На рынке автомобильных аксессуаров сейчас можно встретить разнообразные устройства импортного производства. Наибольшую популярность среди них получило устройство управления движением автомобильных стекол. Этот компонент электрической схемы автомобиля представляет собой некий автомат поочередного подъема стекол автомобиля, когда автомобиль ставят на охранную сигнализацию. Цены на эти устройства относительно высокие.
Если у вас есть желание оснастить свой собственный автомобиль таким устройством с дополнительными функциями, такими как – блокировка работы устройства при открытых дверях, при подсветке замка зажигания, при возникновении прегради на пути закрывающегося окна. В статье описано схема разработки подобного устройства своими руками.
Электрических доводчик, который изображен на рис. 1, предназначен для последовательного закрывания всех четырех стекол автомобиля, а также люка. Система активируется при постановке автомобиля на охранную сигнализацию.
Принцип работы схемы довольно прост. Короткий электрический импульс, который длится всего одну секунду, поступает с выхода блока охранной сигнализации и управляет центральным замком автомобиля. В зависимости от стандартов, по которым изготовили автомобиль, активным уровнем сигнала для управления центральным замком автомобиля может использоваться как положительный импульс с напряжением +12 В, так и отрицательный импульс относительно общего провода. Поэтому, в зависимости от полярности управляющего импульса, в доводчике предусмотрен специальный разъем Х2, через который и проходит импульс.
На рисунке изображена схема электрического доводчика стекол построенного на микроконтроллере PIC16F84A:
Сигнальный провод, который управляет центральным замком для отпирания дверей, а также сигнализацией, подключается к входу прерывания работы доводчика. На схеме контакты (5 и 2, разъема Х2). Активный сигнал для каждого из этих входов является положительный или отрицательный импульс.
Для того чтобы предусмотреть возможность экстренного прекращения работы доводчиков необходимо подключить сигнальный провод, который используется для разблокировки центрального замка к соответствующему входу, который отвечает за прекращение работы стеклоподъемников. Отклонением сигнала на подъем стекол могут послужить сигналы, идущие от: замка зажигания (когда ключ находится в первом положении и подключена аккумуляторная батарея), а также от выключателей, установленных на дверях (когда дверь открыта, сигнал, который поступающий от концевых выключателей посылает отрицательный сигнал и отменяет действие). Использование этой функции возможно при правильном подключении замка зажигания к соответствующим контактам доводчика. В случае с подсветкой замка зажигания – нужно подключить сигнальный провод от двери к контакту 1 разъема Х2. Дополнительные электротехнические элементы нужно подключить к доводчику так, как показано на рис. 3.
Электродвигатели модуля, который отвечает за управление подъемом стекол автомобиля, отключаются в случае присутствия электрического импульса, который возникает в результате прекращения коллекторного шума электродвигателя установленного в каждой двери машины. Этот шум можно измерять с помощью осциллографа.
На рисунке изображен этот шум, с входными данными (амплитуда сигнала -10мкВ/дел и временным интервалом -5мс/дел). Электродвигатель устройства отключается при непрерывной работе в течение 9 с.
Процесс работы доводчика
Устройство работает следующим образом. Когда сигнал поступает из блока управления охранной сигнализации через контакты К1.1 и реле К1, то электродвигатель стеклоподъемника двери получает питание на период времени равный 0,75 с. Последние 0,25 с микроконтроллер DD2 измеряет уровень частоты сигнала коллекторного шума, который усиливается на электродвигателе с помощью элемента DD1.5.
Транзисторы на линейный участок входной характеристики переводит резистор R2. Элемент DD1.2 создан в качестве буфера для усиления сигнала, поступающего на вход микроконтроллера DD2. Реле, которое питает электродвигатель остается включенным при частоте шума выше 480 Гц. – электродвигатель находится в рабочем состоянии.
В электродвигатель привода остановлен, то в таком случае когда стекло поднято до предела, реле К1 отпускает якорь, на электродвигатель прекращается подача питания. В то же время срабатывает реле К2. Описанный алгоритм работы системы повторяется до тех пор, пока микроконтроллер не проверит состояние закрытия стекол всех дверей и люка автомобиля. Для того чтобы электродвигатель стеклоподъемника после подачи на него напряжения вышел на устойчивый режим работы предусмотрена в схеме задержка 0,5 с перед началом измерения частоты шума. В том случае если стеклоподъемник поднят до своего предела, коллекторный шум вследствие работы электродвигателя отсутствует, то соответствующее реле отключает напряжение подключенное к нему. Такая процедура проводится с каждой дверью автомобиля. В любом случае время работы каждого электродвигателя доводчика, не будет превышать 9 с.
При отключении автомобиля от охранной сигнализации, сигнал который поступает с блока управления охранной сигнализации, поступает на вход прекращения работы доводчика. Затем микроконтроллер DD2 начинает выполнять подпрограмму прерывания, которая посылает сигнал на остановку электродвигателей стеклоподъемников. После выполнения всех вышеперечисленных действий программа переходит в режим ожидания нового импульса.
Разъем Х1 нужен для подключения источника питания, в данном случае аккумуляторной батареи. Устройство доводчика нужно подключить к бортовой электросети автомобиля, через предохранитель рассчитанный на 20 А. Проводы питания должный быть медными, с удельным сечением 1,5 кв.мм. Предохранитель нужно использовать в схеме устройства по той причине, что электродвигатели приводов стеклоподъемников потребляют значительный ток, до 10 А. Электропроводка автомобиля испытывает скачкообразное изменение тока во время включения электродвигателей модуля управления стеклоподъемниками.
Классическая схема подключения электродвигателей к системе управления модулем доводчика изображена на рис.2. Контакты разъема Х3 нужно подсоединить в разрыв проводов питания электродвигателей. Провод подвижного контакта реле подключаем непосредственно к электродвигателю, а сам замкнутый контакт к кнопке включения.
На рисунке изображена схема подключения модуля доводчика к двигателю стеклоподъемника:
В том случае, если схема управления стеклоподъемниками изменена, что при нажатии на штатную кнопку, подается минусовый сигнал источника питания на электродвигатель, то каждое реле электродвигателя нужно подключить к бортовой сети питания автомобиля.
Линия RB1 (вывод 7), которая подключенная к микроконтроллеру DD2 управляет электродвигателем люка. Схема включена в модуль доводчика как опция. Для того чтобы иметь возможность ее использовать необходимо дополнить электрическую схему доводчика дополнительным транзистором и реле. Реле подключаем таким же образом, как и другие исполнительные реле.
Линия RA1 (вывод 18) может использоваться для подсветки замка зажигания при открытых дверях автомобиля, а также в течение 6 с после их закрывания. На рис.3 изображена схема дополнительной опции, которую нужно внедрить в уже существующий модуль стеклоподъемников. Вместо лампы накаливания HL1, которая заменяла подсветку, можно установить подходящий по цвету и характеристикам светодиод. Анод светодиода нужно подключить к точке подключения базы, катод к точке подключения эммитера. Для того, чтобы получить необходимую яркость светодиода нужно подобрать номинал резистора R1, как указано на рис.3.
Схема подсветки светодиодом замка зажигания:
При установке на различные модели автомобилей возможно понадобится подбирать номинал резистора R2. Испытания модуля управления стеклоподъемниками на автомобиле Хонда прошли без каких-либо ложных срабатываний. Элементы цепи С1R1R2 устройства, подобраны лучшим образом.
На приборной панели также нужно установить тумблер, который отключает весь модуль от питания. Водитель будет использовать его зимой, когда окна открывать нет необходимости. Тумблер отключает функцию подсветки замка зажигания.
Схема устройства создана на основе микроконтроллера PIC16F84A-04I/P и стабилизатора напряжения 78L05. В схеме, возможно использовать любой стабилизатор рассчитанный на 5 вольт. Реле — BS-115c, отечественный аналог – реле 711.3747-02 с возможностью корректировки размеров печатной платы и ее рисунка. Микросхему CD4049 можно заменить аналогом К561ЛН2. Микросхемы в состоянии выдерживать напряжение, которое превышает питание микросхемы. Стабилитрон 1N4734A можно заменить на КС156А, а 1N4744A на отечественный аналог КС515А. Стабилитрон VD5 предназначен для уменьшения уровня выбросов напряжения в бортовой сети автомобиля. VD4 защищает элементы схемы от механического или электрического повреждения стабилизатора DA1. В нормальном режиме работы эти стабилитроны находятся в закрытом состоянии.
Печатная плата имеет размер 55мм х100мм. Плата установлена в пластиковую коробку, подходящую по размеру схемы, и прикреплена с помощью термоклея.
