Реле-регулятор із термокомпенсацією. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Реле-регулятор із термокомпенсацією. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Автомобіль. Електронні пристрої

Коментарі до статті

У статті розглянуто автомобільний реле-регулятор на мікроконтролері PIC12F675, що вбудовується у штатний корпус регулятора. Основна його особливість - підтримання оптимальної напруги на виводах акумуляторної батареї при двигуні, що працює, в залежності від її температури.

У журналах та Інтернеті досить багато сказано про "життя" автомобільних акумуляторних батарей (АКБ) та представлено чимало різних зарядних пристроїв, від простих до складних, що відновлюють "життя" АКБ. Великий інтерес зумовлений тим, що автомобільні реле-регулятори напруги найчастіше не забезпечують оптимальної підзарядки батареї, особливо в зимовий час. До того ж зарядні пристрої призначені для профілактичної зарядки поза автомобілем, що не зовсім зручно. Як відомо, напруга свинцевого акумулятора залежить від температури. Чим нижча температура, тим нижча швидкість протікання хімічних реакцій і тим більше має бути додана напруга до АКБ під час заряджання. Штатні реле-регулятори часто побудовані за простими компараторними схемами і не здатні забезпечити правильну зарядку. У продажу є термокомпенсовані регулятори, але встановлені всередину генератора, і нагрівшись від двигуна, вони також не здатні правильно стежити за температурою АКБ. Існують ще трирівневі регулятори, але вони вимагають хоч і рідкісного, але ручного перемикання режиму напруги (наприклад, "мінімум", "норма", "максимум") відповідно до температури за бортом автомобіля.

Пропонований пристрій замінює штатний реле-регулятор напруги та дозволяє ефективно використовувати АКБ, не допускаючи її перезаряджання та недозаряджання при зміні температури самої АКБ.

Рис. 1 (натисніть , щоб збільшити)

Схема регулятора представлена рис. 1. Його "серцем" є мікроконтролер DD1 PIC12F675-I/SN, що тактується від внутрішнього генератора частотою 4 МГц. На мікроконтролер через дільник на резисторах R1 та R2 подається напруга безпосередньо з плюсового виведення акумулятора (+АКБ). На ній і закріплений датчик температури ВК1 (LM135Z). Це аналоговий датчик із лінійною залежністю напруги від температури (ТКН = +10 мВ/К). Конденсатори С1 і C3 - завадодавні. Мікроконтролер за допомогою вбудованого АЦП перетворює аналоговий сигнал датчика на цифровий код. Крок вимірювання температури у програмі - 2 °С. За отриманим значенням програма обчислює потрібну напругу.

Реле-регулятор з термокомпенсацією
Рис. 2

Обчислення відбувається на основі завантаженої таблиці, побудованої за графіком, показаним на рис. 2. Обчислена напруга порівнюється з реальним на акумуляторі, і якщо воно менше необхідного, мікроконтролер включає обмотку збудження (ОВ) генератора автомобіля. Щоб виключити багаторазові перемикання на порогових значеннях напруг, передбачений гістерезис близько 0,2 між включенням і вимиканням ОВ. Обмотка управляється ключем на польовому транзисторі VT1 IRLR2705.

Для підвищення надійності пристрою та прискорення перемикання транзистора VT1 затвор останнього підключається відразу до двох виходів GP4 та GP5 мікроконтролера DD1. Живиться мікроконтролер напругою +5 від інтегрального стабілізатора DA1 L78L05CD. Така ж напруга використовується і як зразковий для внутрішнього АЦП мікроконтролера. Стік транзистора VT1 підключений до проводу, що йде на затискач Ш, а через діод VD1 - до проводу, що йде на затискач В штатного реле-регулятора (див. схему електрообладнання автомобіля ВАЗ-2109). Струм пристрою - близько 4 мА.

Реле-регулятор з термокомпенсацією
Рис. 3

Реле-регулятор з термокомпенсацією
Рис. 4

Друкована плата виготовлена із одностороннього фольгованого склотекстоліту розмірами 27x21 мм. Креслення плати показано на рис. 3, але в рис. 4 – розташування елементів у масштабі 2:1. Всі резистори та неполярні конденсатори - для поверхневого монтажу типорозміру 0805, С4 - оксидний танталовий типорозмір А або В. До контактних майданчиків на платі припаяні виходять назовні через отвір проводу зі стандартною чотириконтактною колодкою на кінці. Зібраний регулятор поміщений у корпус штатного реле-регулятора автомобіля ВАЗ-2109 старого зразка. Корпус був акуратно розкритий, і на місце старої плати приклеєно нову. Датчик температури LM135Z приклеєний до товстої латунної шайби теплопровідним клеєм. Цю шайбу потім фіксують болтом кріплення плюсового дроту висновку АКБ. До неї ж припаюють живильний провід пристрою, що йде від затиску Б.

Роз'єм ICSP для програмування не передбачено, тому мікроконтролер необхідно запрограмувати заздалегідь або з'єднати роз'єм програматора з відповідними друкованими майданчиками на платі тонкими проводами.

Реле-регулятор з термокомпенсацією
Рис. 5

Зовнішній вигляд зібраного регулятора показано на рис. 5. Його необхідно налагодити за температури +20 °С до встановлення в корпус. Відключають датчик температури ВК1 та резистор R1, до затвора транзистора VT1 підключають вольтметр (бажано цифровий). Далі від

регульованого джерела живлення подають напругу +13,8 на вхід стабілізатора DA1 і перевіряють наявність напруги +5±0,1 на його виході. На затворі VT1 має бути високий логічний рівень. Підключають виведення резистора R1. У цей момент високий логічний рівень на затворі VT1 має змінитись на низький. Підбіркою резистора R2 домагаються чіткої появи високого рівня при напрузі 13,6 і низького при 13,8 В. Потім підключають висновок датчика температури ВК1. При +20 °С поріг перемикання повинен бути 14...14,2 В. Підключивши малопотужну лампу на 12 В між стоком транзистора VT1 та плюсом джерела живлення, переконуються у правильному перемиканні транзистора при зміні напруги живлення. У цьому налагодження можна вважати закінченим.

При встановленні на автомобіль необхідно стежити, щоб дроти від регулятора не опинилися поруч із високовольтними, а також захистити контактну колодку від попадання води та бруду. Бажано застосувати екрановані дроти для ланцюгів живлення та датчика температури.

Цей регулятор напруги експлуатується на автомобілі вже два роки, і збоїв не було помічено. Під час лютих сибірських морозів акумулятор віддавав помітно більший струм стартеру, а спекотні дні не перезаряджався.

Програму мікроконтролера та креслення друкованої плати у форматі Lay можна завантажити з ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/04/termoreg.zip.

Автор: Н. Овчинніков

Дивіться інші статті розділу Автомобіль. Електронні пристрої.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Захист даних на жорсткому диску 27.09.2002

Американський учений Б. Ноубл із університету Мічігану (США) винайшов новий спосіб захисту інформації, що зберігається на портативних комп'ютерах. Розроблена ним система автентифікації автоматично шифрує дані на жорсткому диску, щойно власник комп'ютера відходить від нього.

Справа в тому, що система підтримує радіозв'язок зі спеціальним пристроєм, що носиться, який повинен завжди знаходитися при власнику ноутбука і самостійно встановлювати бездротове з'єднання з комп'ютером.

Коли власник машини відходить від неї на досить велику відстань, пристрій, що вноситься в наручний годинник, подає сигнал про це комп'ютеру, і дані шифруються.

Інші цікаві новини:

▪ Samsung Galaxy Великого

▪ Розкрито секрет довголіття черепах

▪ Найкращі друзі дітей - домашні тварини

▪ Бактерії знайдуть вибухівку

▪ Робот своїми руками

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Досліди з хімії. Добірка статей

▪ стаття Переоцінка цінностей. Крилатий вислів

▪ стаття За якої температури замерзає вода? Детальна відповідь

▪ стаття Загальні підстави відповідальності за заподіяння шкоди

▪ стаття Електронний металошукач. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Норми випробувань електрообладнання та апаратів електроустановок споживачів. Випробувальна напруга промислової частоти для ізоляції машин постійного струму. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт