Регулятор печки схема ваз
Смысл в том, чтобы управление вентилятором осуществлять не при помощи переключателя, а при помощи переменного резистора. Регулировка будет плавной, от максимальной до некоторой минимальной, а в конце, при повороте ручки переменного резистора в сторону уменьшения питание мотора и вовсе будет полностью отключаться.
Принципиальная схема расположена на рисунке выше, рассмотрим ее. Импульсы, широту которых можно регулировать переменным резистором, генерирует мультивибратор на элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы К561ЛН2. Очень желательно взять именно микросхему К561ЛН2, а не инверторы, такие как К561ЛА7, К561ЛЕ5. Дело в том, что выходы у инверторов К561ЛН2 наиболее мощные, плюс их не четыре, а шесть. Благодаря этому, есть возможность изготовить мультивибратор на двух элементах, а оставшиеся четыре объединить в мощный буфер, который будет драйвером для полевого транзистора VT1. Как многим известно, одной из проблем мощных полевых транзисторов является большая емкость затвора. Статически, сопротивление их затвора весьма высоко ( т.е. стремится к бесконечности), но в реальности, имеется очень существенная емкость затвор-исток, которая создает значительный бросок тока в тот момент, когда на затвор поступает высокий логический уровень. Поэтому здесь и необходим усиленный буферный каскад, который способен поглотить этот бросок тока.
Для включения вентилятора печки, необходимо повернуть резистор R1 из выключенного положения. После чего контакты выключателя SB1 замкнуться и на затвор транзистора VT1 начнут приходить импульсы, скважность которых будет соответствовать минимальной частоте вращения вентилятора ( которую предварительно необходимо задать подбором резистора R2). Если продолжать поворачивать резистор R1, то скважность импульсов поступающих на затвор транзистора VT1 будет увеличиваться, естественно будет возрастать и частота вращения вентилятора.
Описана схема электронного регулятора, который управляется переменным резистором и позволяет плавно регулировать частоту вращения вентилятора печки, чтобы установить наиболее комфортный режим его работы.
В большинстве недорогих автомобилей скорость вращения вентилятора печки управляется при помощи переключателя всего на три или четыре положения.
При этом, в частности, в автомобилях марки «ВАЗ» уже на первом или втором положении переключателя вентилятор работает слишком сильно и шумно. Да и такого небольшого выбора режимов маловато.
Принципиальная схема
Схема состоит из мультивибратора на микросхеме типа К561ЛА7 и выходного каскада на мощном полевом транзисторе типа IRF9540.
Рис. 1. Принципиальная схема плавного регулятора скорости вращения вентилятора для пеки в автомобиле.
На микросхеме D1 типа К561ЛА7 сделан мультивибратор, скважность выходных импульсов которого можно в очень широких пределах регулировать с помощью переменного резистора R1.
Частота импульсов неизменная и составляет около 400 Гц. Регулируя переменный резистор R1 изменяем соотношение длительностей положительных и отрицательных полуволн за счет различия сопротивлений R -составляющих частотозадающей RC-цепи, коммутируемых диодами VD1 и VD2.
Практически регулировать мощность можно от 90% до 10% от максимального значения. Но в реальности такого широкого диапазона регулировки не требуется. поэтому в схеме есть резисторы R5 и R6 величины сопротивлений которых нужно подобрать при налаживании, так чтобы регулировка происходила в удобном для пользователя диапазоне.
Собственно мультивибратор выполнен на элементах D1.1 и D1.2. С выхода элемента D1 2 импульсы поступают на усилитель мощности, сделанный на оставшихся двух элементах микросхемы D1 - D1.3 и D1.4. Эти элементы соединены параллельно С их выходов импульсы через резистор R4 поступают на затворы полевых транзисторов.
В данной схеме сопротивление R4 уменьшено, чтобы обеспечить больше скорость открывания транзисторов и этим самым снизить их нагрев в момент переходного процесса между закрытым и открытым состоянием. В связи с этим увеличивать напряжение питания схемы выше 15V не рекомендуется так как это приведет к повышенной нагрузке на выходы элементов D1.3 и D1.4 микросхемы D1.
Для того чтобы полностью выключить регулятор в то время когда вентилятор печки не требуется, здесь применен переменный резистор R1 совмещенный с выключателем. Такие переменные резисторы применяются в регуляторах громкости с выключателями питания аналоговой аудиоаппаратуры. Это выключатель RS1.
Резистор R1 подключен таким образом чтобы выключатель RS1 выключался, когда резистор находится в крайнем положении с минимальной частотой вращения вентилятора печки. При этом на выводы 9 и 13 D1.3 и D1.4 поступает напряжение логического нуля через резистор R7. И элементы переходят в фиксированное состояние логической единицы на выходах.
Что приводит к полному закрыванию полевого транзистора VТ1. При повороте ручки переменного резистора из этого положения выключатель замыкается и подает на эти входы элементов D1.3 и D1.4 напряжение от источника питания, то есть, логическая единица. Теперь состояние выходов этих элементов будет зависеть от логического уровня на их других входах.
Напряжение питания, поступающее на микросхему ограничено цепью из резистора R3 стабилитрона VD4 чтобы оно не превышало 13V. Кроме того конденсатор С2 вместе с диодом VD3 способен поддерживать напряжение питания микросхемы в том случае, если общее напряжение питания будет снижаться.
Детали
Транзисторы VТ1 типа IRF9540 можно заменить на IR9Z34, КП785А, КП784А. Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7 или CD4011, либо любым аналогом «хх4011».
Стабилитрон КС515А можно заменить на КС215Ж, КС508Б, 1N4744A, TZMC-15. Стабилитрон КС213Ж можно заменить на КС213Б. 1N4743A. BZX/BZV55C-13. Полевой транзистор нужно установить на теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности не менее 40 см7.
ВАЖНО!
Прежде чем подключать данный регулятор к печке, сначала прочитайте мой следующий БЖ по поводу доп установки вентилятора на данный регулятор и для чего это вообще нужно.
Вот непосредственно ссылка на данный БЖ — www.drive2.ru/l/525528900877419894/
В этой статье расскажу вам про простое подключение штатного регулятора света от приборной панели к печке и о паре нюансов с которыми столкнулся касаемо этих регуляторов, но об этом вы как прочитаете так и посмотрите в прикреплённом видео.
Каждый владелец классических жигулей при наступлении весеннего или осеннего периода испытывает мучение с печкой, а точнее, с её скоростным режимом. Ведь когда на улице температура воздуха колеблется в диапозоне от минус пяти до плюс тех же пяти, то приходится либо постоянно щёлкать эту печку в положение ВЫКЛ так как стало жарко а потом обратно в положение ВКЛ, потому что стало холодно, либо оставить печку включенной и кататься с приоткрытым окном или играться с заслонкой, и согласитесь, это не всегда удобно, да и порой иногда хочется, что бы печка работала хотя бы чуточку тише. Ведь все мы знаем, что изначально у жигулёвской печки всего два положения, первая это которая крутит на 50% и вторая которая крутит сразу на все бабки. Многие обычно заморачиваются с установкой четырёхскоростной регулировки от калины, но я хотел себе что бы была плавная регулировка и что бы вот какие обороты захочу, такие и поставлю. Тут сразу пришла мысль об использовании штатного жигулёвского регулятора который используется для регулировки яркости подсветки в панели приборов. Ну а чё, всё равно без дела пылится =)
Но прежде чем подключать, сначала решил по штудировать интернет дабы узнать, много ли людей использовали такой метод и были ли нюансы. Если вкратце, то у кого-то работает исправно а у кого-то сильно греется и сгорает, и почему так происходит, ни кто ничего не написал, но мне случайно удалось это понять, о чём я вам ниже напишу. Почему случайно? Да потому что до этого я с этими регуляторами никогда дело не имел и не знал что на классических жигулях они бывают разные по сопротивлению.
Но сначала покажу вам простой метод подключения для которого по сути вам потребуется всего-лишь один соответствующий провод необходимой вам длинны и аккуратная заглушка с проводком для замыкания проводов от которых вы отключите регулятор. Это для того, что бы лампочки на приборной панели у вас светились.
В общем, сначала отключаете регулятор от подсветки, после, отсоединяете провод (как правило он красного цвета) от кнопки который идёт на первую скорость печки и подключаете к одному контакту регулятора. Далее, ко второму контакту регулятора подключаете новый провод который в дальнейшем вы должны будите подключить к кнопке печки вместо родного красного. Должно выглядеть вот так (фото ниже).
Сразу скажу, перед полной сборкой сначала проверьте на работоспособность, а то вдруг будет слабо крутиться или не в ту сторону =))
В качестве замыкающей фишки с проводком я использовал вот такую вот найденную в гараже. Вытащив лишние провода с концевиками я оставил два мне необходимых и соединил их вместе. Так что, если потребуется отсоединить по какой-то причине эту фишку, всё снимется без проблем. Пока что так но в дальнейшем хочу сделать цивильней.
И ещё хочу сказать, что жигулёвские регуляторы, по крайней мере от классики имеют разное сопротивление. Тот регулятор который у меня был родной, он на 5.5 Ом а тот, который я купил для эксперимента, он оказался на 18 Ом. И вот который на 18, он не подойдёт для печки, за то хорошо подойдёт для подсветки приборов, так как он на много сильней убавляет яркость нежели чем на 5.5, да же если будут установлены диодные лампочки. Ну и на фото ниже вы увидите как они подписаны.
Так что, если вы с таким не сталкивались ранее как и я, теперь будите в курсе.
А в прикреплённом видео я немного подробнее рассказал о различии этих регуляторов, о их плюсах и минусах а так же то, как работает печка при использовании данного регулятора.
Надеюсь это видео да и в целом вся запись были для вас полезными или хотя бы просто познавательными.
Спасибо за ваше внимание и потраченное время за прочтение данной статьи!
Всем удачи на дорогах и с вашими автомобилями!
Везде в интернете рассказывают, как поставить 4-х позиционный регулятор от Калины, принцип действия которого заключается в переключении 4-х силовых резисторов разного номинала. Но мы пойдем другим путем — решим вопрос кардинальным образом, применяя современные технологии. Будем делать плавный регулятор оборотов.
В описании к набору написано:
"Регулятор яркости ламп накаливания 12В/50A
Устройство предназначено для регулировки яркости ламп накаливания, работающих от постоянного тока, мощностью до 600Вт (50А). … Предлагаемое устройство можно использовать в качестве регулятора мощности различных нагревателей, работающих от напряжения постоянного тока, например, подогревателей автомобильных сидений или двигателей. Устройство можно использовать для регулирования оборотов мощных двигателей постоянного тока. Применение современной элементной базы позволило повысить КПД регулятора до 99 % и максимально уменьшить габариты устройства."
Вентилятор печки потребляет до 6 ампер, соответственно, данный регулятор подойдет.
Будем собирать и смотреть. Продолжение следует…
UPD. В комментариях к набору обнаружил следующий диалог:
Евгений58 17.11.2016 04:16
Здравствуйте. Подключил этот регулятор к электромотору печки, добавив при этом диод между выводами мотора. Мотор при работе постоянно пищит, можно ли в этой схеме увеличить частоту ШИМ за диапазон слышимости? Как это сделать?
+1 Советник 17.11.2016 10:11
Замените конденсаторы С2 и С4 на номинал 2,2нФ и 22нФ соответственно, пищать перестанет.
Если будет пищать, знаю что делать.
Также сам вентилятор печки был заменен на вентилятор фирмы Luzar luzar.ru/catalogue/elektr…telya-2101-2107-lfh-0101/
Его преимущество в том, что он не на втулках, а на шарикоподшипниках. Лузаровские вентиляторы также подвергаются балансировке, благодаря чему значительно снижается шум от работы. Когда заменил вентилятор радиатора двигателя на лузаровский, работать стал бесшумно и дуть лучше в 2 раза. Штатный орал так, что слышно было этот вой из салона.
Думаю, вентилятор печки тоже свои преимущества покажет.
Продолжение 24.09.2017
Теперь задача сверстать все это на автомобиль.
Электрическая схема подключения вентилятора печки классики всем известна
Принцип ее в том, что с питания (желто-черного провода) с помощью трехпозиционного переключателя напряжение подается либо напрямую на мотор (в первом положении выключателя), либо через шунтирующее сопротивление (второе положение выключателя) — половинная скорость.
Я решил сохранить выбор вариантов следующим образом:
Первое положение переключателя — подача напряжения на двигатель через шунт, как и было раньше — фиксированная половинная скорость.
Второе положение переключателя — подача напряжения через схему плавной регулировки.
Однако, посмотрев на схему подключения регулировки, становится понятно, что напряжение на двигатель должно подаваться с точек 2 и 3, а с контактом GND у двигателя не будет прямого контакта, только через транзистор VT1 схемы плавного управления.
Поэтому сохранить управление через плюсовой провод не удастся, придется переделать трехпозиционный переключатель на минусовой провод. Схема получилась следующая:
Данную схему легче понять, читая наоборот, начиная от массы, и двигаясь по направлению к плюсовому проводу. Ток от выключателя пойдет либо по коричневому проводу, либо по серому.
Для чего нужен шунтирующий диод? — при прекращении импульса ШИМ с устройства питания индуктивная нагрузка (двигатель) создает обратный всплеск напряжения, который вредным образом воздействует на транзистор. Что и было проверено экспериментально: и с диодом, и без диода каких-либо существенных изменений в поведении двигателя не обнаружено, но с диодом транзистор был холодным. Как только отключал диод — транзистор сразу же начинал безбожно греться.
Следующий нюанс — частота управления ШИМ — 500 Гц — это звуковая частота, поэтому двигатель издавал писк. Чтобы писка не было, нужно, как уже было замечено, сдвинуть частоту ШИМ за предел слышимости — 20 000 Гц. Для этого заменил конденсаторы C2 и C4 на 2,2нФ и 22нФ соответственно. Писк исчез практически полностью. Но! Стал снова греться транзистор, хотя не так сильно, как без диода. Легко предположить вероятную причину: диод не рассчитан на частоту 20 кГц, он медленный, не успевает закрываться, и пропускает обратный импульс. Китайский диод на 10А 1000В.
Нужно заменить на высокочастотный (диод Шоттки или ультрафаст КД213).
Итак, заменил диод на КД213, однако транзистор все равно греется. Путем общения на форумах было выяснено, что при повышении частоты за 20 кГц резко падает КПД данного регулятора, транзистор не успевает открываться и закрываться полностью, поэтому работает не в ключевом режиме.
Понизил частоту до 10 Гц — эта частота находится тоже за пределами слышимости. Для этого увеличил номиналы конденсаторов С2 и С4 на 22нФ и 2,2мкФ соответственно. Теперь транзистор холодный и вентилятор тоже работает отлично.
Была еще одна особенность. Регулировка вентилятора работала не на всем диапазоне поворота потенциометра, а только где-то на участке 15% от его полного оборота. Поэтому был куплен переменный резистор на 10 кОм вместо 50 кОм, был вынесен за пределы печатной платы, и к каждой из боковых ножек временно припаяно по переменному резистору на 50 кОм. После установки на автомобиль были экспериментальным путем подобраны величины этих боковых резисторов таким образом, чтобы при минимуме главного потенциометра вентилятор обдувал едва-едва, а на максимуме — в полную силу.
После чего резисторы R1 и R3 были выпаяны и заменены на другие с параметрами, соответствующими найденным величинам.
Итоговый результат можно наблюдать на видео.
ВЫВОДЫ:
1. Справедливости ради надо сказать, что при минимальных регулировках обдува существующая система не дает заметного эффекта. Просто движение автомобиля без работы вентилятора дает больший обдув, чем работающий вентилятор на минимальных оборотах. Это связано с низкой эффективностью лопастного вентилятора. У всех современных автомобилей используется центробежный вентилятор (улитка), который при более бесшумной работе обеспечивает гораздо более сильный поток воздуха.
Поэтому корпус собранного регулятора я добавил пару подстроечных резисторов по 10 кОм, и величины были подобраны так, чтобы при минимальном положении регулятора обдув все-таки обеспечивался заметный. При максимальном положении — максимальный. А между ними, соответственно, свобода плавной регулировки.
2. Для совсем эффективной работы нужно подходить еще более коренным образом — менять конструкцию самой печки — лопастной вентилятор менять на улитку, с перепроектированием корпуса печки. Где-то на драйве были примеры такой переделки.
3. Еще хотелось бы добавить светодиодную индикацию (полоску) вокруг ручки регулятора, чтобы видеть уровень обдува визуально, т.к. проверять поток воздуха рукой не всегда удобно.
4. Электросхема классики такова, что вентилятор печки работает вне зависимости от того, включено ли зажигание. Т.е. теоретически возможно забыть выключить вентилятор, работающий на минимальных оборотах, и уйти, а утром придти и обнаружить посаженный аккумулятор. Поэтому нужно забор напряжения питания вентилятора переделать — брать с клеммы после замка зажигания, как у нормальных современных автомобилей. Для чего вентилятор сделан независимо от зажигания, непонятно. Ведь при выключенном двигателе обдув обеспечивает горячий воздух в течение минуты — не более, далее становится холодным.
На ВАЗ-2110 (2002 г.) печка стала выдавать только холодный, или только горячий воздух, да и вентилятор стал работать только на максимальной скорости. Выяснилось, что износился датчик положения заслонки отопителя (углеродистый переменный резистор - вышел из строя) и перегорел дополнительный резистор двигателя вентилятора печки. Да и раньше у вентилятора было несколько больших и очень больших скоростей.
После оценки объёма работ по ремонту, и стоимости запасных частей решили изготовить блок управления, который бы работал с указанными неисправностями, а по затратам и своим свойствам превосходил заводской вариант.
Через 4 года эксплуатации высох двухсторонний скотч, крепящий лицевую панель с накладками кнопок. Приклеил наскоро «Моментом», разъело краску, внешний вид пострадал.
Основные достоинства:
- Нет необходимости покупать новый моторедуктор отопителя с датчиком (≈1500 р-продаётся только в сборе) и менять его.
- Нет необходимости покупать новый резистор вентилятора отопителя (≈300 р) и менять его.
- Нет необходимости покупать новый датчик температуры салона (который стрекочет около уха сверху) (≈300 р) и менять его.
- Современный вид и функционал. Регулировка скорости вентилятора от нуля. Поддержание заданной температуры.
- Дешевизна комплектующих (300-500 р).
Конструкция собрана в корпусе от старого блока. Штатная плата удалена. Лицевая панель – отклеена .Остаётся только пластмассовый корпус.
Элементы управления устройством:
- выносной датчик температуры DS18S20 в корпусе TO-92 (DS1820).Он размещается в салоне вблизи воздуховода.
- кнопки задания температуры и скорости вентилятора
- электронные концевые датчики – реализованы схемотехнически и программно.
Перейдём к принципиальной схеме.
Схема содержит несколько необычных схемотехнических решений, но - они проверены и хорошо работают. Интересна схема управления от микроконтроллера направлением вращения коллекторного двигателя (12 В) с определением заклинивания. Также интересна схема драйвера затвора полевого транзистора.
Схема построена на основе микроконтроллера PIC16F628A в корпусе DIP18.Он работает от внутреннего генератора с частотой 4 МГц. Микроконтроллер установлен в «кроватку» для извлечения при прошивке.
Вместо датчика положения двигателя заслонки отопителя введены датчики концевых положений. Их работа основана на принципе увеличения тока двигателя при заклинивании. При увеличении тока, напряжение на резисторе R24 увеличивается до 0.4-0.6 В, транзистор VT4 (BC337-40) открывается, на выводе 3 (RA4) микроконтроллера сигнал меняется с «1» на «0». Микроконтроллер получает сигнал «крайнее положение».
Регулировка температуры производится по данным выносного датчика температуры DS18S20 небольшими перемещениями заслонки. При неисправности или обрыве датчика - перемещение заслонки при нажатии на кнопки «+», «-» С о .
На транзисторах VT5,VT8(BC337-40) и VT6,VT7(BC327-40) собрана схема управления коллекторным двигателем заслонки. При лог.1 на одном из выводов 1(RA2), 2(RA3) микроконтроллера двигатель вращается в необходимом направлении.
Двигатель вентилятора ВАЗ-2110 потребляет ток до 16 А, он управляется ШИМ, посредством мощного полевого транзистора VT1(IRFZ48N). Мощный диод VD4 (2Д213А) предназначен для подавления влияния индуктивности двигателя. На транзисторах VT9 (BC337-40), VT10(BC327-40), оптроне V1(PC817C) и диоде VD1(1N4007) собрана схема драйвера затвора полевого транзистора. Используется аппаратный ШИМ микроконтроллера с выхода 9(B3).Он работает на частоте около 20 кГц.
Светодиодный индикатор - сдвоенный зеленого цвета (LTD585G 'LITEON'). Используется динамическая индикация посредством ключей VT2,VT3(BC337-40).Кнопки управления подключены к тем же портам микроконтроллера, что и индикатор. Опрос кнопок производится с частотой около 4-5 Гц. На это время индикатор отключается (несколько микросекунд - глазом не заметно).
Цепь аналогового датчика температуры (термистора) R19,C6 не используется. Но если у кого-то будет желание, то его можно(и даже нужно) использовать.
Питание цифровой части от +5 В стабилизатора типа КРЕН5А или импортного аналога 7805.
Настройка устройства
Настройка устройства заключается в правильном подключении трёх проводов: +12 В, земли, +вентилятора (К10) к автомобильной колодке «папа» 6 контактов (купить в автомагазине). И в подключении двух проводов с 3мм «папами» к контактам моторедуктора в штатном разъёме (К11,К12). Если температура будет регулироваться неправильно (скакать от минимума до максимума), то эти два контакта нужно поменять местами. Подключение производится в соответствии со схемой электропроводки ВАЗ-2110.
Алгоритм работы микроконтроллера:
1. При первом включении после прошивки происходит калибровка: измеряется время перемещения из одного крайнего положения в другое. (Важно, чтобы напряжение было близко к рабочему, желательно в течение 10 сек запустить двигатель).
2. Происходит отображение «88», для проверки индикаторов.
3. Первоначальное измерение температуры. Определение исправности датчика температуры. Если разница от заданного значения большая, то перемещение заслонки до соответствующего крайнего положения.(при неисправности датчика температуры- не выполняется).
4. Основной цикл работы:
- Измерение температуры с периодом 5-6 с. Определение исправности датчика температуры. При отличии от установленной - перемещение заслонки. (От 1 до 3-х условных шагов (если не крайнее положение). Шаг - время включения двигателя заслонки. Время зависит от начальной калибровки.)
- Опрос кнопок и изменение значений установки. При изменении температуры происходит запись во FLASH (запоминание). При изменении скорости вращения – изменение скважности ШИМ.
- Через 5-6 с происходит уменьшение яркости индикаторов до одной четверти. Индикаторы отображают текущую температуру.
- С частотой 40-50 Гц происходит динамическая индикация текущего параметра (скорость вращения, заданная температура, измеренная температура (яркость-0,25)).
Исходный проект прилагается и он хорошо прокомментирован.
Проект создан в P-CAD2001 и Microcode Studio (PIC-BASIC). Программирование микроконтроллера – IС-prog при помощи JDM программатора (упрощенный вариант из 3-х резисторов - самый простой JDM программатор).
При программировании: INT RC-I/O, WDT-OFF , PWRT-ON , MCLR-ON , BODEN – ON , LVP-OFF , CPD-OFF, CP-OFF.
Плата - односторонняя с проволочными перемычками. Изготовлена методом ЛУТ. Она размещается в передней части корпуса там, где раньше были ручки управления. Для изготовления платы необходимо скачать Р-СAD2006 viewer (free) или «купить» любой P-CAD от 2000 г. И распечатать шаблон.
Читайте также: