Электронный регулятор скорости автомобильного вентилятора печки

Проголосуй

Электронный регулятор скорости автомобильного вентилятора печки

Электронный регулятор оборотов электровентилятора печки.

Для регулировки производительности печки в отечественных автомобилях используют проволочные сопротивления включаемые последовательно с печкой. Эта конструкция проста и надежна, но не лишена недостатков. Во первых, не смотря на понижение оборотов (уменьшение мощности на вентиляторе), общее потребление тока мало меняется. До половины мощности просто тратится в пустую на нагрев добавочных сопротивлений. Во вторых, обычно имеет ограниченное число ступеней регулировки.
С установкой вентилятора от отопителя семейства Самара – «улитки», проблема энергопотребления обостряется. На холостом ходу обороты могут заметно проседать и уменьшатся выдаваемое генератором напряжение.

Современная элементная база позволила создавать регуляторы мощности, с применением широтно-импульсной модуляции, с КПД до 99% и допустимыми токами в сотни ампер. Один из таких регуляторов продается в магазинах радеодеталей в наборе «Мастеркит» — BM4511 – Регулятор яркости ламп накаливания 12 В/50 A. Его параметры вполне подходят для управления двигателем улитки, который потребляет до 14А тока.

Электронный регулятор скорости автомобильного вентилятора печки

Но для работы с активной нагрузкой, которой является коллекторный двигатель улитки, его необходимо доработать. ШИМ регуляторы давно используются в блоках питания и материнских платах компьютеров, поэтому все запчасти можно позаимствовать от них, если есть не рабочие.

Нужно установить параллельно двигателю диод шоттки(обозначен красным на схеме). Это нужно для гашения импульсов отрицательной полярности возникающие в обмотке двигателя при закрытии электронного ключа ШИМ. Подобные диоды ставят(если не экономят) параллельно обмотке реле. Диод я взял из первого попавшегося дохлого компьютерного блока питания, сам диод я конечно проверил. Необходимо увеличить рабочую частоту ШИМ т. к. на частоте 500 Гц двигатель печки неслабо «поет». Я увеличил примерно до 22кГц. Частота увеличивается пропорциональным уменьшением емкости конденсаторов С2 и С4. Я заменил их на конденсаторы емкостью 2,2нФ и 22нФ соответственно Нужно ставить фильтр на питание печки с регулятором т. к. в машине за счет проводов и контактов аккумулятор получается «далеко» от входа регулятора и не может гасит сильные пульсации тока(коммутация электронным ключем 14А на частоте 20кГц) которые распространяются по всей электросети автомобиля и не всем потребителям это может быть по душе. В частности шунтирующий конденсатор(С6) самого ШИМа разогревается и взрывается в течении 10 минут работы. Для гашения пульсаций нужно поставить несколько параллельно(для распределения тока между отдельными конденсаторами) соединенных конденсаторов. Конденсаторы должны быть специального типа(чтоб не греется и не взрыватся) рассчитанные на импульсные нагрузки и имеют отличительную золотистую маркировку. Т. к. эти конденсаторы относительно дорогие, я использовал снятые со списанной материнской платы компьютера. Нужно брать наиболее емкие конденсаторы т. к. они рассчитаны на большие токи. На материнской плате было 10 конденсаторов 2200мкФ на 10В. Для повышения допустимого напряжения я собрал сначала пары соединенные последовательно, получив 5 емкостей 1100мкФ(при последовательном соединении емкость меняется так С1*С2/(С1+С2)) на 20в. Соединив пары параллельно получил емкость 5500мкФ на 20В. Данная сборка не дает и намека на нагрев при работе ШИМ на максимальную мощность.

Читайте также:  Aux в магнитоле что это такое

Электронный регулятор скорости автомобильного вентилятора печки

Силовой транзистор (электронный ключ) при работе с нагрузкой на двигатель улитки немного греется и его нужно установить на небольшой радиатор. Я подобрал подходящий из списанного монитора. Можно так же использовать и из блоков питания.

Переменный резистор которым производится регулировка был установлен вместо выключателя печки. Т. к. в крайнем начальном положении ШИМ не работает и электронный ключ полностью закрыт, необходимости в дополнительном выключатели печки нет. Для того чтобы в темное время можно было ориентироваться в положении регулятора, в ручку резистора был установлен красный светодиод, а в заглушку зеленый.

Электронный регулятор скорости автомобильного вентилятора печки

Электронный регулятор скорости автомобильного вентилятора печки

Электронный регулятор скорости автомобильного вентилятора печки

Статьи / Схемы / для Авто — Регулятор оборотов отопителя на энкодере
Электронный регулятор скорости автомобильного 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:

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…

Электронный регулятор скорости автомобильного вентилятора печки

Схема вариант 2:

Электронный регулятор скорости автомобильного вентилятора печки

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.

Читайте также:  Как прикурить дизельный автомобиль

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.

Электронный регулятор скорости автомобильного вентилятора печки

Отопительная система автомобиля состоит из радиатора, через который течет горячая охлаждающая жидкость и вентилятора, благодаря которому воздух поступает с улицы в салон. Регулировка печки осуществляется двумя органами:
— краном, благодаря которому изменяется напор жидкости протекающей через радиатор печки;
— переключателем, который регулирует скорость вращения вентилятора.

В подавляющим большинстве отечественных автомобилей, регулировка переключателем очень примитивна. При этом вентилятор работает создавая много шума, а уменьшить частоту вращения не представляется возможным. В автоматическом же режиме, частота вращения вентилятора так же не снижается, он просто периодически включается и выключается. И все же, данный вентилятор — это обычный двигатель постоянного тока, поэтому организовать плавную регулировку частоты вращения не так уж и сложно, для этого можно применить широтно-импульсный модулятор тока, протекающего через него.

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.

Электронный регулятор скорости автомобильного вентилятора печки

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.

Читайте также:  Https tportal vaz ru psss

Частота импульсов составляет порядка 15 кГц и зависит от емкости конденсатора C1 и половины сопротивления резистора R1. При регулировке резистора R1, частота практически не изменяется, однако изменяется скважность импульсов, так как изменяется сопротивление заряда-разряда конденсатора C1. Диоды VD1 и VD2 коммутируют части сопротивления для разных полуволн. Максимальная частота вращения вентилятора будет в нижнем (по схеме) положении резистора R1. При этом, длительность нулевого перепада на затворе VT1 будет минимальная, а длительность единичного перепада — максимальная. Резистор R3 используется для того, чтобы не нарушать режим работы элемента DD1.1, не допуская опасного для него состояния. Минимальная частота вращения вентилятора, в верхнем (по схеме) положении резистора R1. В этом случае подбором резистора R2 необходимо выбрать минимальную скорость вращения вентилятора, при которой он еще работает без перебоев и остановок. Подбирать резистор необходимо под каждый электродвигатель индивидуально. Как следствие сопротивление резистора R2 может получится совершенно иным, нежели указанном на схеме.

В данном схеме, используется резистор R1 с выключателем на одном валу. Его необходимо подключить так, чтобы выключатель SB1 выключался при повороте в крайнее верхнее (по схеме) положение резистора R1, то есть — меньше минимума. При вращении резистора R1 в выключенное состояние, контакты выключателя SB1 размыкаются и на объединенные входы элементов DD1.3-DD1.6 поступает напряжение логической единицы через резистор R4. В то время же время, на выходах DD1.3-DD1.6 будет логический ноль. Как следствие, транзистор VT1 будет закрыт и вентилятор M1 работать не будет.

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.

Комментировать

Adblock detector