Измеряем ток утечки в Mazda CX-5

Фактическое значение тока потребления автосигнализации имеет огромное значение для пользователей противоугонной системы. Ведь автосигнализация, потребляющая большой ток (возможно, что не сама она, а криворукость установки и подключение её), может очень сильно разрядить аккумуляторную батарею в момент отпуска и пару-недельного отсутствия. Конечно, охранная система не является единственным источником потребления тока в автомобиле, но при выборе противоугонного комплекса лучше остановится на системе, имеющей минимальное потребление. Дело в том, что современная сигнализация становится всё более и более круче, с множеством дополнительных опций, предусматривает наличие в своем комплекте gsm и gps, а это всё — потребляет ток вашего АКБ.

1. Теория:

Сначала исходная информация относительно Mazda CX-5, которая необходима для принятия к сведению:

1.1. Согласно самому первому техническому мануалу по ремонту, в моём переводе на русский (стр. 01-17А-7):
"Если батарею не оставили в покое на 10 мин или более, но менее 30 минут, мультиметр будет показывать высокое значение (прибл. 300 мА).
Если зажигание или любой электрический аксессуар включен после подключения мультиметра, батарея должна быть оставлена в покое на 10 минут или более, но менее 30 минут.
Для автомобилей с иммобилайзером, система периодически переходит в синхронизацию безопасности (световой индикатор "замка" на панели приборов кратковременно мигает): 65 мА (0,1 сек) когда горит индикатор "замка" и 40 мА (2 сек) когда индикатор "замка" не горит. Измерительный прибор, который умеет показывать среднюю величину, покажет в этом случае около 55 мА.

Подключите мультиметр между отрицательным выводом аккумуляторной батареи и отрицательным проводом аккумуляторной батареи, оставьте батарею в покое на 10 минут или более, но меньше 30 минут, и, затем, измерьте ток утечки. Ток утечки (зажигание выключено (ключ вынут), все двери и капот закрыты) должен составлять в этом случае 40-65 мА.

Если батарею оставить в покое на 30 минут или более, ток утечки должен составлять 25-45 мА"

1.2. Согласно обновленному техническому мануалу по ремонту, который появился в сети в 2013 году, в переводе на русский несколько иная информация (отличия от первоначального мануала выделю курсивом):
"Если батарею не оставили в покое на 10 мин или более, но менее 2,5 часов, мультиметр будет показывать высокое значение (прибл. 200 мА).
Если зажигание или любой электрический аксессуар включен после подключения мультиметра, батарея должна быть оставлена в покое на 10 минут или более, но менее 2,5 часов.
Для автомобилей с иммобилайзером, система периодически переходит в синхронизацию безопасности (световой индикатор "замка" на панели приборов кратковременно мигает): 65 мА (0,1 сек) когда горит индикатор "замка" и 40 мА (2 сек) когда индикатор "замка" не горит. Измерительный прибор, который умеет показывать среднюю величину, покажет около 55 мА.

Подключите мультиметр между отрицательным выводом аккумуляторной батареи и отрицательным проводом аккумуляторной батареи, оставьте батарею в покое на 10 минут или более, но меньше 2,5 часов, и, затем, измерьте ток утечки. Ток утечки (зажигание выключено (ключ вынут), все двери и капот закрыты) должен составлять 40-65 мА.

Если батарею оставить в покое на 2,5 часа или более, ток утечки должен составлять 25-45 мА"

По сути своей, одна (старая) инструкция утверждает, что автомобиль "засыпает" через 30 минут, другая (новая) инструкция утверждает, что автомобиль "засыпает" через 2,5 часа. Где правда — нам и предстоит выяснить.

1.3. Небольшой ликбез:
К примеру, 65 мА = сколько амперов? 0,065А (шестьдесят пять тысячных ампера).
Ток утечки измеряется путем подключения измерительного устройства в разрыв, т.е. между отрицательным выводом аккумуляторной батареи и отрицательным проводом аккумуляторной батареи, вот по такой схеме:

1.4. Небольшая ремарка (поправка):
Помимо штатного тока утечки в каждом конкретном автомобиле могут быть установлены дополнительные приборы, потребляющие ток в постоянном режиме. Их потребление при измерении тока утечки тоже следует учитывать. Например, в моём случае — это сигнализация с GSM. По паспорту моя сигналка потребляет до 20 мА. Причем, следует учитывать, что это сигнализация с GSM, т.е. она производит периодический поиск сети (т.е. раз в несколько секунд/минут происходит кратковременное увеличение потребления).

На основе паспортной информации (см. выше) получаем, что ток утечки в максимуме (для моего конкретного автомобиля) должен составлять примерно 85 мА (65 мА штатный ток утечки плюс 20 мА сигнализация) в период времени от 10 до 30 минут или 65 мА, если автомобиль стоит на сигнализации более 30 минут.

2. Инструменты:

2.1. Самый простой способ для широкого круга людей измерить ток утечки — с помощью токовых клещей. Самые дешевые такие клещи с возможностью измерения постоянного тока, это Mastech модель MS2101, Uni-T модель UT203, CEM модель DT-362 и некоторые другие, стоимость их сейчас составляет порядка 3 тыс. рублей. Дорого. В ебей и прочих забугорных магазинах — порядка 1700 руб.

Здесь очень популярно и доступно расписан такой способ измерения с помощью токовых клещей:

2.2. Самый доступный, но "геморный" способ — обычным мультиметром. "Геморный" такой способ ввиду необходимости прерывания питания (снятия клеммы с аккумулятора, т.е. потом нужно будет проходить всю нудную процедуру по инициализации системы я-стоп), а также измерения тока утечки при постановке на сигнализацию вашего автомобиля. Дело в том, что абсолютное большинство мультиметров имеют предел измерения постоянного тока в 10А, а при постановке автомобиля на охрану происходит скачок тока: моргают поворотники (аварийка) — а это 4 лампочки по 21 ВТ (4х2А) плюс сирена сигнализации, включаются замки дверей — всё это в своём пике может потреблять более 10А. Мультиметр просто сгорит (или его предохранитель). Конечно, можно повытаскивать предохранители (например, аварийки), что бы ток был меньше, но мы пойдём другим путём. При этом нужно помнить, что мультиметр в выключенном состоянии также пропускает ток, как и во включенном. Отключается только измерительная часть. Но есть небольшая хитрость. Об этом чуть ниже и пойдёт речь.

Заранее посмотрите в инструкции в какой диапазон измерений нужно включить ваш мультиметр. Мой мультиметр Fluke 106 — умный, имеет автоматическую регулировку диапазона: просто ставлю в "А" (Ампер) и до 10А он сам масштабирует, определяет постоянный или переменный ток, погрешность измерений составляет 1,5%+3 во всем диапазоне (9,845-10,155 А).

3. Алгоритмы:

Я для чистоты эксперимента (и в поисках истинности того или иного мануала) измерял ток утечки во всех режимах и диапазонах времени, следующим образом:

3.1. Обычное состояние для всех автомобилей — ваш авто стоит на стоянке под сигнализацией. Измеряем ток утечки с сигнализацией. Это самое важное (нужное) для нас измерение.
3.2. Обычное штатное состояние автомобиля — ваш автомобиль просто стоит, все двери захлопнуты, но на сигнализацию автомобиль не поставлен (хотя блок сигнализации не отключен). Измеряем ток утечки автомобиля в режиме ожидания. Это чисто ради интереса.
3.3. Чистое потребление тока "голого" автомобиля — автомобиль просто стоИт, блок сигнализации отключен (включен режим Valet, т.е. сигнализация функционально полностью отключена, иногда такой режим называется "Режим технического обслуживания (ТО)"). В этом случае мы определим ток потребления штатной электроники автомобиля без сигнализации.
Как включить "Режим технического обслуживания (ТО)" — см. в документации к своей сигнализации.

Измерения производить путем 3-х замеров: замер в диапазоне времени между 15 до 30 минут, замер в период времени с 31 минуты до 150 минуты, и замер со 151 минуты в течение последующих 10 минут (до 160 минуты). Можно вообще постоянно осуществлять мониторинг, но в этом случае не забудьте отключить функцию автоматического отключения мультиметра.

4. Практика.

Так как токовые клещи — это дорогое удовольствие, то попытаемся измерить ток утечки обычным мультиметром, но без обесточивания автомобиля (повторю — это важно для владельцев СХ-5, т.к. после скидывания клеммы нужно будет проводить нудную инициализацию системы i-stop).

Первый замер сделаем в два разных промежутка времени (узнаем, когда реально автомобиль "засыпает") — сразу после 30 минут после постановки автомобиля на сигнализацию и по истечении 2,5 часов. В дальнейшем, в последующие два шага алгоритма, когда нам уже известно реальное время, после которого автомобиль "засыпает" — измерение делаем по одному разу. Остальные значения токов утечки (в другие периоды времени, например, сразу после постановки на сигнализацию) — нам не так интересны, т.к. не несут в себе практического значения.

Итак, по-шагово:

4.1. Снимаем машину с сигнализации. Открываем капот. Любым плоским предметом нажимаете на защелку замка капота до щелчка (я использовал для этого дела обычную плоскую отвертку, см. фото), защелка туго опустится примерно на 90 градусов и с щелчком защелкнется:

Для блока PCM автомобиля и для сигнализации — это будет означать что капот закрыт (но в реальности конечно же капот у нас будет открыт для производства измерений). Все двери должны быть захлопнуты (в т.ч. багажник).

4.2. Сначала самое сложное — проводим измерения тока утечки при постановке автомобиля на сигнализацию — это алгоритм описанный в п. 3.1. Для этого:
— Ослабляем винт на клемме "минус" АКБ, так, что бы клемму можно было чуть-чуть покрутить и в случае надобности — её можно было бы снять. Но пока клемму не снимаем!

Подключаем черный провод мультиметра к отрицательному проводу — либо изолентой закрепляем, либо зажимом как у меня (крокодилом):

Запчасти на фото: 090095

Полярность щупов мультиметра (черный или красный) значения не имеет, т.к. если вы подключите их наоборот, то ваши показания будут со знаком "-" на дисплее мультиметра.
— Ставим автомобиль на сигнализацию. Всё, время пошло, засекаем.
— В нужное время (в диапазоне с 31 минуты до 150 минуты и со 151 минуты в течение последующих 10 минут (до 160 минуты)) включить мультиметр, установить нужный диапазон измерений и ткнуть красным щупом в середину минусовой клеммы АКБ и держать так, а потом аккуратно приподнять провод с клеммой так, чтобы клемма провода снялась с клеммы аккумулятора, т.е. контакт между клеммами разорвался, а клемма на проводе оказалась вокруг щупа. Т.е. ток теперь течёт не по штатным проводам, а через мультиметр.

Если цепь оборвётся (клемма снята, а щуп дрогнул и соскочил с клеммы АКБ), то начинаем всё сначала. Возможно, ваш мультиметр может сгореть (перегореть предохранитель), если вдруг через него пойдёт ток выше предельно-возможного.
— Посмотрев на цифирки некоторое время, опускаете клемму провода на клемму АКБ, надев её обратно.

Очень удобны в этом случае щупы у моего мультиметра — они изолированы съёмным колпачком до самого кончика, а длина щупа такова, что становится в распорку между клеммой и нишей щеток дворников внатяг — щуп даже держать не надо. Если у вас китайский мультиметр с длинными оголенными щупами — лучше предварительно стержень красного щупа обмотать изолентой, оставив самый кончик:

Вышеописанным способом цепь питания автомобиля (и отключение сигнализации) не произойдет, что нам и нужно.

Записываем полученные значения тока утечки при двух измерениях (30 мин и 2,5 часа). Если эти значения почти равны — значит, автомобиль "засыпает" по истечении 30 минут и дальнейшие измерения можно проводить только по одному разу в период с 31-й по 150 минуту времени. В моём случае, я установил, что автомобиль "засыпает" через 8 минут (я производил измерения с самого начала непрерывно вплоть до 2,5 часов). Надеюсь, смысл понятен.

4.3. Снимаем автомобиль с сигнализации. Хлопаем какой нибудь дверью (открыть/закрыть). Таким же образом, как описано выше, производим один замер тока утечки в нужный период времени.

4.4. Отключаем сигнализацию (режим Valet). Хлопаем какой нибудь дверью (открыть/закрыть). Таким же образом, как описано выше, производим замер тока утечки.

Таким образом мы измерим ток утечки в режиме охраны автомобиля, в режиме ожидания (покоя) и в режиме с полностью отключенной сигнализацией. Режим ожидания полезно измерить, т.к. например, моя сигнализация имеет GSM модуль (т.е. сотовую связь), которая даже в режиме покоя (без постановки автомобиля на охрану) потребляет энергию для поиска сотовых сетей.

4.5. Подключаем обратно сигнализацию (отключаем режим Valet). Затягиваем клемму. Из салона открываем замок капота и закрываем капот. Всё, измерения завершены.

5. Выводы:

Итог моих измерений:

5.1. Сигнализация включена (в т.ч. и режим GSM связи), автомобиль поставлен на охрану сигнализации. По сути, это обычный режим стоянки автомобиля, ток утечки (по максимуму) должен быть через 30 минут охраны 45 + Х мА, где Х — штатное потребление конкретно вашей сигнализации по-паспорту.

Реально измеренный ток утечки в моём случае в этом режиме составил (решил в этом режиме подробно измерить с самого начала и до конца):
— Если измерить сразу, то в течение первой минуты ток составляет 0,860А
— с 1 по 2-ю минуту: 0,390А
— со второй по 8-ю минуту: 0,163А
— с 8 минуты до бесконечности: 0,036А, при этом каждые 4-5 секунд происходит кратковременный всплеск до 0,052А (это штатный иммобилайзер, моргает "замком" на панели приборов), а каждые 55 секунд — всплеск до 0,200А (это сигнализация — работает контроль канала связи). В среднем выходит 0,042А (42мА).
Дальнейшие измерения (с 8 минуты и до бесконечности) показали тот же результат — 0,036А: и через 10 минут и через 30 минут и через 2,5 часа, т.е. автомобиль реально "засыпает" через 8 минут.

5.2. Сигнализация включена (в т.ч. и режим GSM связи), но автомобиль на охрану не поставлен.

Реально измеренный ток утечки полностью идентичен измеренному в первом случае. Это значит, что в режиме ожидания сигнализация потребляет так же, как и при постановке на охрану.

5.3. Сигнализация отключена (режим Valet, т.е. сигнализация функционально полностью отключена). По сути — это чистый штатный ток утечки только одного автомобиля, который должен быть в максимуме 45 мА.

Реально измеренный ток утечки у меня составил как и в первом случае после 8 минут — 0,036А с кратковременными всплесками до 0,052А. Всплесков тока каждые 55 секунд не было — сигнализация выключена. В среднем получается 0,040А (40мА).

Это значит, что моя GSM-сигнализация реально потребляет в режиме охраны "всплесками" 200мА, но кратковременно, раз в 55 секунд. Постоянное потребление вероятно мало настолько, что укладывается в погрешность измерения и считывания данных мной с экрана мультиметра. Сам автомобиль потребляет в спящем режиме 36 мА с кратковременными всплесками до 52 мА, что укладывается в штатные параметры.

У себя в автомобиле я не выявил "лишних" токов, всё в пределах нормы, поэтому мне не нужно искать (по-очереди вынимать предохранители, проверять монтаж сигнализации) неисправность или потребителей с повышенной энергией.

6. Расчеты:

Всё, измерили ток утечки, теперь давайте рассчитаем (гипотетически) какое время может выдержать штатный АКБ с такими токами.

Ёмкость штатного АКБ Exide составляет 60 Ач (20 h).
У меня установлен АКБ BOSCH S6, который тоже имеет емкость 60 Ач.

Номинальная емкость (значение указано на батарее) равна емкости, которую отдает аккумулятор при 20-часовом разряде до напряжения 1,75 В на каждой ячейке. Для 12-вольтового аккумулятора, содержащего шесть ячеек, это напряжение равно 10,5 В. Разряд до напряжения ниже указанного снижает емкость и срок службы свинцово-кислотных батарей. К примеру, полностью заряженная батарея емкостью 60 Ач при 25 градусах тепла в течение двадцати часов может отдавать ток 3 А до падения напряжения до 10,5 В.

Конечно, некорректно рассчитывать, какое время может выдержать АКБ на конкретном токе утечки (т.к. тут многие факторы сказываются, в т.ч. температура, нелинейность падения ёмкости и напряжения, степень заряженности и т.д.), но всё же, чисто гипотетически, давайте прикинем: любой АКБ, работающий в автомобиле никогда не имеет полностью 100% степень заряженности, обычно это 80%. Поэтому нашу 20-ти часовую ёмкость АКБ (она у нас 60 Ач) приводим к значению 80% степени заряженности, т.е. 60х0,8=48 Ач. Делим реальную ёмкость на ток утечки в режиме охраны (скачет от 36 до 52 мА — в среднем это 42 мА), получаем 1142 час (48/0,042=1142). Т.е. через 47 суток рабочий заряженный АКБ при плюс 25 градусах разрядится до 10,5 В. Это в вакууме, т.е. чисто теоретически. Стоит учитывать, что ваш АКБ имеет разную (или другую) степень заряженности и температура на улице всегда разная.

Запчасти на фото: 2351020, 3060235

Запчасти на фото: 1781143, 1266112, 1225112, 1821147, 111212 и другие

Теперь немного "ближе к телу". Под конкретный случай каждый может сам посчитать:

Например, рассмотрим более реальный пример. Не редкость, когда используемый АКБ имеет степень заряженности 65% — это как раз тот случай, когда ваша система i-stop уже не работает (а это всего 39 Ач ёмкости от исходных теоретических 60 Ач). При минус 5 градусах за бортом емкость становится еще меньше — 80% от номинала. Т.е. с учетом температурных поправок: 39 Ач х 0,8 = 31 Ач. 31 Ач / 42 мА = 738 час (30 суток)! Также, следует учитывать, что величина ёмкости есть линейная функция температуры, т.е. увеличение температуры на 1 градус увеличивает емкость на 1% по отношению к емкости при 15 градусах. Так, если ёмкость батареи при разряде током 5 А и температуре 27 градусов составляет 100 Ач, то при температуре -18 градусов соответственно 68 Ач, следовательно полезная ёмкость при температуре -18 градусов составляет 68% от ёмкости при 27 градусов.

Следует учитывать это, уезжая в отпуск на пару недель при подсаженном аккумуляторе даже при нормальных токах утечки.
А именно: даже если у вашего СХ-5 токи утечки в норме, на улице тепло, система i-stop работает исправно (а значит и степень заряженности АКБ достаточный) — автомобиль на парковке в режиме охраны сможет спокойно выдержать 3 недели, с трудом — 4 недели (не забываем, эти расчёты — до 10,5 В!). Наверное, именно поэтому производитель рекомендует при длительных стоянках снимать отрицательную клемму с аккумулятора.

Измеряйте свой ток утечки и пользуясь приведенными мной примерами — рассчитывайте время непрерывной стоянки своего автомобиля!

ЗЫ: Напоследок, как бонус — несколько фото датчика тока Mazda CX-5:

Отсоединение отрицательной клеммы в случае отключения питания: