяются на высокочувствительные (до 10 мВт) и слаботочные нормальной чувствительности (до 1... 5 Вт). По коммутируемой мощности различают переключательные реле малой мощности (до 50 Вт постоянного или до 120 В - А переменного тока), промежуточные (до 150 Вт постоянного тока и 500 В - А переменного тока), а также силовые контакторы.
При установке дополнительного аккумулятора в багажнике прокладка проводов, как правило, не вызывает затруднений, т.к. в перегородке между салоном и капотом существуют технологические отверстия с резиновыми заглушками, предназначенные именно для этой цели. Но, учитывая большую толщину используемых проводов, резиновые заглушки лучше сразу удалить и просунуть предварительно обмотанные слоем изоляции провода в отверстие.
После этого заливаем отверстие с просунутыми проводами силиконовым герметиком.
Прокладка 2-х толстых проводов через салон не лучшее решение. Более оптимальный вариант – проложить провода под днищем автомобиля. Закрепить удобно к тормозным медным трубочкам и т.п. Для прочности провода укомплектованы пластиковым рукавом (см.фото варианты 3.1-3.2).
Прокладка 1-го провода возможна через салон, поэтому в других вариантах пластикового рукава нет. В вариантах 4 и 5 толщина проводов весьма велика. Об оптимальном способе и пути их прокладке лучше посоветоваться с местным автоэлектриком с учетом особенностей Вашего автомобиля.
Закрепить блок коммутатора удобнее всего рядом с основным аккумулятором под капотом или в багажнике (последние модели БМВ и др.авто).
При расположении коммутатора под капотом не следует располагать его над основным аккумулятором или в другом высокорасположенном месте. Чем выше – тем больше температура, возможен перегрев коммутатора при длительных попытках запуска двигателя, особенно в жаркую погоду. Оптимально расположить на одном уровне с полкой аккумулятора или под аккумулятором, подальше от выпускного коллектора и других горячих частей двигателя.
Подключение La1 оптимально для небольшой нагрузки с током потребления не более 10-15А.
Подключение La2 целесообразно использовать при токах нагрузки более 20А. При питании чувствительных к помехам приборов, музыкальных центров, радиостанций и т.п. желательно минус (общий провод) нагрузки дополнительно соединить с кузовом в месте установки нагрузки (показано прерывистой синей линией). При этом наблюдается уменьшение помех.
La4 - подключена не к дополнительному (2), а к основному (1) аккумулятору. В этом случае дополнительный (2) аккумулятор будет нормально заряжаться через коммутатор, но его энергия будет расходоваться ТОЛЬКО на подзарядку основного (1) аккумулятора и на помощь при запуске двигателя.
La5 – при таком подключении оба аккумулятора оказались соединенными параллельно, а вход-выход коммутатора замкнуты, т.е. коммутатор не работает, но исправно моргает светодиодами.
Коммутатор может выйти из строя от перегрева силовых транзисторов при запуске двигателя с отключенным основным аккумулятором. Нельзя путать полярность подключения аккумуляторов и проводов к ним. Во всех других режимах коммутатор работает стабильно и надежно, не боится коротких замыканий.
В последнее время в продаже появились стартерные гелевые аккумуляторы. Их преимущества очевидны. Но, необходимо учитывать некоторые особенности. Вследствие низкого внутреннего сопротивления г.аккумулятора целесообразно использовать его в качестве основного, а не дополнительного. Действительно, максимальный отбор мощности (экстра токи) наблюдается при запуске двигателя. Подавляющее большинство доп.оборудования (кроме лебедок с тяговым усилием от 5 тонн) потребляют значительно меньший ток. Т.е. для них вполне достаточно нагрузочной способности обычных кислотных аккумуляторов.
Если Вы решили установить 2 г.аккумулятора (основной и дополнительный), лучше использовать более мощную модель коммутатора или увеличить сопротивление силовых проводов в 1,5-2 раза.
Категорически не рекомендуется устанавливать г.аккумулятор только в качестве дополнительного, т.к. при запуске двигателя (экстра токи стартера) будет наблюдаться значительная просадка напряжения на обычном кислотном (основном) аккумуляторе. На г.аккумуляторе просадка напряжения ощутимо меньше (малое внутреннее сопротивление). Это равносильно разряду основного аккумулятора или большому сопротивлению его клемм (плохой контакт). Максимальный ток будет потребляться от дополнительного (г.аккумулятора). Это неизбежно вызовет перегрузку (перегрев) как самого коммутатора, так и силовых проводов между аккумуляторами и коммутатором.
Если вы подключили новый гелевый аккумулятор в качестве дополнительного и его емкость равна или больше емкости штатного (НЕ гелевого) аккумулятора может наблюдаться такой эффект: доп.аккумулятор НЕ заряжается. Мигает светодиод коммутатора, происходят попытки подключения доп.аккумулятора на зарядку. Но доп.аккумулятор слишком сильно просаживает бортовую сеть. Коммутатор это измеряет и мгновенно отключает доп.аккумулятор. В этом случае прочтите текст еще раз, начиная со слов «категорически не рекомендуется» и подключите правильно.
Надежность пуска двигателя определяется качеством и состоянием (степень заряда) основного аккумулятора. Дополнительный аккумулятор только помогает основному, а не заменяет его. Отдает при запуске ДО половины пускового тока, а не весь ток.
Весьма важно следить за степенью разряда аккумуляторов. Для этой цели совсем не лишним будет добавить в комплект с коммутатором «писклявый вольтметр» или «Неписклявый» или цифровой вольтметр (об этом ниже) .
Часто, при использовании на автомобиле второго аккумулятора (смотри тему "Выбор аккумулятора" - viewtopic.php?f=2&t=25921), мы не можем верно оценить, когда запас его емкости подошел к концу. Особенно проблематично это при выезде на рыбалку, пикник и т.п. Т.е. в тех случаях, когда двигатель автомобиля давно заглушен, а мы все продолжаем и продолжаем разряжать аккумулятор. Замечаем лишь тогда, когда погасла лампочка или перестала играть музыка, когда продукты в мобильном холодильнике стали теплыми. Но при таком глубоком разряде аккумулятор обижается и выходит из строя. Что бы не пропустить момент опасного разряда аккумулятора и успеть зарядить его до выхода из строя был придуман и сделан этот простой противно пищащий вольтметр:
Пищать и мигать он начинает при снижении напряжения с 11,5В и ниже. При дальнейшем снижении напряжения ниже 9,5В писк и мигание прекращаются – этот аккумулятор пора выбрасывать.
Писк раздается из небольшого отверстия.
Ток потребления вольтметра не превышает 8 мА во время пищания-мигания и практически отсутствует, когда напряжение аккумулятора выше 11,5В.
Переключатель режимов имеет 3 положения:
0 – выключено (среднее положение) 1 – включен только светодиод 2 – включен светодиод и пищалка
Размеры корпуса 63х45х28 мм. Крепится при помощи двух винтов-саморезов.
Место крепления этой полезности выбираем любое, главное – не прятать вольтметр далеко и глубоко, что бы не пропустить его жалобный писк.
Длина проводов – 1,5 метра (можно сделать больше).
Главное преимущество писклявого и НЕписклявого вольтметров в очень малом потреблении энергии. При нормальном напряжении аккумулятора (не пищит, не мигает) писклявый вольтметр потребляет не более 0,05 мА (модели на 24В не более 0,1 мА). Сравните с потреблением других вольтметров, например, с цифровым.
Если Вы решите, что переключатель режимов не нужен (действительно, зачем выключать полезную предупреждалку, если она в нормальном режиме совсем не потребляет энергии?), то стоимость этого устройства снизится на 50 руб.:
Размеры корпуса 50х35х19 мм. Закрепляется при помощи клея или герметика в любом удобном месте.
Весьма полезно использование этого вольтметра на автомобилях с одним аккумулятором. Если утром Вы обнаруживаете, что вольтметр пищит и мигает, значит, аккумулятор сильно разряжен. Не стоит пытаться заводить двигатель. Необходимо зарядить аккумулятор от зарядного устройства. Если писк и мигание пропадают во время работы стартера (запуска двигателя), значит, аккумулятор не может отдать нужный пусковой ток, его пластины в значительной степени сульфатировались. Необходимо провести десульфатацию (зарядка переменным асимметричным током) или задуматься о замене аккумулятора.
Модель для бортовой сети 24В
После установки и подключения вольтметра не забудьте отклеить защитную бумажку с пищалки.
Размеры корпуса: 63х45х14,5 мм
Длина проводов – 2,5 м (красный +, черный -)
Модель А – начинает пищать-моргать при снижении напряжения ниже 21В, оптимально использовать для контроля напряжения дополнительных аккумуляторов, соответствует разряду на 99%.
Модель Б – начинает пищать-моргать при снижении напряжения ниже 23,2В, оптимально использовать для контроля напряжения штатных (стартерных) аккумуляторов, соответствует разряду на 50%.
Обе модели продолжают пищать-моргать при снижении напряжения до 5В. По сравнению с моделями на 12В громкость больше.
стоимость такая же, как у первой модели (12В с переключателем)
Отличается от писклявого вольтметра отсутствием пищалки, меньшими размерами и стоимостью, предусмотрена возможность изменять напряжение срабатывания, добавлен 2-й светодиод.
При аккуратной эксплуатации второго (резервного) аккумулятора, если его напряжение никогда не снижается менее допустимого порога, могут возникнуть сомнения: а действительно ли подключен вольтметр, действительно напряжение аккумулятора не ниже нормы? Что бы не сомневаться добавлен 2-й (зеленый) светодиод.
Удобно использовать этот вольтметр не только для контроля основного (штатного) или мощного дополнительного аккумулятора, но и в системах резервного питания.
Вариант 1 (одноканальный)
Размеры корпуса 26х17х14 мм
При достаточном напряжении аккумулятора светится зеленый светодиод:
При снижении напряжения (пора зарядить аккумулятор) загорается красный светодиод и резко снижается яркость зеленого светодиода:
Ток, потребляемый вольтметром крайне незначителен. При свечении зеленого светодиода (напряжение в норме) – 1 мА. При зажигании красного светодиода (напряжение ниже нормы) – 0,7 мА.
Длина провода – 1м.
Напряжение срабатывания (переключение с зеленого на красный) 10,9/11,0 В.
Ориентировочно степень разряда аккумулятора можно определить по его напряжению:
Напряжение аккумулятор- 12,6 12,0 11,6 11,3 10,5
ной батареи, В
Степень разряженности, % 0 25 50 75
Для того, что бы выбрать необходимый в конкретном случае порог срабатывания вольтметра в комплект добавлены 2 диода: германиевый и кремниевый. Германиевый диод, включенный последовательно с вольтметром увеличивает порог срабатывания на 0,3В, кремниевый на 0,65В.
Порог срабатывания:
вольтметр без диодов 10,9/11,0 В оптимально для контроля мощного доп.аккумулятора (питание мощной музыки, лебедки, другого мощного доп.оборудовния)
+ германиевый диод 11,2/11,3 В оптимально для контроля резервного аккумулятора
+ кремниевый диод 11,5/11,6 В оптимально для контроля мощного доп.аккумулятора при эксплуатации в тяжелых условиях (помощь в запуске двигателя)
+ германиевый и кремниевый диод 11,8/11,9 В оптимально для контроля штатного аккумулятора
Вариант 2 (двухканальный)
В одном корпусе 2 вольтметра + доп. светодиод (желтый) для подключения к коммутатору (смотри тему Выбор аккумулятора - Подключение второго аккумулятора - viewtopic.php?f=2&t=25921&p=745746#p745746 .)
Из корпуса выходят провода:
4-х жильный (0,3м) для подключения к основному и дополнительному аккумуляторам
2-х жильный (1,5м) для подключения к коммутвтору (доп. светодиод)
германиевый и кремниевый диоды (по 2 шт.) в комплекте
Эти вольтметры покупались в тех китайских интернет магазинах, которые торгуют для всего мира, а не только для России. Почему я делаю акцент на этом? Посмотрите на китайские реле времени, купленные в нашей стране в 2 разных магазинах.
Как-то по телевизору была передача о закупке нашими продавцами китайских товаров. Оказывается, в Китае существует специальный рынок для русских закупщиков под красноречивым названием «Помойка». Сами китайцы и закупщики из других стран на этом рынке ничего не покупают. Только для России.
Как и следовало ожидать. Качество этих вольтметров оказалось весьма приличным.
Вольтметр 1. (панель)
Размеры: 33х15х10мм вес – 5,5 грамм
Цифровой индикатор 22,5х14мм
Высота цифр 10мм
Провода: длина проводов – 14см Черный – общий минус Красный – питание от +2,5 до +28В, при напряжении менее +4,5В яркость уменьшается Белый – вход от 0 до +100В Rвх=350ком
Для измерения напряжения в автомобильной бортовой сети красный и белый провода соединяем вместе.
Вольтметры откалиброваны на заводе с хорошей точностью, но есть возможность регулировки (подстроечный резистор).
Для подключения к 2 автомобильным аккумуляторам (основной и дополнительный) удобно использовать комплект проводов с переключателем:
Переключатель на 3 положения:
1 – основной аккумулятор 2 – доп.аккумулятор 0 - выключено
Провода:
1, 2 – 0,35 кв.мм длина по 5 м черный м красный, подключаем к +(плюс) аккумуляторов 3 – 2х0,16 кв.мм длина 1 м в прозрачной изоляции, подключаем к кузову (масса)
Вольтметр 2. (панель в кожухе)
Размеры: 48 х 29 х 21 мм вес – 17 грамм Цифровой индикатор 38х19мм Высота цифр 14мм
Вольтметр 3. (в прикуриватель)
Если не хочется заниматься протягиванием проводов и креплением вольтметра, эта модель для Вас.
Необходимо отметить, что эти вольтметры потребляют ток до 50ма, поэтому не забывайте выключать их при длительной стоянке или используйте «писклявый» или «неписклявый» вольтметры. Их ток потребления ничтожно мал.
В результате долгих экспериментов с простой, на первый взгляд, схемой (вариант 2) родился
Вариант 3
Его преимущества:
1. При выключенном двигателе коммутатор совсем не потребляет энергии, т.е. выключать его не нужно.
2. Применение дополнительного триггера Шмидта (как в схеме 1, но на специализированных микросхемах) и задержки включения на 1,5 сек. позволило значительно уменьшить размеры радиатора и увеличить надежность коммутатора, снизить нагрузку на бортовую сеть.
3. Уменьшен гистерезис (разница между напряжением включения и выключения коммутатора) до 0,1В, что резко повысило точность работы коммутатора, полностью исключило возможную перегрузку бортовой сети (генератора).
4. После изменения проводимости транзистора на радиаторе теперь не +12В, а – . Коммутируется не плюсовой, а минусовой провод. Т.е. случайное замыкание радиатора на кузов автомобиля больше не вызовет никаких серьезных проблем.
5. Максимальный ток силового транзистора – 110А. Для увеличения надежности предусмотрено ограничение максимального тока на уровне 50А (помощь при запуске двигателя при подсевшем основном аккумуляторе).
6.При снижении напряжения основного аккумулятора на 0,6В и более по сравнению с напряжением дополнительного аккумулятора, происходит подзарядка основного аккумулятора от дополнительного.
7. Предусмотрена возможность установки дополнительного аккумулятора в багажник: длина соединительных проводов 5М при их сечении 1,5-2 кв.мм. Предохранители на ток 55А легко получились из медных проволочек d=0,75мм (0.44 кв.мм)
8. При подключении неисправного дополнительного аккумулятора или коротком замыкании его клемм происходит следующее: по достижении в бортовой сети соответствующего напряжения через 1,5-2 секунды коммутатор подключает цепь доп.аккумулятора к бортовой сети. Если при этом наблюдается понижение напряжения ниже заданного порога (перегрузка), то коммутатор практически мгновенно (<1мсек) отключит цепь. При таком кратковременном подключении не успевают сгореть предохранители, не перегружается бортовая сеть. Через 1,5-2 сек. процесс повторится и будет повторяться до тех пор, пока не исчезнет причина перегрузки. Похожая картина при подключении сильно разряженного аккумулятора. Но коммутатор будет отключать 2-й аккумулятор не мгновенно, а через некоторое время, пропорциональное степени заряженности аккумулятора. 2-й аккумулятор будет заряжаться импульсами тока, не перегружающими бортовую сеть. Так происходит до тех пор, пока 2-й аккумулятор не зарядится до определенного напряжения. После этого коммутатор подключит доп.аккумулятор на подзарядку в нормальном режиме.
9. При коммутации (подключении-отключении) мощной нагрузки (фары, обогреватель заднего стекла, сигнал и т.п.) в бортовой сети автомобиля возникают импульсные помехи значительной величины. В зависимости от состояния эл.проводки амплитуда одиночных импульсов может превысить 100В!
Такие импульсные помехи зачастую вызывают сбои в работе бортового компьютера и системы зажигания автомобиля. Для устранения помех от работы коммутатора и других вышеназванных систем автомобиля в коммутаторе установлен мощный защитный диод, срезающий импульсные помехи, напряжение которых превышает 18-20В. Возможные помехи от работы коммутатора меньше, чем от вышеперечисленных мощных потребителей.
10. Добавлена термокомпенсация: с понижением температуры напряжение срабатывания коммутатора немного снижается, коммутатор подключает доп.аккумулятор на зарядку чуточку раньше. Действительно, перегреть генератор в морозы намного сложнее, чем в жаркую погоду. Поэтому, с помощью термокомпенсации, заставим генератор отдавать энергии больше, не опасаясь перегрузки.
11. Помощь 2-го аккумулятора при запуске двигателя значительно увеличивает срок службы основного аккумулятора. Срок службы 2-го аккумулятора в основном зависит от того, насколько глубоко он будет разряжаться при заглушенном двигателе. Что бы не пропустить опасный уровень разряда (вовремя зарядить) используем «писклявый вольтметр» или «Неписклявый» или цифровой вольтметр.
График работы коммутатора:
Момент времени
t1 – двигатель запущен, начался заряд основного аккумулятора. t2 – напряжение основного аккумулятора увеличилось до нормального напряжения бортовой сети (порог срабатывания коммутатора 14в – регулируется при сборке в модели 3.1 или подстроечным резистором в других моделях), коммутатор подключил зарядку 2-го (дополнительного) аккумулятора. t3 – вследствие того, что 2-й аккумулятор был сильно разряжен и потреблял при зарядке ток больший, чем может отдать генератор без перегрузки, произошло отключение 2-го аккумулятора. t4, t6, t8 – так же, как t2. t5, t7, t9 – так же, как t3.
Происходит импульсная зарядка 2-го аккумулятора (ШИМ-регулирование).
По мере заряда 2-го аккумулятора периоды его подключения к бортовой сети увеличиваются: t1 – t3, t4- t5, t6- t7, t8- t9 (выделены на графике желтым цветом), а паузы между подключениями сокращаются: t3 – t4, t5- t6, t7- t8, t9- t10. Контрольный светодиод в салоне светится (мигает) в то время, когда на 2-й аккумулятор поступает ток заряда.
Начиная с момента t10 подзарядившийся импульсами 2-й аккумулятор подключается коммутатором к бортовой сети постоянно.
Для упрощения на графике не показано время задержки включения коммутатора.
При использовании этих коммутаторов режим зарядки основного аккумулятора никак не меняется. Для зарядки доп.аккумулятора используется энергия, которая раньше просто пропадала (не вырабатывалась генератором и не использовалась).
График изменения тока дополнительного аккумулятора во время движения автомобиля:
Точка А – штатный аккумулятор подзарядился, у генератора есть свободная (неиспользуемая ранее в штатном режиме) мощность. Эту мощность коммутатор отдает доп.аккумулятору. Точка Б – остановка на светофоре (холостые обороты двигателя) – ток (мощность) генератора резко уменьшился, напряжение борт.сети уменьшилось, начался разряд доп.аккумулятора Точка В – аналогична точке А, поехали дальше. Точка Г – аналогична точке Б или включили мощный потребитель, генератор не может отдать такой большой ток… Точка Д - аналогична точкам А, В.
Зеленые зоны графика – заряд доп.аккумулятора. Красные зоны – разряд.
В таком виде график справедлив для релейных коммутаторов с большим гистерезисом. Для транзисторных коммутаторов красных зон (разряд) не наблюдается, т.к. коммутатор своевременно отключает доп.аккумулятор от бортовой сети, не допуская его разряда. Очевидно, что с транзисторным коммутатором заряд доп.аккумулятора эффективнее, режим эксплуатации штатного аккумулятора при этом НЕ ИЗМЕНЯЕТСЯ (соответствует штатному режиму, заложенному заводом-изготовителем).
Получилась вот такая коробочка (Вариант 3.1):
(коммутирует -минусовой провод)
Размеры:
Ширина - 45мм (с ушками крепления 60мм) Длина – 68мм Высота – 65мм
В комплекте с проводами:
На корпусе нажимной клеммник для подключения контрольных светодиодов:
1 – с проводом 1,5 метра для установки в салоне 2 – для установки светодиода на корпусе устройства
Красный провод (+), белый (-).
Переключатель 1-ON для установки порога срабатывания коммутатора в зависимости от напряжения генератора вашего автомобиля и режима зарядки доп.аккумулятора: ускоренный или нормальный. Конкретные значения напряжения срабатывания могут быть, например, такими: 1-14,05В, ON-13,5В. Положение (1) – нормальный режим коммутатора, максимально щадящий для генератора и основного аккумулятора. Положение (ON) используем, если необходимо зарядить дополнительный аккумулятор в кратчайшие сроки или к нему часто подключается мощный потребитель и в нормальном режиме дополнительный аккумулятор заряжаться не успевает.
На исправном автомобиле напряжение бортовой сети может быть в интервале от 13,7 до 14,5В. Коммутатор работает с точностью 0,1В. Что бы использовать коммутатор максимально эффективно не поленитесь измерить напряжение на аккумуляторе своего автомобиля при прогретом двигателе, обороты двигателя 1,5-2 тыс.об./мин, включенном ближнем свете. Точность измерения должна быть не хуже 0,1В. Напряжение срабатывания коммутатора будет подобрано под напряжение сети конкретного автомобиля.
Вариант 3.2(коммутирует -минусовой провод)
Отличается от 3.1 тем, что переключатель порога срабатывания заменен подстроечным резистором:
С помощью подстроечного резистора можно самостоятельно максимально точно подстроить порог срабатывания коммутатора на автомобиле не имея под рукой никаких измерительных приборов (по зажиганию светодиодов). Этот вариант предпочтителен для тех, кто впоследствии собирается переустановить коммутатор на другой автомобиль. Так же не стоит забывать, что напряжение генератора, особенно на отечественных автомобилях, со временем может меняться. Проверить точность срабатывания и при необходимости подстроить порог – совсем не лишняя процедура. Делать это желательно не реже 1 раза в 1-2 года.
Подстройка: подключаем коммутатор (без дополнительного аккумулятора). При прогретом двигателе, обороты двигателя 1,5-2 тыс.об./мин, включенном ближнем свете смотрим на любой светодиод. Если светодиод светится (коммутатор сработал – подключил напряжение на дополнительный аккумулятор), начинаем медленно поворачивать маленькой отверткой ось подстроечного резистора против часовой стрелки (увеличиваем напряжение срабатывания коммутатора) до погасания светодиода. Светодиод погас. Теперь очень медленно поворачиваем ось подстроечного резистора в обратную сторону (по часовой стрелке) до зажигания светодиода плюс еще 0,5-1 оборота. На этом настройка закончена. Подключаем дополнительный аккумулятор.
Схема подключения коммутатора:
Провода:
1 – ШВПМ 2х1,0 4,8м 2 - ШВПМ 1х1,0 0,5м 3 – ШВВП 4х0,75 0,4м 4 - ШВВП 2х0,75 4,5м Длина пластикового рукава 4,0м Длина проводов до 2-го светодиода 1,5м.
Вариант 3.3(коммутирует +плюсовой провод)
Иногда возникает потребность подключить к дополнительному аккумулятору часть штатного электрооборудования автомобиля или дополнительные устройства, минус питания которых соединен с корпусом устройства и должен быть обязательно подключен (прикручен) к кузову автомобиля. Такими устройствами могут быть системы предварительного подогрева двигателя автомобиля, электрические (дополнительные) помпы (циркуляционные насосы), мощные усилители звука и т.п. В этих случаях применение вариантов коммутатора 3.1-3.2 недопустимо, т.к. минус дополнительного аккумулятора нельзя соединять с кузовом автомобиля.
Вариант коммутатора 3.3 разработан для подключения вышеперечисленного оборудования, коммутирует +(плюсовой) провод.
Параметры этого коммутатора аналогичны параметрам коммутатора 3.2 за исключением максимального коммутируемого тока – увеличен до 148А.
При использовании этого коммутатора необходимо помнить о недопустимости даже кратковременного замыкания радиатора коммутатора на кузов автомобиля (см. вариант 2).
Провода:
1 – ШВПМ 2х1,0 – 6,2м
2 – ШВПМ 4х1,0 - 0,4м
3 - ШВПМ 1х1,0 - 0,5м
Длина проводов до 2-го светодиода - 1,5м.
Пластикового рукава нет.
Вариант 3.3м(коммутирует +плюсовой провод)
Отличается от варианта 3.3 закрытым корпусом. Параметры одинаковы.
Размеры корпуса 90х65х30мм без учета выступающих деталей и проводов.
Светодиод в салоне теперь может быть в виде фонарика с гайкой для крепления, выбирайте J.
С июля 2011г. предохранители такие (варианты 3 и старше):
или такие, выбирайте:
Коммутатор может выйти из строя от перегрева силового транзистора при запуске двигателя с отключенным основным аккумулятором. Нельзя путать полярность подключения аккумуляторов и проводов к ним. Во всех других режимах коммутатор работает стабильно и надежно, не боится коротких замыканий. Позволяет безопасно подключить дополнительный аккумулятор любой емкости.
Вариант 3.4(коммутирует +плюсовой провод)
Отличается от варианта 3.3м тем, что располагается рядом с доп.аккумулятором, а не рядом со штатным. Имеет функцию принудительного включения силовых ключей при запуске двигателя (включение стартера), как в варианте 5, но без дополнительного провода к реле стартера. Сигнализирует о включении стартера красный светодиод на корпусе коммутатора.
Изменены параметры ШИМ-регулирования. Улучшена работоспособность в бортовой сети низкого качества, со старой проводкой, старым сульфатированным штатным аккумулятором. Этот коммутатор надежно работает с любым сочетанием аккумуляторов, в любых дорожных условиях. Под капотом теперь можно поставить маленький кислотник, в багажник – огромный гелевый аккумулятор. Неисправности электрооборудования (прокисшие провода, клеммы, старый сульфатированный штатный аккумулятор и т.п.) не повлияют на нормальный заряд доп.аккумулятора. Если, конечно, у генератора есть, чем заряжать (нет перегрузки генератора).
Обратная сторона «медали» - при выше перечисленных неисправностях могут возникать импульсные помехи, но не перегрузка сети.
Для устранения помех: конденсаторная батарея(об этом будет отдельно).
При длительном коротком замыкании на выходе коммутатор перегреется и сгорит. Все остальные параметры, как у 3.3м.
Почему и зачем сделан этот коммутатор?
По моим наблюдениям до 20% автомобилей имеют проблемы с электрооборудованием. Как правило (но не обязательно), это не новые автомобили. Предыдущие версии коммутаторов рассчитаны на установку в относительно исправный автомобиль с соблюдением не сложных рекомендаций по монтажу коммутатора. Помимо отсутствия перегрузки бортовой сети, не добавляют помех, даже при наличии неисправностей борт.сети. При возникновении помех выше заданного уровня соответственно снижают ток заряда доп.аккумулятора. Но, к сожалению, не всегда автолюбитель может самостоятельно обнаружить и устранить неисправности бортовой сети автомобиля. Поиск грамотного автоэлектрика, как выяснилось, не очень простая задача. С учетом этих соображений возникла идея сделать более неприхотливую и удобную в эксплуатации модель коммутатора, избавить автолюбителя от необходимости изучения электротехники, уменьшить затраты времени и денег в автосервисе.
Радиатор изолирован от элементов схемы.
Нет светодиодов, сигнализирующих о включении коммутатора. Вместо них цифровой вольтметр в защитном пластиковом кожухе. Включается вольтметр автоматически при выходе коммутатора из «спящего» режима. По включению вольтметра настраиваем порог срабатывания коммутатора, как в других моделях по светодиоду. Вольтметр показывает напряжение на доп.аккумуляторе. Можно добавить переключатель: штатный – дополнительный аккумуляторы. Можно заменить вольтметр на светодиод с добавочным сопротивлением (на фото выше светодиодный фонарик). Нельзя замыкать провода вольтметра (клеммника) – сгорит ключ вольтметра. При этом вольтметр перестанет включаться, но коммутатор сохранит работоспособность.
Настройка коммутатора:
подключаем коммутатор (без дополнительного аккумулятора). При прогретом двигателе, обороты двигателя 1,5-2 тыс.об./мин, включенном ближнем свете смотрим на вольтметр. Если вольтметр светится (коммутатор сработал – подключил напряжение на дополнительный аккумулятор), начинаем медленно поворачивать маленькой отверткой ось подстроечного резистора против часовой стрелки (увеличиваем напряжение срабатывания коммутатора) до погасания вольтметра. Вольтметр погас. Теперь очень медленно поворачиваем ось подстроечного резистора в обратную сторону (по часовой стрелке) до зажигания вольтметра плюс еще 0,5-1 оборота. На этом настройка закончена. Подключаем дополнительный аккумулятор.
Внимание: включение вольтметра происходит с задержкой от 0,5 до1 секунды. После подключения доп.аккумулятора выключение вольтметра происходит через 10-12 секунд после выключения коммутатора.
Провода до цифрового вольтметра - ШТПЛ 2х0,12 (или аналогичный) – 4,5м +красный, -минус белый.
Предохранители в этой модели коммутатора – отдельная опция. Заказывайте сколько и какие хотите (+50 руб./шт.). Фото предохранителей выше. Предохранители могут быть установлены на провода №1 и №3 в зависимости от качества прокладки проводов и ваших предпочтений к надежности и безопасности.
Этот коммутатор желательно подключать к автомобилю с максимальным током генератора ДО 100А. Для автомобилей с генератором до 200А см. вариант 4.34
Подключение дополнительной кнопки:
Кнопку можно расположить (подключить) рядом с вольтметром или рядом с доп.аккумулятором. Один провод от кнопки подключаем к клемме №1 (минус вольтметра), другой провод – к корпусу автомобиля.
Вариант 4(коммутирует -минусовой провод)
Предназначен для установки на автомобили, у которых 2-й аккумулятор располагается под капотом. Отличается от варианта 3 большим током – 550А (макс.), 250А – ном. Этот вариант позволяет практически полностью использовать при запуске автомобиля энергию 2-го аккумулятора (аккумуляторы на время работы стартера объединяются в одну батарею). Потери в толстых проводах и коммутаторе пренебрежимо малы.
Схема подключения, как у коммутаторов 3.1-3.2
На фото коммутатор без силовых проводов до 2-го аккумулятора:
Размеры (мм): 85 (длина), 50 (ширина), 70 (высота).
Крепится с помощью 2-х винтов (саморезов) под капотом, рядом с основным аккумулятором.
Коммутатор может выйти из строя от перегрева силовых транзисторов при запуске двигателя с отключенным основным аккумулятором. Нельзя путать полярность подключения аккумуляторов и проводов к ним. Во всех других режимах коммутатор работает стабильно и надежно, не боится коротких замыканий. Позволяет безопасно подключить дополнительный аккумулятор любой емкости.
Подробнее - смотри выше - "Рекомендации по монтажу коммутатора".
Вариант 4м(коммутирует –минусовой провод)
Отличается от варианта 4 закрытым корпусом. Параметры одинаковы
Размеры корпуса 87х61х54мм без учета выступающих деталей и проводов.
Более мощная версия варианта 3.3м (коммутирует +плюсовой провод).
Размеры корпуса 87х61х54мм без учета выступающих деталей и проводов.
Предназначен для установки на автомобили, у которых 2-й аккумулятор располагается под капотом. Отличается от варианта 3 большим током – 440А (макс.), 200А – ном. Этот вариант позволяет практически полностью использовать при запуске автомобиля энергию 2-го аккумулятора (аккумуляторы на время работы стартера объединяются в одну батарею). Потери в толстых проводах и коммутаторе пренебрежимо малы.
Обратите внимание на наличие провода №4, соединяющего (-) минусы аккумуляторов. На первый взгляд логичнее было бы использовать в качестве этого провода кузов автомобиля. Но на больших токах кузов-проводник, обладающий большим переходным сопротивлением в местах соединений, может резко снизить надежность работы коммутатора, увеличиваются помехи в бортовой сети. Кроме того, токи более 50-100А, протекающие по кузову, приводят к ускоренной коррозии кузова.
Вариант 4.3(коммутирует +плюсовой провод)
Отличается от 4.2м корпусом, радиатор вынесен сверху на корпус. Мощность увеличилась на 20%. Коммутируемый ток: 550А (макс.), 250А – ном.
Цвет черный или светло-серый (компьютерный) Схема подключения, как у варианта 4.2м. Провод, выходящий из корпуса сбоку (0,5м) подключается к минусу основного аккумулятора. Радиатор красил я сам, заранее извините за возможное не очень хорошее качество покраски. Талантов маляра, как выяснилось, у меня нет. Светло-серый (компьютерный) вариант с неокрашенным радиатором.
Размеры: 90х65х48мм без учета выступающих деталей и проводов.
На корпусе появился «лишний» светодиод, дублер выносного светодиода.
Подстройка: подключаем коммутатор (без дополнительного аккумулятора). При прогретом двигателе, обороты двигателя 1,5-2 тыс.об./мин, включенном ближнем свете смотрим на любой светодиод. Если светодиод светится (коммутатор сработал – подключил напряжение на дополнительный аккумулятор), начинаем медленно поворачивать маленькой отверткой ось подстроечного резистора против часовой стрелки (увеличиваем напряжение срабатывания коммутатора) до погасания светодиода. Светодиод погас. Теперь ооочень медленно поворачиваем ось подстроечного резистора в обратную сторону (по часовой стрелке) до зажигания светодиода плюс еще 0,5-1 оборота. На этом настройка закончена. Подключаем дополнительный аккумулятор.
Первым зажигается желтый светодиод, через 0,5 сек красный (дополнительный). Зажигание ж.светодиода означает, что напряжение бортовой сети в норме (основной аккумулятор подзарядился, перегрузки нет) и достаточно для зарядки доп.аккумулятора. Красный светодиод зажигается при подключении доп. аккумулятора. При глубоком разряде доп. аккумулятора он подключается на короткое время, что бы исключить перегрузку сети (см. график выше). Соответственно, на это короткое время зажигается кр. светодиод. Время его горения может быть столь малым, что мы не заметим его мигания. С увеличением степени зарядки доп. аккумулятора кр. светодиод включается на все более продолжительное время. Когда ток зарядки доп. аккумулятора уменьшится настолько, что перестанет перегружать бортовую сеть, кр. светодиод будет гореть постоянно (доп. аккумулятор подзарядился и подключен к бортовой сети постоянно).
Силовые провода в комплект не входят. Доп. светодиод с проводом 1,5м и клеммы подключения доп.аккумулятора в комплекте.
Вариант 4.34(коммутирует +плюсовой провод)
Отличается от варианта 3.4 только мощностью. Для автомобилей с максимальным током генератора ДО 200А.
Комплект А (слева на фото):
Провода №1, №2 – длина 2м (см. схему подключения вариант 3.4) выходят из корпуса коммутатора. Этот комплект удобно подключать в автомобилях с расположением доп.аккумулятора под передним сидением или рядом.
Комплект Б (справа на фото):
Провода №1, №2 – подключаются к болту М6 и винту М3 на корпусе коммутатора (см. схему подключения вариант 3.4). Сечение провода №1 рассчитывается в зависимости от его длины. Например: длина 2м – сечение 2,0-2,2 мм^2, длина 4м – сечение 4,0-4,4 мм^2, длина 8м – сечение 8,0-8,8 мм^2.
Комплект Б без проводов №1, №2.
Все другие провода, клеммы, как у варианта 3.4 с учетом мощности.
Дополнительный между (-) минусовыми клеммами аккумуляторов Speaker 2х2х4,0 мм^2
Пачка сигарет для масштаба (в комплект не входит). Вес проводов – 1,82 кг.
Вариант 4.5(коммутирует +плюсовой провод)
Во многом аналогичен варианту 3.4
Комплектация, длина проводов, схема подключения, как у варианта 3.4. подстройка режима не требуется.
Вариант 4.5 отличается тем, что добавлена стабилизация (ограничение) тока зарядки 10А. Это способствует значительному увеличению срока службы гелевых и AGM аккумуляторов, оптимальная емкость доп.аккумулятора 50-100 А/час. Но при езде только в городском цикле и ежедневном потреблении энергии от доп.аккумулятора он не будет успевать полностью заряжаться. Доп.аккумулятор желательно стартерного типа (те, что ставят под капотом), не буферный (применяют в источниках бесперебойного питания).
Вариант 5(коммутирует +плюсовой провод)
Отличается от 4.3 корпусом. Радиатор внутри герметичного корпуса.
Коммутируемый ток: 1100А (макс.), 500А – ном.
Размеры корпуса: 120х80х41мм без учета проводов и выступающих деталей
Отличается от варианта 4 удвоенной мощностью, большими габаритами.
Провод в гофрированном рукаве – это провод №2 по схеме подключения (от +штатного аккумулятора до коммутатора) длина 0,5м.
Схема подключения отличается от схем вариантов 3.3, 4.2 и 4.3 наличием дополнительного провода №5 – подключается к реле включения стартера или соответствующему проводу замка зажигания. При включении стартера на этот провод подается +12В. Длина провода – 2м.
Особенность этой схемы: при включении стартера принудительно включаются силовые ключи коммутатора, падение напряжения на коммутаторе становится равным нулю (в других моделях около 0,7В). Немного увеличивается помощь в запуске двигателя. Но, самое главное, резко уменьшается нагрев силовых ключей. В результате растет надежность, уменьшается вероятность перегрева при неправильной эксплуатации и установке коммутатора.
Силовые провода №1 и №4 выбираете, как для коммутатора 4.3, но в 1,5-2 раза большего сечения.
Светодиоды на корпусе коммутатора:
Зеленый – нормальный заряд доп.аккумулятора (дублер этого св.диода в салоне)
Желтый – порог включения достигнут (для подстройки порога срабатывания)
Красный – включен стартер
Коммутатор может выйти из строя от перегрева силовых транзисторов при запуске двигателя с отключенным основным аккумулятором. Нельзя путать полярность подключения аккумуляторов и проводов к ним. Во всех других режимах коммутатор работает стабильно и надежно, не боится коротких замыканий. Позволяет безопасно подключить дополнительный аккумулятор любой емкости.
Совсем не лишним будет добавить в комплект с коммутатором «писклявый вольтметр».
отличаются от силовых коммутаторов, описанных на предыдущей странице в 2-3 раза большим временем зарядки доп.аккумулятора, отсутствует помощь основному аккумулятору при запуске двигателя, подключают нагрузку к доп.аккумулятору при уменьшении напряжения основного аккумулятора или его отключении, снижают уровень помех на нагрузке, меньше стоимость. Лучше всего в схемах резервного питания использовать гелевые аккумуляторы или небольшие кислотные аккумуляторы, предназначенные для работы в блоках бесперебойного питания и других системах резервного электропитания.
Преимущества гелевых аккумуляторов известны: меньшие габариты при той же емкости, более длительный срок службы, допускают глубокий разряд, хорошо работают в морозы.
Но, гелевые аккумуляторы, в отличие от стартерных, имеют очень маленькое количество электролита и значительно худшие условия охлаждения при зарядке. Именно поэтому режим зарядки гелевых аккумуляторов строго регламентирован. Ток зарядки не более 0,1 от номинальной емкости аккумулятора и напряжение зарядки не свыше 13,8в (для аккумуляторов с номинальным напряжением 12в). Поэтому время зарядки не менее 10 часов. При попытке включения в бортовую сеть автомобиля параллельно штатному аккумулятору с помощью стандартных коммутаторов или реле (нет ограничения тока зарядки) велика вероятность выхода из строя: перегрев и разгерметизация с выбросом паров кислоты. Может выглядеть как взрыв.
Что бы избежать подобных неприятностей, используем для подключения небольших (7-12 А/час) гелевых аккумуляторов коммутатор «Гель-1»:
Размеры корпуса: 63,3х45х28 мм без учета провода и выступающих деталей.
Длина провода 0,25м. Ток нагрузки не более 1А.
Подключение:
Bat1 – основной (штатный) аккумулятор
Bat2 – дополнительный (резервный) аккумулятор
Номера клемм для подключения проводов подписаны на нижней стороне клеммника:
Провод с жестяной клеммой прикручивается к кузову. Удлинять его нежелательно, обрезать до нужной длины можно. Если нет необходимости в снижении помех на подключаемой нагрузке, то этот провод можно не подключать.
Алгоритм работы «Гель-1»:
Нагрузка питается от основного (штатного) аккумулятора до тех пор, пока его напряжение выше, чем напряжение доп.аккумулятора. Если напряжение основного аккумулятора станет меньше, чем у доп.аккумулятора или он будет отключен, нагрузка начнет питаться от доп.аккумулятора.
Заряд доп.аккумулятора происходит при заведенном двигателе.
Этот коммутатор оптимально использовать в комплекте с небольшим гелевым аккумулятором для питания сигнализаций, видеорегистраторов, устройств защиты от коррозии, другого маломощного оборудования, отключение которого крайне нежелательно в любой ситуации.
Гель-2
Более универсальный вариант для подключения аккумуляторов до 10 А/час.
Ток нагрузки не более 0,8А (2А).
В этой модели резистор для ограничения максимального тока зарядки аккумулятора вынесен из корпуса, подключается на клеммник.
Алгоритм работы, подключение, как у «Гель-1»
Резисторы могут быть различного типа и мощности:
Расчет сопротивление резистора:
R(Ом)=15/А, где А – емкость доп.аккумулятора (А/час).
Мощность резистора:
Р(Вт)=2,5/ R
Учитывая, что при работе мощные резисторы нагреваются желательно выбрать резистор с мощностью в 3-5 раз больше расчетной.
Пример: для аккумулятора с емкостью 0,8 А/час сопротивление резистора 15/0,8=18,78 Ом. Выбираем ближайший стандартный номинал 18 Ом.
Мощность резистора 2,5/18=0,138 Вт, выбираем от 0,5 Вт.
Стоимость «Гель-1» и «Гель-2» одинакова
Более мощная модель коммутатора понадобилась для резервного питания передвижной лаборатории.
Параметры:
Нагрузка (лабораторное оборудование) всегда подключается через коммутатор.
Емкость доп.аккумулятора 32А/час.
Ток потребления при включенном оборудовании и работающем двигателе автомобиля не более 5А. Ток потребления оборудования в дежурном режиме при выключенном двигателе не более 3А.
Примечание:
В последнее время начали выпускать гелевые аккумуляторы, предназначенные для использования в качестве стартерных (основных, штатных) автомобильных аккумуляторов. Такие аккумуляторы не боятся больших токов заряда, выдерживают напряжение заряда до 14,5-15В без негативных последствий.
Часто, для экономии времени и средств автолюбители пытаются сделать коммутаторы попроще. Посмотрим, к чему это может привести.
Наиболее распространенная схема с диодной развязкой:
Диоды D1 и D2 пропускают ток только в одном направлении: от генератора к аккумуляторам. Таким образом, при потреблении тока от одного аккумулятора не будет разряжаться другой. Существенным недостатком схемы является большое падение напряжения на мощных диодах 0,7-1,1В. Аккумуляторы будут заряжаться не полностью. Для компенсации этого недостатка фирмы-производители подобных устройств рекомендуют увеличить напряжение генератора путем замены реле-регулятора на нестандартный (с повышенным или регулируемым напряжением). Но, представьте себе, насколько это трудоемкая процедура: снять генератор, разобрать (демонтировать) щеточный узел, заменить его новым узлом с регулятором, собрать, установить на автомобиль. Вероятно, далеко не каждый автолюбитель способен проделать эту работу во дворе. Придется тратить время и деньги в автосервисе с непрогнозируемым конечным результатом. В большинстве автосервисов очень не любят возиться с нестандартным оборудованием. Помимо перечисленных проблем диодная развязка не отслеживает режимы зарядки аккумуляторов, перегружается генератор.
Вероятно, единственный удачный вариант применения схем с изолирующими диодами для зарядки маломощных гелевых аккумуляторов при добавлении помехозащитного фильтра и схемы ограничении зарядного тока.
Многочисленные схемы с реле, срабатывающие при включении зажигания:
Действительно, при выключении зажигания контакты реле размыкаются, аккумуляторы изолированы один от другого. Но проблема перегрузки генератора и возможная недозарядка основного аккумулятора остаются.
Для устранения этой беды (перегрузка генератора) иногда подключают силовое реле через реле времени. Надеясь, что за первые 2-10 минут (выдержка времени) основной аккумулятор успеет подзарядиться и будет можно безопасно подключить доп.аккумулятор.
Однако в таких схемах не учитываются особенности работы реальных генераторов. Указанный в паспорте ток генератора соответствует его работе на предельных оборотах. С понижением оборотов ток генератора соответственно падает. Например: на генераторе читаем надпись 70А. Эти 70А генератор отдает при частоте вращения 6000 об/мин. Скажите, Вы постоянно ездите с такими оборотами двигателя? Нет? При движении с оборотами двигателя 2-3 тыс.об/мин ток генератора снизится примерно в 2-2,5 раза. На холостых оборотах ток генератора едва достаточен для питания системы зажигания и габаритных фонарей. Даже включение фар ближнего света может привести к разряду аккумулятора, не говоря уже о других дополнительных нагрузках. При холостых оборотах и соответствующем падении напряжения в бортовой сети необходимо отключать доп.аккумулятор (что бы не разряжать его), но простейшие релейные схемы этого делать не умеют. Выходом из этого положения может быть использование «писклявого вольтметра», подключенного к основному аккумулятору. Но у многих ли стоит подобная штучка? А в пробке, на светофоре (холостые обороты двигателя) Вы будете поддавать газу до прекращения писка вольтметра?
Экзотические схемы с использованием токовых реле, ручных (не автоматических) переключателей и т.п. рассматривать здесь не будем, т.к. учетом характеристик реальных генераторов, подобные схемы работают еще хуже, чем рассмотренные выше примитивные схемы.
Хочу обратить внимание на толщину проводов до доп.аккумулятора. Многие считают, что необходимо использовать провода с возможно большим сечением для уменьшения потерь. Да, потери мощности на проводах «от сварки» действительно будут меньше. Но давайте реально оценим момент включения доп.аккумулятора на зарядку, если основной аккумулятор уже подзарядился. Учитывая малое внутреннее сопротивление аккумуляторов, получаем громадный бросок тока. Ток в импульсе может достигать 200-500А. Какие контакты реле это выдержат, кроме пускового реле стартера? Хотите использовать его для подключения доп.аккумулятора?
Выход очень простой: выбираем сечение и длину проводов так, что бы ток в импульсе (момент включения) не превышал 50-60А. при этом существенно снижаются помехи в бортовой сети, появляется возможность использовать относительно небольшое автомобильное реле. Потери в таких проводах? Не превышают 1-2% от коммутируемой мощности. Согласитесь, это совсем немного.
Несколько раз сталкивался с желанием автолюбителей использовать доп.аккумулятор только для пуска стартера. Давайте заглянем под капот и посмотрим на толщину и длину проводов от основного аккумулятора до стартера. Впечатляет? Теперь представьте себе, что с увеличением длины провода к доп.аккумулятору, например, в 5 раз, необходимо в те же 5 раз увеличить сечение (толщину) этого провода. Будете прокладывать подобный кабель в багажник к доп.аккумулятору? Справедливости ради надо отметить, что в последних моделях БМВ основной аккумулятор располагается в багажнике, толщина проводов соответствующая. В таком расположении есть смысл, т.к. температура багажника намного меньше температуры под капотом. Аккумулятор при этом будет служить дольше. Но толщина проводов и их стоимость весьма впечатляют. Думаю, Вы согласитесь со мной: это не наш метод. Тем более, что стоимость аккумуляторов в настоящее время невысока и продолжает снижаться.
Таким образом, приходим к выводу: от доп.аккумулятора разумнее всего питать доп.оборудование на стоянке, а не пытаться заводить от него двигатель. В крайнем случае всегда можно снять доп.аккумулятор, поставить его под капот вместо неожиданно разрядившегося основного аккумулятора или подключить параллельно штатному с помощью толстых проводов «прикуривателя».
