tiistai 23. lokakuuta 2012

Sähkötekniikka pt. 1: Perusteet

Teimme opettajamme kanssa sopimuksen, että jokaiselta tunnilta pitää olla muistiinpanoja, joten tästä eteenpäin jakson jokainen maanantai ja tiistai päivitän blogiin muistiinpanoni kultakin päivältä. Aiheenamme siis lähinnä sähkötekniikkaan liittyviä asioita.

- Autoissa on todella paljon sähkötekniikkaa, mm. seuraavat asiat toimivat nykyaikaisissa autoissa sähköllä:
  • Keskuslukitus
  • Peruutustutka
  • Sähköinen luukkujen avaus
  • Starttimoottori
  • Äänitorvi
  • Valot
  • Peilit ja niiden säätö
  • Lasinnostimet
  • Penkkien säätö
  • Lasien ja penkkien lämmittimet
  • Stereot
  • Handsfree-järjestelmä
  • Tupakansytytin
  • Automaatti-ilmastoinnin ohjaus
  • Ajotietokone
  • Turvatyyny
  • ABS
  • Turvavyön tunnistimet
  • Sähköinen käsijarru
  • Sähköinen ohjaustehostin
  • Ajohallintajärjestelmä
  • Moottorinohjaus
  • Laturi
  • Akku
  • Sähkösäätöinen alusta
  • Peruutustutka
  • Kamerat (peruutustutkat, pimeänäkölaitteistot yms)
  • Varashälytin
  • Virtalukko
  • Kattoluukku
  • Avoautojen katonlaskumekanismi
  • Nelivetojärjestelmä
  • Hybridiautot ja sähkömoottorit yleensä
  • Automaattivaihteisto
- Lähes kaikissa auton järjestelmissä on sähköä nykyään.
- Sähkötekniikka on nykyään suurempi osa autoasentajan työtä kuin esimerkiksi moottorin korjaus (80% sähkövikoja, 20% muuta).
- Autoissa on myös suuria määriä ohjainlaitteita eli käytännössä tietokoneita, esimerkiksi:
  • Moottorin ohjainlaite
  • Mittariston ohjainlaite
  • Turvavarusteiden ohjainlaite
  • ABS/ESP:n ohjainlaite
  • Ohjaustehostimen ohjainlaite
  • Lisälämmittimen ohjainlaite
  • Ilmastoinnin ohjainlaite
  • Mukavuusjärjestelmien ohjainlaite (esim. hierovat penkit)
  • Ovien ohjainlaite
  • Valojen ohjainlaite
  • Sähköpääkeskus
  • Gateway eli ohjainlaitteiden keskenäinen keskustelun mahdollistava ohjainlaite
- Lista jatkuisi vielä vaikka kuinka pitkään, esim. Skoda Octaviassakin n. 35 ohjainlaitetta
- Entistä useammat henkilöt haluavat mahdollisimman halvalla mahdollisimman paljon varusteita, joten usein kustannussyistä kytkennät ja liitokset eivät välttämättä ole mahdottoman hyviä, jolloin vikoja alkaa muodostumaan viimeistään muutaman vuoden päästä auton ostosta.
- Myös kalliimmat automerkit kärsivät suurista sähkövikojen määrästä

- Jännitteen tunnus on U ja yksikkö voltti (V).  
- Jännitteen suuruus kuvaa sitä potentiaalia, joka on mahdollista ottaa käyttöön kun virta alkaa kulkea
- Nimellisjännite kuvaa jännitettä, joka virtalähteestä on saatavilla ihanneolosuhteissa.
- Henkilöauton nimellisjännite on 12V, rekoissa 24V. Rekkojen 24V saadaan aikaiseksi liittämällä kaksi 12V akkua rinnakkain.
- Lähdejännite tarkoittaa kuormittamattoman jännitelähteen jännitettä (esim. auton akku silloin kun sitä ei kuormiteta). Kun kuormittamattoman akun jännitettä mitataan, pitäisi jännitteen olla yli 12,2V.
- Napajännite tarkoittaa kuormitetun jännitelähteen jännitettä. Esimerkiksi akun lähdejännite on 12.3 volttia ja kun akkua kuormitetaan esimerkiksi takaisinlämmittimellä, napajännite putoaa 12 volttiin.

- Jännittemittaus tehdään aina rinnan kuluttajan tai jännitelähteen kanssa. Aluksi kytketään mittajohdot mittariin, musta johdin yleensä COM-liitäntään ja punainen johdin liitäntään, jossa jännitemittauksen symboli. Mittalaite asetetaan jännitemittausasentoon kiertämällä valitsin asentoon -V.

- Virta (Current) on elektronien liikettä. Sähkövirta  ei kulje, ennen kuin se on tehty mahdolliseksi kykemällä piiriin virtalähteen molemmat navat ja muodostamalla johtimilla suljettu virtapiiri. Sähkövirran tunnus on I ja yksikkö ampeeri A.
- Tasavirta (Direct current) merkitään symbolilla, jossa yläpuolella on yhtenäinen viiva ja alapuolella katkoviiva. Tasavirraksi kutsutaan sellaista virtaa jonka napaisuus ei vaihdu, eli virta pysyy kokoajan samansuuntaisena.
- Vaihtovirta (Alternating Current) on sähkövirtaa, jossa jännitteen napaisuus ja virran kulkusuunta vaihtuu. Yleisin vaihtovirran/jännitteen muoto on sin-aallon mukainen.
- Virran mittaaminen yleismittarilla tapahtuu kytkemällä...
  • Musta johdin kyketään yleismittarin COM-porttiin. 
  • Punainen johdin pistokkeeseen A (max 10 A). 
  • Kytkin kohtaan A. 
  • Mittalaite virtapiiriin sarjaan.
- Virtaa mitatessa tulee olla äärimmäisen tarkkana ja noudattaa ohjeita, sillä jos näin ei toimi, menee yli 20e sulake rikki virtamittarista.

- Resistanssi (Resistance) on suure, joka kuvaa materiaalin kykyä vastustaa sähkövirran kulkua. Tunnetuin resistanssia aiheuttava komponentti on vastus. Kun virtapiiriin lisätään vastuksia tai jokin virtapiirin osista on esimerkiksi hapettunut, niin piirissä kulkeva sähkövirta pienenee. Samoin käy kun piiriin lisätään mikä tahansa sähköä kuluttava laite, esimerkiksi sähkömoottori. Resistanssin yksikkö on ohmi eli Ω.
- Resistanssin mittaus tapahtuu kytkemällä...
  • Musta johdin COM-porttiin
  • Punainen johdin Ω-pistokkeeseen
  • Kytkin kohtaan Ω
  • Mittari kytketään rinnan mitattavan kohteen kanssa 
  • HUOM! Mitattava kohde pitää olla virraton, jotta tulokset näkyvät.