>>>>
Мікроконтролерних реле регулятор.
Пропоноване пристрій призначений для заміни штатного реле-регулятора напруги в бортсети автомобіля і відрізняється тим, що підтримуване їм напруга залежить від температури акумуляторної батареї. Воно не вимагає налагодження і за допомогою сигнальної лампи на приладовій панелі сигналізує про деякі несправності системи електроживлення автомобіля. Недоліком можна вважати необхідність втручання в електропроводку автомобіля, так як схема підключення нового реле-регулятора відрізняється від стандартної. Пристрій не призначений для використання в автомобілях з генераторами, керованими по K-Line (Mercedes, BMW і деякі автомобілі концерну VAG) Схеми реле-регулятора зображена на рис. 1. Його основа - мікроконтролер ATtiny85-20SU (DD1), який без зміни схеми приладу, його друкованої плати і програми мікроконтролера можна замінити на ATtiny25-20SU або ATtiny45-20SU. З микроконтроллерами інших типів прикладені до статті програми працювати не будуть.
Мал. 1. Схема реле-регулятора
Лінія PB0 (висновок 5) мікроконтролера налаштована як вихід. На ній програма формує сигнал управління лампою, наявної на приладовій панелі автомобіля. Через цю ж лампу на лінію PB1 (вивід 6) мікроконтролера надходить сигнал про те, що запалення включене. Цей вхід захищений від викидів напруги стабілітроном VD2. Крім зазначеного на схемі, тут придатний будь-який стабілітрон на 3,3 ... 4,9 В в відповідному корпусі. Конденсатор C6 пригнічує шум стабилитрона. Згадана вище сигнальна лампа 12 В, 1,2 ... 1,4 Вт включена в колекторний ланцюг транзистора VT1, що підсилює сигнал мікроконтролера.
Номінал резистора R11, вказати не схемою, можна зменшити до 1 кОм, але не можна збільшувати. Це пов'язано з тим, що разом з конденсатором C6 він утворює інтегруючу ланцюг, що затримує на деякий час після закривання транзистора VT1 досягнення напругою на вході PB1 мікроконтролера високого логічного рівня. Для безпомилкового визначення включеного і вимкненого стану замка запалювання автомобіля цей час не повинно бути більше наявної в програмі затримки. Максимально допустимий опір резистора R11 2,2 кОм визначено експериментально.
Лінія PB2 (висновок 7) мікроконтролера через підсилювач на транзисторах VT2-VT4 управляє обмоткою збудження генератора автомобіля. Зверніть увагу, що транзистори VT2 і VT3 живляться напругою не 5 В, а 9 В від стабілізатора напруги на стабілітроні VD3. Це необхідно, щоб подати на затвор транзистора VT4 напругу, достатню для його повного відкривання, при якому опір відкритого каналу цього транзистора і розсіюється на ньому потужність мінімальні. Стабілітрон 1N5239B можна замінити будь-яким іншим з напругою стабілізації 9 ... 10 В.
До лінії PB3 (висновку 2) мікроконтролера підключають датчик температури акумуляторної батареї автомобіля. Якщо в якості цього датчика застосований терморезистор RK1 (я використовував набутий на сайті https: // www.ebay.com герметизований, з довгими висновками "NTC Thermistor temperature sensor 10K 1% 3950"), то разом з резистором R10 він утворює вимірювальний дільник напруги . Якщо датчик - LM335 (BK1), який підключають замість терморезистора, то через той же резистор на нього надходить напруга живлення. Конденсатор С4 - згладжує.
Зверніть увагу, залежно вихідної напруги від температури у терморезистора і інтегрального датчика температури неоднакові, тому програми мікроконтролера при використанні цих датчиків повинні бути різними. У першому випадку - це ATTINY85_HTC_10K, у другому - ATTI-NY85_LM335. Конфігурація мікроконтролера в обох випадках повинна відповідати табл. 1. Вона збігається зі спочатку встановленої заводом-виробником.
Таблиця 1
Лінія PB4 (висновок 3) мікроконтролера використана як аналоговий вхід для контролю напруги в бортсети. Резистори R1, R6, R7, R9 утворюють дільник цієї напруги для подачі на АЦП мікроконтролера. C1R8C3 - фільтр, що згладжує пульсації вимірюваної напруги.
Резистори R2-R5 утворюють з конденсатором С2 фільтр харчування, а з резистором R17 - баластні опір для стабілізатора напруги на стабілітроні VD3. Інтегральний стабілізатор LM1117-5.0 (DA1) забезпечує напругою 5 В мікроконтролер.
Пристрій зібрано на друкованій платі, зображеної на рис. 2. Вона розрахована на установку резисторів типорозміру 1206 для поверхневого монтажу і таких же конденсаторів (за винятком оксидних C2, C7 і C8). До транзисторів VT2 і VT3 особливих вимог не висувають. Ті, типи яких вказані на схемі, можна замінити іншими малопотужними відповідної структури з напругою колектор-емітер не менше 30 В і в корпусі SOT95. Замість BCX56 підійде будь-який npn транзистор середньої потужності в корпусі SOT-89 з допустимими струмом колектора не менше 1 А, напругою колектор-емітер 30 В і більше. При відповідному доопрацюванні плати можна застосувати відповідні транзистори і в інших корпусах. Наприклад, VT1 - серії КТ815, VT2 - серії КТ315, VT3 - серії КТ361.
Польовий транзистор IRLR2905 має опір відкритого каналу 0,027 Ом, максимальний струм стоку - 30 А і корпус TO-252AA. На його місці зможе працювати, наприклад, транзистор IRLR2705 (0,04 Ом, 20 А), але він буде виділяти помітно більше тепла і потребують більш ефективного відводу тепла. Інша можлива заміна - польовий транзистор RFP50N06 (0,022 Ом, 50 А). Він досить популярний в автомобільних УМЗЧ, але має корпус TO-220AB.
В якості заміни мікросхеми LM1117-5.0 підходять за параметрами багато інтегральні стабілізатори напруги +5 В. Але всі вони несумісні з нею за призначенням висновків. Тому при заміні потрібно вносити корективи в друковану плату.
Діод 10A7 (VD1, що встановлюється поза друкованої плати) можна замінити будь-яким іншим діодом з допустимими прямим струмом 10 А і зворотним напругою не менше 100 В.
Друкована плата виготовлена з фольгованого з двох сторін склотекстоліти, але друковані провідники витравлені тільки на одній її стороні. Фольга на протилежному боці плати збережена і з'єднана із загальним проводом пристрою. Після травлення в платі свердлять отвори. Потім вирізують з алюмінієвого, мідного або латунного листа товщиною 1,5 ... 2 мм пластину-тепловідвід розмірами 72x42 мм - трохи більше, ніж сама плата. Використовуючи плату як шаблон, свердлять в пластині чотири кріпильних отвори (на рис. 2 ці отвори більшого, ніж інші, діаметра).
Призначені для не з'єднує із загальним проводом висновків деталей отвори в платі баньки з боку суцільної фольги свердлом великого діаметра, щоб видалити фольгу навколо них. Два нижніх (по рис. 2) кріпильних отвори необхідно Разза-кувати з боку друкованих провідників. Висновки деталей, що з'єднуються із загальним проводом, при монтажі слід пропоювати з обох сторін плати.
Закінчивши монтаж всіх деталей і перевіривши його, покладіть на плату з боку друкованих провідників пластину-тепловідвід. Вона повинна спертися на корпус транзистора VT4 і на дві шайби товщиною 2,3 мм, накладені на верхні (по рис. 2) кріпильні отвори. Місце зіткнення тепловідведення з корпусом транзистора бажано змастити теплопровідних пастою. Плату і тепловідвід скріплюють чотирма гвинтами з гайками.
Після перевірки готового виробу в роботі його розбирають, покривають плату декількома шарами вологозахисного лаку (обов'язково!), При цьому захистивши від лаку стикається з теплоотводом поверхню транзистора VT4 і контакти XT1-XT6, і знову збирають. Зазор між платою і теплоотводом можна залити термоклеем.
В автомобілях, обладнаних електрогенератором, обмотки статора якого з'єднані за схемою "зірка" з трифазним випрямним мостом на шести діодах, новий реле-регулятор підключають за схемою, зображеної на рис. 3. Але попередньо потрібно видалити штатні реле-регулятор і реле контролю зарядки акумуляторної батареї. Місця розриву ланцюгів позначені на схемі хрестами. Відключивши від корпусу автомобіля правий (по схемі) висновок сигнальної лампи, з'єднують його, як показано на схемі потовщеною лінією, з висновком замку запалювання. Діод VD1 (див. Рис. 1) в даному випадку не потрібно.
Мал. 3. Схема підключення нового реле-регулятора
Якщо обмотки статора генератора з'єднані "трикутником", а випрямляч складається з дев'яти діодів, то новий реле-регулятор підключають до нього за схемою, зображеної на рис. 4. Тут, крім проводів, які йшли до старого реле-регулятору, потрібно розрізати ще один, приєднаний до лівого (за схемою) висновку сигнальної лампи.
Мал. 4. Схема підключення нового реле-регулятора
Через діод VD1 (див. Рис. 1) обмотка збудження генератора харчується при включеному запалюванні, але зупиненому або працює на малих обертах двигуні автомобіля. За відсутності діода VD1 генератор при запуску двигуна працювати не почне.
Безпосередньо від замка запалювання (без діода) напруга на обмотку збудження подавати не можна, так як в цьому випадку запущений двигун продовжить працювати і після виключення запалення.
Датчик температури кріплять до акумуляторної батареї липкою з двох сторін стрічкою, не забувши попередньо знежирити місце кріплення. На протилежну датчику і батареї сторону стрічки наклеюють невелику поролонову пластину. Вона охоронить датчик від нагрівання гарячим повітрям підкапотного простору.
Поки запалення вимкнене, програма мікроконтролера "спить". "Прокинувшись" при його включенні, вона подає сигнал "напруга нижче заданого" - сигнальна лампа часто блимає. Як тільки після запуску двигуна напруга генератора досягне нижнього порогового значення, лампа згасне, а програма перейде в режим стабілізації напруги. При перевищенні його верхнього порогового значення програма встановить низький рівень на лінії PB2 мікроконтролера, ніж закриє транзистор VT4 і відключить обмотку збудження генератора. При зниженні напруги нижче нижнього порога програма встановить на лінії PB2 високий рівень, відкриваючи транзистор, який замикає ланцюг живлення обмотки збудження. Значення напруги верхнього і нижнього порогів (включення і виключення обмотки збудження) залежать від температури акумуляторної батареї вшиті в програмі. Вони вказані в табл. 2.
З приводу значення напруги, яке потрібно підтримувати, йде багато суперечок. Теоретично при температурі акумуляторної батареї -30 ° С напруга повинна бути рівним 15,9 В. Але як показує практика, це занадто багато для бортової електроніки. А напруга 12,5 В при прогрітій до +50 оС батареї, звичайно ж, дуже мало. Особливо влітку при працюючих кондиціонері, вентиляторах радіатора і інших споживачів струму. Така напруга призводить до тимчасової відмови системи ABS. З наведених причин вирішено було зупинитися на інтервалі зміни напруги 12,8 ... 15 В.
Якщо напруга залишається меншим нижнього порога більше 10 с, сигнальна лампа починає блимати з частотою близько 2 Гц. Передбачена також індикація несправності (замикання або обриву) в ланцюзі датчика температури - миготіння сигнальної лампи з частотою 0,5 Гц. У цьому випадку програма утримує напругу в межах 13,8 ... 14 В. Пристрій вимикається при повному відключенні живлення або при знятті харчування з сигнальної лампи (виключенні запалення).
Файли програм (AtmelStudio) і друкованої плати (Sprint-Layout 6). В архіві.
Питання задаємо тут: https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=2&t=127157
файли:
Архів RAR
зображення
зображення
Всі питання в Форум .
Php?
