مرحل 5 سنون

ما هو المرحل ذو 5 أسنان؟

المرحل ذو الخمسة دبابيس هو جهاز تحكم إلكتروني بخمسة دبابيس، والذي يستخدم على نطاق واسع في التحكم في تبديل الدوائر الإلكترونية المختلفة. تتوافق المسامير الخمسة مع توصيلات كهربائية مختلفة، ويتم التحكم في تشغيل وإيقاف الدائرة من خلال المبدأ الكهرومغناطيسي.

1.1 الهيكل

قلب حديدي: باعتبارها المكون الأساسي للنظام الكهرومغناطيسي، فهي مسؤولة عن توصيل وتركيز خطوط القوة المغناطيسية.
نظام الاتصال: يحتوي على ملامسات ديناميكية وثابتة، مسؤولة عن التحكم في تشغيل وإيقاف تشغيل الدائرة الرئيسية.
الملف الكهرومغناطيسي: تولد قوة كهرومغناطيسية بعد تنشيطها، وتدفع حركة التلامس.
المبيت: يوفر الحماية الميكانيكية والعزل الكهربائي

2-الأنواع

وفقًا لتكوين التلامس يمكن تقسيمها إلى
نوع الاتصال الواحد: مجموعة من التلامسات المفتوحة عادةً أو المغلقة عادةً.
نوع التلامس المزدوج: بما في ذلك مجموعتان من التلامسات مفتوحة عادة ومغلقة عادة.
نوع متعدد التلامس: مناسبة لسيناريوهات التحكم المعقدة.
في التطبيقات العملية، من الضروري اختيار نموذج الترحيل المناسب وفقًا لخصائص الحمل (التيار/الجهد)، ومعلمات إشارة التحكم ومساحة التركيب وعوامل أخرى. وينبغي أيضًا مراعاة المتطلبات الخاصة مثل مقاومة الاهتزازات ومانع التسرب لظروف العمل الخاصة.

شرح مسمار الترحيل ذي 5 سنون ووظائفه

يحتوي المرحل خماسي السنون عادةً على خمسة أطراف تحمل علامة 30, 85, 86, 87و 87aيخدم كل منها وظيفة كهربائية محددة على النحو التالي:

Pin	الوظيفة	الاتصال النموذجي
30	مدخل الطاقة الرئيسيمتصل مباشرة بالبطارية أو مصدر الطاقة المنصهر	الطاقة الرئيسية للمركبة (+12 فولت/24 فولت)
85	مدخلات طاقة دائرة التحكميستقبل إشارة من مفتاح أو وحدة تحكم	متصل بمفتاح تحكم (على سبيل المثال، مفتاح الإشعال، إشارة وحدة التحكم الإلكترونية)
86	دائرة التحكم الأرضيةيكمل دائرة الملف بالدبوس 85	متصل بأرضية المركبة (الشاسيه)
87	جهة اتصال مغلقة عادةً (NC)متصل بـ 30 عندما يتم إلغاء تنشيط المرحل، ويفتح عند تنشيطه	يتصل بحمل نشط افتراضي
87a	جهة اتصال مفتوحة عادةً (NO)منفصلة عن 30 عند إلغاء تنشيطها، وتغلق عند تنشيطها.	يتم توصيله بحمل لا ينشط إلا عند تشغيله

منطق العمليات

• حالة إلغاء التنشيط (الملف لا يعمل بالطاقة):

• 30 ↔ 87 مغلق (NC)
• 30 ↔ 87a مفتوح (لا)

• حالة التنشيط (85-86 تعمل بالطاقة 85-86، تعمل بالملف):

• 30 ↔ 87 يفتح
• 30 ↔ 87a يغلق

يسمح هذا التصميم لـ مرحل 5 سنون لأداء تبديل الدائرة (على سبيل المثال، المصابيح الأمامية، والتحكم في المروحة) مع دعم التبديل ثنائي التحميل (على سبيل المثال، المراوح عالية/منخفضة السرعة، والمحرك للأمام/الخلف، إلخ).

مزايا ومساوئ المرحلات ذات 5 أسنان

1- المزايا الرئيسية

• إمكانية التحكم في الدوائر المتعددة

• يمكن التحكم في عدة دوائر مستقلة في نفس الوقت لعمليات التحويل المعقدة
• يدعم كلاً من تكوينات جهات الاتصال المفتوحة عادة (NO) والمغلقة عادة (NC)

• سعة تحميل عالية

• معالجة الحمل النموذجي: 10-40 أمبير، مناسبة للأجهزة عالية الطاقة
• متوافق مع مستويات مختلفة من الجهد (12 فولت/24 فولت/220 فولت تيار متردد/تيار متردد/تيار مستمر)

• مجموعة واسعة من التطبيقات

• أنظمة التحكم في الأتمتة الصناعية
• إلكترونيات السيارات (مثل المصابيح الأمامية ومراوح التبريد)
• التحكم في الأجهزة المنزلية الذكية
• معدات حماية نظام الطاقة

2- العيوب الرئيسية

• تعقيد الأسلاك العالي

• يتطلب تحديدًا صحيحًا لجميع المحطات الطرفية الخمسة (30/85/86/87/87أ)
• قد تتسبب الأسلاك غير الصحيحة في تعطل المرحل أو تلف المعدات
• غالبًا ما يتطلب الرجوع إلى مخططات الأسلاك

• اعتبارات التكلفة

• تكلفة الوحدة أعلى بمقدار 2-5 مرات من المفاتيح البسيطة
• نفقات الأسلاك الإضافية لتكامل النظام
• سعر أعلى بشكل ملحوظ للطرز ذات التيار العالي

• قيود أخرى

• الملامسات الميكانيكية لها عمر افتراضي محدود (حوالي 100,000 عملية)
• يولد تداخلًا كهرومغناطيسيًا أثناء التبديل
• أضخم من مرحلات الحالة الصلبة

3- توصيات الاستخدام

مثالية للتحكم الموثوق في أحمال الطاقة المتوسطة إلى العالية. بالنسبة لتطبيقات التحكم البسيطة منخفضة الطاقة البسيطة، قد تكون الحلول الأكثر اقتصاداً هي الأفضل. يجب أن يستخدم التركيب الاحترافي أطراف توصيل تحمل علامات واضحة مع عزل مناسب.

مبدأ عمل المرحل ذي 5 أسنان

يعمل المرحل ذو 5 سنون من خلال حركة التبديل الكهرومغناطيسي، باتباع هذا التسلسل:

• الحالة الافتراضية (غير مفعلة)

• يتم تثبيت المحرك الداخلي للمرحِّل&8217 بواسطة زنبرك
• تتصل المحطة الطرفية 30 بـ 87 (دائرة مغلقة عادةً)
• ينفصل الطرف 30 عن 87أ (دائرة مفتوحة عادةً)

• التنشيط (تم تنشيط الملف)

• عندما يتم تطبيق الطاقة عبر الدبابيس 85 (+) و 86 (-):
• يولِّد الملف الكهرومغناطيسي مجالًا مغناطيسيًا
• تتغلب القوة المغناطيسية على الشد الزنبركي
• يتحرك المحرك فيزيائيًا، مما يتسبب في:
  • 30 قطع الاتصال من 87 (تفتح دائرة NC)
  • 30 يتصل بـ 87 أ (لا توجد دائرة تغلق)

• التعطيل (إلغاء تنشيط الملف)

• عند إزالة الطاقة من الملف:
• ينهار المجال المغناطيسي على الفور
• يعيد الزنبرك المحرك إلى الوضع الافتراضي
• تعود جميع جهات الاتصال إلى حالتها الأصلية

الخصائص الرئيسية:

• التبديل السريع: زمن الاستجابة النموذجي 5-15 مللي ثانية
• نقرة مسموعة: الحركة الميكانيكية تنتج صوتًا مميزًا
• التحكم المعزول: دائرة لفائف الطاقة المنخفضة (عادةً 12 فولت/24 فولت تيار مستمر) تتحكم في دائرة الحمل عالية الطاقة (حتى 40 أمبير)

دليل توصيل مرحل 5 سنون (إجراء التثبيت الآمن)

1. إعداد السلامة

• عزل الطاقة: تحقق من أن جميع مصادر الطاقة مفصولة باستخدام مقياس متعدد
• إعداد الأدوات: تجهيز الأدوات المعزولة (مصباح اختبار 12 فولت، أدوات تعرية الأسلاك)
• فحص الترحيل: تحقق من مواصفات المرحل (جهد/تيار الملف، تصنيف التلامس)

2.إجراءات الأسلاك القياسية

نقطة الاتصال	مواصفات الأسلاك
الدبوس 30	Connect to fused power source (max current ≤ relay rating)
الدبوس 85	الارتباط بمخرج مفتاح التحكم (الزناد الموجب)
الدبوس 86	Route to reliable ground point (resistance <0.5Ω)
الدبوس 87	سلك لجهاز التحميل NC (مغلق عادة)
دبوس 87 أ	التوصيل بجهاز التحميل NO (مفتوح عادة)

3.تدابير الحماية المعززة

• الحماية من التيار الزائد: قم بتركيب فتيل سريع الانفجار (125% من تيار الحمل) على السن 30
• كبت الجهد: أضف الصمام الثنائي المرتد الطيَّار (1N4007) عبر دبابيس الملف (85-86)
• حماية الاتصال: Parallel RC snubber circuit (100Ω + 0.1μF) for inductive loads

4.مصباح التحقق والاختبار

• فحص ما قبل التنشيط:

• Continuity test between 30-87 (should show 0Ω)
• Open circuit between 30-87a (should show ∞Ω)

• الاختبار التشغيلي:

• تطبيق جهد التحكم (قياس تيار الملف 40-100 مللي أمبير نموذجي)
• التحقق من انتقال الاتصال (نقرة مسموعة في غضون 20 مللي ثانية)
• قياس تيار الحمل (يجب أن يتطابق مع مواصفات الجهاز)

نصائح احترافية:

• لتطبيقات السيارات: استخدم مقبس الترحيل مع تصنيف IP67
• البيئات عالية الاهتزاز:ضع مثبت اللولب على البراغي الطرفية
• الأنظمة الحرجة:تنفيذ تكوين الترحيل الزائد عن الحاجة

كيفية اختبار مرحل ذي 5 أسنان

تتضمن طريقة قياس الجيد أو الرديء للترحيل ذي الخمسة أسنان بشكل أساسي الخطوات التالية:

1. تحديد المسامير

أولاً، تحتاج إلى تحديد دبابيس الملفين وثلاثة دبابيس تلامس في المرحل خماسي السنون. عادةً ما تكون دبابيس الملف ذات جهد عالٍ (على سبيل المثال 12 فولت أو 24 فولت)، بينما تكون دبابيس التلامس ذات جهد منخفض نسبيًا (نطاق 0-5 فولت).

2.قياس مقاومة التلامس

باستخدام إعداد المقاومة لمقياس متعدد المقاومة، قم بقياس مقاومة كل تلامس بالنسبة للتلامسات الأخرى وبالنسبة لنفسها.في الظروف العادية، يجب أن يظهر أي تلامسين مقاومة كبيرة بينهما، مما يشير إلى أنهما لا يشكلان مسارًا. إذا كانت المقاومة منخفضة، فقد تكون هناك دائرة كهربائية قصيرة. وفي الوقت نفسه، يجب أن تكون مقاومة التلامس الواحد من تلقاء نفسه كبيرة أيضًا، وإلا فقد يشير ذلك إلى وجود دائرة قصر بين التلامس وصدفة التتابع.

3.الكشف عن جهد الملف

اكتشف الجهد عبر مسامير الملف باستخدام ترس الجهد بالمقياس المتعدد.إذا تم اكتشاف الجهد، فإن الملف في حالة جيدة؛ إذا لم يظهر أي جهد، فقد يعني ذلك أن الملف مفصول.

4.الاختبار الوظيفي

إذا كانت جميع القياسات المذكورة أعلاه كما هو متوقع، يمكن توصيل المرحل بالدائرة لإجراء المزيد من الاختبارات الوظيفية لمعرفة ما إذا كان بإمكانه تعشيق جهات الاتصال وتحريرها بشكل صحيح.
يرجى الانتباه إلى الأمور التالية أثناء القياس:
تأكد من إجراء القياس في حالة انقطاع التيار الكهربائي لتجنب خطر حدوث صدمة كهربائية.
أبقِ كلتا اليدين ومسبار جهاز القياس المتعدد معزولاً عن الأجزاء المعدنية للمرحل أثناء القياس.
إذا تم العثور على حالات غير طبيعية، مثل قيمة مقاومة غير طبيعية، أو عدم وجود جهد، وما إلى ذلك، يجب إجراء المزيد من الفحص للمرحل أو الدوائر ذات الصلة.

تطبيقات مرحل 5 سنون في ثنائي الفينيل متعدد الكلور التصميم

1. اعتبارات التخطيط

• التنسيب الاستراتيجي:
• ضعها بالقرب من حافة اللوحة لإمكانية الخدمة
• خلوص 5 مم كحد أدنى من الدوائر التناظرية الحساسة
• توجيه موازٍ لمسارات الطاقة لتقليل مساحة الحلقة إلى الحد الأدنى
• الإدارة الحرارية:
• تجنب وضعه بالقرب من المكونات المولدة للحرارة
• توفير تخفيف نحاسي كافٍ لتبديد طاقة الملف

2.التوصيل البيني الكهربائي

• التوجيه الطرفي:
• عرض التتبع 30-40 ميل لمسارات حمل الأحمال (10 أمبير+)
• طبقات توجيه منفصلة عالية التيار (>5 أمبير) وطبقات توجيه على مستوى الإشارة
• تنفيذ التأريض بنقطة نجمية للملف/المحطات الطرفية المشتركة
• دوائر الحماية:
• ثنائيات TVS لتبديل الحمل الاستقرائي
• كبت القوس القوسي لجهات الاتصال (شبكات RC/MOVs)

3.تنفيذ دائرة السائقين

نوع وحدة MCU	حل السائق	المكاسب الحالية
STM32F1	2N7002 MOSFET	20:1
STM32H7	دارلينغتون ULN2003 دارلينجتون	50:1
ESP32	BSS138 FET على مستوى المنطق	15:1

ملاحظات التصميم:

• Include base/gate resistors (1-10kΩ)
• تنفيذ الصمامات الثنائية الارتدادية المتطايرة (1N4148 ل <500mA)
• توفير اقتران IC للسائق (100nF سيراميك 100nF)

4.تقنيات تخفيف التداخل الكهرومغناطيسي

• الحلول على مستوى مجلس الإدارة:
• حلقات حماية حول ملف الترحيل
• تكديس رباعي الطبقات مع مستوى أرضي مخصص
• خرزات الفريت على خطوط إمداد الملف
• اختيار المكونات:
• اختر طرازات المرحلات المختومة (سلسلة RT1)
• تفضل التلامسات المطلية بالذهب للتبديل منخفض الضوضاء
• اختر متغيرات منخفضة التداخل الكهرومغناطيسي مع كبت مدمج

5.منهجية مطابقة الأحمال

مصفوفة الاختيار:

المعلمة	المعيار الصناعي	درجة السيارات	درجة المستهلك
تقييم الاتصال	10 أمبير@250 فولت تيار متردد	15 أمبير عند 14 فولت تيار مستمر	5 أمبير في 120 فولت تيار متردد
الحياة الميكانيكية	100,000 عملية	50,000 عملية	10,000 عملية
درجة حرارة التشغيل	-40°C~85°C	-40°C~125°C	0°C~70°C

بروتوكول التحقق من الصحة:

1. اختبار تدفق التيار المتدفق (10 أضعاف القيمة الاسمية)
2. قياس الارتداد التماسي (<5 مللي ثانية)
3. التصوير الحراري عند دورة تشغيل 100%

التحقق من التصميم:

• Perform HALT testing (85°C/85%RH)
• إجراء فحوصات ما قبل الامتثال EMC
• التحقق من صحة تنبؤات الإطار الزمني المتوسط الأجل عبر MIL-HDBK-217F

ملاحظة: بالنسبة للتصميمات عالية الكثافة، ضع في اعتبارك بدائل مرحلات SMD (على سبيل المثال، سلسلة TQ2-L2) ذات البصمات المتوافقة. قم دائمًا بمراجعة التصميم من أجل التصنيع (DFM) مع مُجمِّع ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

5 إرشادات السلامة لمرحلات الدبوس 5

1.مبادئ مطابقة المعلمات الكهربائية

1. توافق الجهد:
   • Strictly verify coil rated voltage (±10% tolerance)
   • المواصفات القياسية: 12 فولت تيار متردد/24 فولت تيار متردد/220 فولت تيار مستمر
2. السعة الحالية:
   • يجب ألا يتجاوز تيار التلامس القيمة المقدرة (يوصى باستبعاد 80% من القيمة المقدرة)
   • المعايير المرجعية:
     • حمل مقاوم: 100٪ القيمة المقدرة
     • الحمل الاستقرائي:50% من القيمة المقدرة
3. اختيار مقياس السلك:Load CurrentMinimum CSARecommended AWG≤5A0.5mm²AWG205-10A1.0mm²AWG1810-20A2.5mm²AWG14

2.معايير التركيب

1. التركيب الميكانيكي:
   • استخدام التركيب على سكة DIN (متوافق مع IEC60715)
   • تركيب غسالات مضادة للاهتزاز في البيئات عالية الاهتزاز
2. العزل الكهربائي:
   • Maintain ≥6mm spacing between high/low voltage terminals
   • تركيب أكمام عازلة على خطوط الجهد العالي
3. الإدارة الحرارية:
   • Provide ≥20mm clearance for heat dissipation
   • Maintain ≥15mm spacing between multiple relays

3.التشغيل والصيانة

1. عناصر الفحص الدوري:
   • Monthly: Contact resistance measurement (≤100mΩ)
   • Quarterly: Coil insulation test (≥10MΩ)
   • Annually: Mechanical operation test (operating force ≤1.5N)
2. إجراءات معالجة الأعطال:

3. التحكم البيئي:

• نطاق الرطوبة: 20%-85% رطوبة نسبية رطوبة نسبية (بدون تكاثف)
• حماية من الغبار: IP40 أو أعلى

4.إجراءات التشغيل الآمن

1. تسلسل إيقاف التشغيل:
   1. افصل طاقة الحمل
   2. تحقق من فصل التيار الكهربائي باستخدام جهاز اختبار الجهد
   3. تثبيت علامة “عدم التشغيل” تثبيت علامة “عدم التشغيل” علامة
   4. انتظر 5 دقائق (تفريغ الحمل بالسعة)
2. احتياطات التفكيك:
   • استخدم أدوات آمنة ضد التفريغ الكهرومغناطيسي
   • قم بإزالة أطراف الحمل قبل أطراف التحكم
   • قم بتسمية جميع المحطات الطرفية (يوصى بالتوثيق الفوتوغرافي)

5.تدابير الوقاية من الفشل

1. حماية الاتصال:
   • أحمال التيار المستمر: الصمام الثنائي المتوازي الحر
   • AC loads: Install RC snubber circuit (0.1μF+100Ω)
2. استراتيجيات إطالة العمر الافتراضي:
   • تجنب التبديل المتكرر (<10 عمليات/دقيقة)
   • بالنسبة للأحمال ذات التيار العالي، يوصى باستخدام ملامس ما قبل التوصيل

ملاحظة: وفقًا لمعايير UL508، يجب استبدال المرحلات الصناعية بشكل وقائي كل 50,000 عملية أو 3 سنوات (أيهما أقرب). في أنظمة الطاقة الحرجة، يجب تنفيذ التكوين الزائد عن الحاجة لتحقيق متطلبات موثوقية SIL2.

نطاق تطبيق مرحل 5 سنون

1. مشاريع أتمتة المنزل
   في مشاريع الأتمتة المنزلية، تُستخدم المرحلات ذات 5 سنون بشكل شائع لتبديل أحمال التيار المتردد، مثل التحكم في تبديل الأضواء والمنافذ والأجهزة الأخرى.
2. التحكم الصناعي
   في التحكم الصناعي، تُستخدم المرحلات ذات 5 سنون للتحكم في بدء تشغيل وإيقاف المعدات أو الآلات الكبيرة لضمان التشغيل العادي وسلامة المعدات.
3. إلكترونيات السيارات
   في إلكترونيات السيارات، تُستخدم المرحلات ذات 5 سنون للتحكم في أضواء المؤشرات، ورافعات الزجاج، وما إلى ذلك لتحسين سلامة وراحة السيارات.
4. دائرة السلامة
   في دوائر السلامة، يتم استخدام مرحلات ذات 5 سنون لفصل الحمل عن مصدر الطاقة في حالة حدوث عطل، مما يضمن سلامة النظام.