Регулятор скорости вентилятора автомобильной печки на PIC контроллере. Регулятор оборотов двигателя автомобильной печки Регулятор скорости вращения вентилятора печки
Здравствуйте, уважаемые коллеги. Хочу предложить Вашему вниманию простое, но очень полезное на мой взгляд устройство. Идея его создания вынашивалась у меня давно. По роду своей профессии мне приходится резать автомобильные провода, и бывает, что выгоревший переключатель оборотов отопителя или сгнивший блок резисторов полечить весьма проблематично. Если завод-изготовитель применил электронный вариант регулировки, то вылетевший блок стоит недешево, да и алгоритм работы различных устройств климат-контроля по моему субъективному мнению далеко не совершенен. Для чего, скажите, там энергонезависимая память? Меня всегда достает, когда включаешь зажигание что-нибудь протестить, и ни с того ни с сего начинает работать вентилятор, а если еще и АКБ при этом разряжена (технику просто так в ремонт не отдают), то вообще красота. Но это, повторюсь, мое субъективное мнение. Итак, решено. Создаем свой вариант. Технические условия следующие:
1. Простота.
2. Недороговизна.
3. Доступность элементной базы.
4. Никакой энергонезависимой памяти.
5. Включить простым поворотом регулятора.
6. Выключить, повернув регулятор в обратную сторону или нажав кнопку.
7. Видеть глазами ступень регулировки (для блондинок и не только).
Почему на энкодере? Думаю, про качество контакта ползунка потенциометра не надо объяснять, да и 21-й Век за окном. Итак, схема работает следующим образом: порт В3 – аппаратный ШИМ. По входу INT организовано прерывание. Порт А4 – кнопка, при нажатии которой ШИМ обнуляется. Программа составлена так, что импульсы на выходе контроллера ступенчато и равномерно увеличивают длительность от нуля и почти до максимума за 10 щелчков энкодера. Мне показалось это оптимальным вариантом в плане пользования и удобно выводить на циферки. Если крутить обратно, импульсы таким же образом укорачиваются, а что бы зря не простаивала кнопка, она задействована для того, что бы выключить мотор одним движением. Каждый режим отображается соответствующей цифрой на индикаторе, но так как на нем нет цифры 10, горит 9 с точкой. Ну извините…
Обобщим алгоритм работы: Включили зажигание – на индикаторе 0. Покрутили вправо – мотор включился, обороты увеличили до нужного значения. Покрутили влево – обороты уменьшили, можно опять до 0. Нажали кнопку или выключили зажигание – все обнулили. Можем при этом смотреть на циферки и радоваться. Ура.а.а.а…
О деталях. Энкодер без опознавательных знаков, был куплен у любителей риса за пару $ пол-литровая банка, за один полный оборот он делает 10 щелчков. Я думаю, не принципиально, какой применить, работать будет любой, лишь бы пользоваться было удобно. Драйвер полевика был бессовестно слизан где-то в нете, хоть расстреляйте – не смогу вспомнить где. Прошу понять и простить… Полевик был выпаян с дохлой материнки. Если кто захочет применить устройство в грузовике, не забудьте, что там на борту 28 вольт, нужен полевик на большее напряжение. Контроллер применен такой, потому что он у меня был. В качестве частотозадающего элемента установлен керамический резонатор, купленный у китайцев (без них совсем пропадем) за пару $ пол-ведра. Конденсатор С7 припаян прямо к ножкам контроллера со стороны печатных проводников. Программа написана на Бейсике, исходник прилагается.
Исполнение. Первый и пока единственный экземпляр было решено изготовить и установить в Пассат В3, принадлежащий соавтору софта для контроллера очаровательной блондинке Валентине. Задача стояла ничего не поломать и обойтись минимальным вмешательством в штатную электропроводку. Свободного места на панели практически нет, поэтому пришлось поизвращаться и втиснуть энкодер с индикатором в корпус штатной заглушки. Со схемой управления, поместившейся в корпус от мобильной зарядки, все это соединяется шлейфом, позаимствованным с платы кинескопа бывшего монитора. Ну а драйвер с полевиком пришлось щемить в блок штатных резисторов, который стоит в продуваемом канале возле моторчика. С одной стороны это удобно, т.к. туда приходят все силовые провода (ток потребления двигателя 10 Ампер на максимальных оборотах). С другой стороны в процессе мекетирования и наладки устройства с реальным моторчиком довольно ощутимо грелся диод D1, после чего он был заменен на подвернувшийся FR607. Одним проводком все это соединено с блоком управления, из которого выходят еще два проводка для подачи питания.
все не собрано
все собрано
штатный блок гасящих резисторов
после доработки.
Печатные платы нарисованы вручную. Они простенькие и индивидуальные для данной модели, поэтому приводить их не вижу смысла. Ну и результат работы:
регулятор на месте, остальное красиво спрятал
За качество фотографий прошу сильно не пинать, как смог...
В заключении хочу выразить огромную благодарность члену семьи (фото 7), оказавшему неоценимую помощь при изготовлении этого устройства. Помощь выражалась в том, что в подходящий момент под локоть держащей паяльник руки тыкался мокрый нос, воровалась из-под рук отвертка, попытка этой отверткой что-то покрутить и многое другое, за что и была выдана вкуснокосточковая премия.
меня зовут (прошу не смеяться) Валет.
Ну а теперь можете поругать.
P.S. Четвертый день, полет нормальный!
Прошивку, исходник, печатную плату и схему
Вы не можете скачивать файлы с нашего сервера прошивку, исходник - версия 2
"У меня на автомобиле сгорел регулятор оборотами двигателя отопителя. Оригинал стоит порядка 300$, решил изготовить самостоятельно. Сделал несколько ШИМ регуляторов. Самым удачным, считаю, получился регулятор, схему которого разработал Кравцов В.Н., за что ему огромное спасибо. Я ранее выкладывал схему регулятора от BMW, но там проблема-на больших токах греется транзистор. Дело в том, что MOSFET транзисторы полностью открываются, при этом на переходе сток-исток минимальное сопротивление, при подаче на затвор напряжения порядка 30 вольт. Этот вариант и реализован Кравцовым В.Н. Схема практически не нуждается в настройке. Есть еще одна интересная схема, там в для увеличения напряжения затвора применяется микросхема DS0026, которую приобрести не удалось. Если у кого-то есть МС, схему вышлю."
Плата регулятора оборотов коллекторного двигателя. Схема разработана Кравцовым В.Н. www.kravitnik.narod.ru
Печать-зеркало
Плата разработана под блок управления вентилятором отопителя автомобиля Мерседес С240 кузов W203 Размеры 46 на 76 мм.
- С4-два конденсатора 5.0 на 50 в (просто не было под рукой 2,2 мкф)
- Диод Шотки 25CTQ045 или на больший ток (очень желательно ставить на индуктивную нагрузку, при использовании в
- качестве регулятора яркости ламп-можно исключить).
- Транзистор при нагрузке до 80-100 Ампер можно применять более дешевый IRF3205 (55 v 110 A).
- Схема на www.kravitnik.narod.ru
- Плата разработана под конструктив БУ оборотами вентилятора отопителя Мерседес С240 W203 кузов
- Плюсовую и общую шину продублировать проводом диаметром 1,5 мм, не изгибая его, чтобы не создать индуктивную помеху
Регулятор вращения вентилятора отопителя MB W140, W240
Еще одна схема регулятора частоты вращения двигателя для вентилятора отопителя MB W140, W240
Схема регулятора
Регулятор, описание которого приведено в этой статье, был разработан и изготовлен по просьбе товарища - владельца грузового автомобиля ЗиЛ 5301 («Бычок»). Необходимость переделки управления скоростью вентилятора печки обусловлена тем, что штатная система отопления этого автомобиля имеет только 2 режима отопления салона - средний и максимальный. Разработанный автором регулятор имеет 5 ступеней регулировки отопления, а установленный уровень сохраняется в памяти микроконтроллера регулятора при выключении зажигания. Этот регулятор можно использовать также и для замены механических переключателей скорости вентиляторов печки с балластными резисторами других автомобилей с бортовой сетью 12 В.
Для обогрева салона в современных автомобилях в качестве теплоносителя используется охлаждающая жидкость, которая нагревается, отбирая тепловую энергию от работающего двигателя.
За передней панелью салона установлен отдельный радиатор, соединенный с системой охлаждения двигателя, к которому подведены две трубы для циркуляции теплоносителя (тосола, антифриза, или воды) в этом радиаторе. Для управления температурой на впускной трубе печки установлен краник. Расположенный за радиатором печки вентилятор гонит воздух из подкапотного пространства через радиатор в салон, куда поступает уже теплый воздух. Когда переключатель печки установлен в красной зоне, открывается краник, и нагретый теплоноситель (охлаждающая жидкость) поступает из системы охлаждения двигателя в радиатор печки в зависимости от того, в каком положении установлен этот переключатель (от «Вык.» до «Жарко»). Автолюбители знают, что краник печки недолговечен и работает не всегда надежно. Поэтому было решено регулировать температуру в салоне автомобиля, изменяя скорость вращения винта вентилятора с помощью электронного регулятора.
Принципиальная электрическая схема регулятора скорости вентилятора автомобильной печки показана на рис.1.
Регулятор собран на микроконтроллере IC2 типа фирмы Microchip в корпусе DIP-8. Назначение выводов микроконтроллера IC2 с учетом программного обеспечения приведено в таблице.
Микроконтроллер тактируется внутренним тактовым генератором (INTOSC) 4 МГц. Пита ние регулятора скорости осуществляется от замка зажигания через стабилизатор напряжения 5 В на микросхеме IC1 типа .
Устройство обеспечивает пять уровней регулировки скорости с индикацией на 5-ти светодиодах, которые управляются сигналом с вывода 5 IC2 через сдвиговый регистр IC3 типа в корпусе DIP-14. С вывода 6 IC2 на вывод 8 IC3 поступают тактовые импульсы.
В выключенном состоянии все светодиоды устройства погашены. Когда включен 1-й уровень скорости печки, горит LED1, когда включен 2-й уровень - горят светодиоды LED1 и LED2 и т.д., а когда включен 5-й уровень - горит линейка из всех 5-ти светодиодов. Регулировка скорости производится кнопками UP и DOWN. Эти кнопки дискретно изменяют длительность импульсов на выводе 7 микроконтроллера IC2 (метод ШИМ), к которому подключен ключ управления электродвигателем печки Q2 типа . Поскольку микроконтроллер PIC12F629 не имеет аппаратного ШИМ-модуля ССР (Capture/Compare/PWM - Захват/Сравнение/ШИМ), ШИМ организован программно. Чтобы избежать характерного «звучания» электродвигателя печки частота ШИМ поднята до 22 кГц.
При выключении зажигания установленный ранее уровень скорости вращения этого двигателя сохраняется в энергонезависимой памяти МК IC2. Двигатель печки через 3 с после включения зажигания включается и работает на той скорости, уровень которой был сохранен в памяти МК. Так как в кабине автомобиля ЗиЛ 5301 достаточно шумно, то для звуковой сигнализации нажатия кнопок использован пятивольтовый электромагнитный зуммер (Magnetic Buzzer) SP1 типа KX-1205, который включается ключом на полевом транзисторе Q1 типа BS170 командой с вывода 2 IC2.
Устройство собрано на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 50х46 мм (см. фото в начале статьи). Чертеж печатной платы показан на рис.2, а расположение деталей - на этой плате на рис.3.
Программа для микроконтроллера написана на языке ассемблера. Файл исходного текста программы, файл прошивки, файлы для программы Proteus, а также чертежи печатных плат в формате программы Eagle размещены для скачивания по сылке.
Ученые предложили делать элементы микросхем размером в одну молекулу Современная кремниевая электроника практически дошла до предела миниатюризации. Использование органики потенциально позволяет создавать элементы микросхем размером в одну молекулу. Ученые НИЯУ МИФИ ведут активные исследования в этой области. Недавно они смоделировали изменения возбужденного состояния молекулы органического полупроводника. Результаты работы опубликованы в "Journal of Physical Chemistry". Органическая электроника считается перспективной по двум причинам. Во-первых, сырье для органического синтеза вполне доступно. Во-вторых, использование органических материалов позволяет делать элементы микросхем размером в одну молекулу, что сближает их с внутриклеточными структурами живых объектов. Направленный дизайн органических молекул и функциональных материалов для органической электроники – перспективное научное направление. Ученые обобщают существующий мировой опыт и занимаются предсказательным моделированием. "Наша группа занимается предсказательным моделированием свойств материалов для органической электроники, конкретно – для органических светодиодов (OLED). При работе OLED с катода подаются электроны, с анода – дырки, где-то посередине устройства они встречаются и рекомбинируют, при этом излучается свет. Состояние, когда электрон и дырка находятся рядом, но не рекомбинируют, может жить достаточно долго – его называют экситоном, чаще всего этот экситон локализован в пределах одной молекулы", – рассказала один из авторов исследования, ассистент кафедры физики конденсированных сред Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" и научный сотрудник Центра фотохимии РАН Александра Фрейдзон. По ее словам, с помощью переноса экситона на соседние молекулы удобно управлять цветом и эффективностью свечения OLEDов: между слоями n- и p-типов органических полупроводников помещают излучающий слой (обычно тоже полупроводник), где электроны с дырками встречаются, рекомбинируют и не "разлучаются". "Мы изучили поведение экситона в молекуле типичного дырочного полупроводника, также используемого в качестве матрицы излучающего слоя. Выяснилось, что экситон локализуется не на всей молекуле, а на отдельных ее частях, и может мигрировать по молекуле. В частности, мигрировать под действием небольших возмущений – таких, как присутствие другой молекулы (например, допанта-излучателя) ", – сообщила Александра Фрейдзон. Исследователи прояснили механизм и оценили время миграции экситона из одного конца молекулы в другой. "Оказалось, что по одному из путей миграция происходит очень быстро, в пикосекундном масштабе – и помогают ей в этом вполне определенные внутримолекулярные колебания", – добавила сотрудник НИЯУ МИФИ. Как считают авторы, теперь можно оценить, как на этот процесс влияет присутствие соседних молекул, и предложить модификации структуры исходной молекулы, чтобы сделать процесс переноса энергии возбуждения на молекулу излучателя максимально эффективным. В этом и состоит процесс виртуального проектирования функциональных материалов: ученые выделяют ключевую функцию материала и строят модель процесса, лежащего в основе этой функции, чтобы определить основные факторы, влияющие на эффективность процесса, и предложить новые модификации материала. Ученые отмечают, что сейчас находятся на первой стадии понимания процесса миграции экситона в органических полупроводниках. Уже скоро они смогут давать рекомендации по модификации молекул, используемых в матрицах излучающих слоев OLED. Подробнее.