Модуль управления стеклоподъемниками своими руками

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Контроллер электрических стеклоподъемников или люка в автомобиле

Данное устройство является автоматическим контроллером для электрических стеклоподъемников, которые разработаны для автомобиля, где уже были электрически управляемые окна, но они работали только при нажатии кнопки. После отпускания они немедленно останавливались. Для удобства управления была создана своя версия. Тут автоматическое закрывание / открывание стекла происходит после удержания кнопки 1 сек, и теперь вы можете легко открыть окно кратковременным нажатием, как и в более продвинутых автомобилях. Например можете использовать его для управления покупным приводом стёкол на ВАЗ и аналогичные машины. Устройство управляет только одним стеклом, чтобы контролировать два, необходимо создать две такие схемы. Это конечно требует больше работы и немного повышает стоимость, но такое решение имеет много преимуществ:

1. Может применяться к электрическому люку.
2. Легче установить и подключить.
3. Использование кнопок независимое у пассажира и водителя.

Внимание! Будьте осторожны при сборке, проведении испытаний и эксплуатации схемы! Редакция 2 Схемы.ру не несет ответственности за материальные или моральные повреждения, вызванные представленной схемой. Вы используете всё это на свой страх и риск!

Схема блока автоматического управления

Технические данные контроллера окон

• Напряжение питания: 12 — 15 В
• Потребляемый ток в режиме ожидания: 10 мА
• Напряжение привода: 12 — 15 В
• Максимальный выходной ток: 20 А
• Входное напряжение 0/1: 12 В
• Защита от перегрузки по току, по времени.

Можно снизить расход энергии применив более экономичный стабилизатор, вместо этих 78L05. Ток в режиме ожидания 10 мА относится к одному модулю, с двумя будет 20 мА, но и это не много, подсчитаем:

Емкость батареи 36Ah с током нагрузки 10 мА = 0,01 А. Значит 36:0,01 = 3600 часов (150 дней), то есть разряд АКБ произойдёт через пять месяцев, а при токе 7 мА — через семь (214 дней).

Принцип работы контроллера стеклоподъемников

Основой схемы является микроконтроллер Attiny13, выполняющий функции задания времени и логики. Через транзисторы он управляет катушками двух реле, которые в свою очередь управляют работой подъемника окна. После нажатия кнопки «Открыть» или «Закрыть» привод начнет работать. Система оснащена двумя защитами:

1. Одна из них предназначена для немедленной остановки подъема, когда ветровое стекло сталкивается с неким сопротивлением или достигает своего максимального положения. Тут сделана защита герконом, на котором была намотана катушка из толстой эмалированной проволоки. Когда ток, потребляемый двигателем подъемника увеличивается, катушка намотанная на геркон создаст электромагнитное поле достаточно большое, чтобы заставить сработать его. В свою очередь, он подключит к земле один из входов микроконтроллера, который немедленно остановит работу привода. Еще одной важной гарантией является защита времени, которая играет важную роль при автоматическом закрытии / открытии.
2. Если во время закрытия / открытия геркон не работает в течение 6 секунд, привод также будет остановлен. Это предотвратит неправильное использование герконового переключателя или неправильную настройку катушки (слишком маленькая например). Надежная работа микроконтроллера контролируется функцией таймера, который сбрасывается каждые 64 мс. Благодаря этому возможная приостановка программы сбрасывает микроконтроллер, восстанавливая надлежащую работу.

Устройство также имеет четыре дискретных входа (0/1), изолированных от микроконтроллера с помощью оптопары. Чтобы инициировать ввод, для них должно быть присвоено высокое состояние (+12 В). Кнопка «Открыть» — кнопка «Закрыть» или сигнал закрытия окна от центральной блокировки

Если необходимо использовать внешний геркон, он может быть подключен к этому входу, однако не забудьте распаять соответствующие точки на печатной плате (они отмечены). Вместо катушки на герконовом переключателе можно припаять перемычку.

Окно поднимается и опускается с помощью кнопок «Открыть / Закрыть». Нажатие одной из кнопок менее 1 сек. приведет к тому, что окно будет двигаться вверх / вниз, пока кнопка не будет отпущена. После длительного нажатия любой кнопки — более 1 сек., автоматически закроется / откроется стекло. Этот процесс будет прерван, когда:

• любая кнопка снова нажата
• стекло столкнется с сопротивлением на пути (токовая защита)
• окно полностью закрыто / открыто (токовая защита).
• время закрытия / открытия превысит 6 секунд (временная защита).

Инструкции по сборке и настройке схемы

Сборка печатной платы. Сборку схемы лучше всего начать с облуживания, а затем пайки резисторов SMD. Все пути, через которые протекает большой ток, должны быть покрыты толстым слоем олова с тонкой медной проволокой внутри.

Универсальный драйвер для электрических окон в автомобиле содержит такие основные компоненты:

• Реле 2 штуки S4-12 с катушкой 12 В и контактами на 20 А. Эквиваленты: Fujitsu FBR51, Hongfa HFKM, NAIS JJM, Songchuan 895.
• Геркон 2,5 x 16 мм.
• Катушка 2-5 витков из эмалированной проволоки диаметром 1 мм. Мотается на 3 мм сверло по часовой стрелке и надевается на герконовый переключатель.

Регулировка токовой чувствительности может быть выполнена растяжением катушки (чем расстояние между витками больше, тем ниже чувствительность), или перемещением катушки по геркону в крайние положения.

Схема работает без проблем в автомобиле уже в течение нескольких лет. В приложении все файлы для сборки такого контроллера своими руками.

Источник

Модуль управления стеклоподъемниками своими руками — Технические записки

Модуль управления стеклоподъемниками своими руками

Как известно, в Volkswagen Polo Sedan во всех комплектациях установлено 4 электрических стеклоподъемника. Но, чтобы всеми ими управлять с водительской двери, нужно купить самую дорогую комплектацию. Во всех остальных комплектациях установлено только 2 кнопки. Это я решил исправить.

Казалось бы, что сложного? Купи кнопки от комплектации Хайлайн и поставь в свою машину. На деле все сложнее.

В комплектации Хайлайн управление стеклоподъемниками происходит через микроконтроллеры (по микроконтроллеру в каждой двери и главный блок комфорта в салоне). В них используются слаботочные «цепи» управления. В остальных комплектациях управление происходит без микроконтроллеров методом коммутации. И все управление завязано на блоке кнопок в водительской двери.

Тогда я решил сделать свой контроллер стеклоподъемников.

Подготовка:

В качестве микроконтроллера я выбрал Atmega 328P на платформе Arduino Nano. Потребуется 2 штуки.

Изначально, для управления силовой нагрузкой планировал использовать модули реле для Arduino. Но, «порывшись» в интернете, обнаружил замечательный модуль управления моторами с рабочим током 14А и максимальным до 30А Monster motor module. Для него подходит корпус G1013. Фиксировал плату в корпусе на термоклей.

Этого более чем достаточно для управления одним мотором стеклоподъемника. Плюсом в модуле присутствует датчик тока, который понадобится для отслеживания остановки мотора. Так как этот модуль управляет одним мотором, то нужно приобрести 4 штуки.

Также нужно приобрести кнопки на все двери:

Кнопки под хром

• 5ND 959 857 — блок кнопок в водительской двери
• 5ND 959 855 — кнопка в пассажирской двери (3 штуки)

Просто черные кнопки:

• 1K4 959 857 — — блок кнопок в водительской двери
• 6RU 959 856 — кнопка в пассажирской двери (3 штуки)

Разъемы для них:

• 1K0 972 776 — для водительской двери
• 1K0 972 704 C — для пассажирской двери
• N 907 647 01 — пины в разъем 19 штук.

Накладки для кнопок:

• 6RU 867 255 A 9B9 — для пассажиров (3 шт.)
• 6RU 867 255 9B9 — для водителя

Провод использовал НВМ-4 0,35 мм 2 .

Изготовление:

Почему решил использовать 2 микроконтроллера? Очень просто. Для управления всеми окнами достаточно и одного. Но при монтаже не хватит места в разъеме из салона в дверь. Там есть место только для 3 проводов. Этого хватит для обмена данными между контроллерами по шине (потребуется 2 провода).

• В итоге получилась такая схема:

Масса силовых модулей (Monster motor module) соединяется между собой попарно (пара передних, пара задних) и подключается к основному блоку. Это нужно для того, чтобы отключать их при постановке авто на охрану.

• Схема блока водительской двери:

В первой таблице распиновка разъема. Во второй — список компонентов с их значениями. Стабилизатор напряжения использовал L7805 в корпусе d2pak. Оптопара — самая простая PC817.

В этой схеме добавлено 2 мосфета для управления питанием на силовых модулей.

Изготовление плат:

Изготавливал платы сам методом ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Достаточно иметь лазерный принтер и утюг. Как с помощью этой технологии изготовить печатную плату можно прочитать в интернете.

Также можно воспользоваться услугами по изготовлению печатных плат ссылка1 ссылка2 (их услугами не пользовался).

Плата в водительской двери:

Размер подгонял под этот корпус. U12 — обычный угловой ATX разъем.

Основная плата. К ней заказал корпус, но он оказался слишком большим. Подобрал от какого-то блока питания для внешнего бокса жесткого диска.

Здесь также используются разъемы ATX на 20 и 4 выхода. Мосфеты Q1 и Q2 использовал в корпусе TO220. Ноги у них загнул и положил на плату. Дорожки к ним узковаты для больших токов, поэтому залудил их толстым слоем припоя.

В конце покрыл плату Цапонлаком в три слоя.

Ссылки на схемы и платы (для программы Diptrace):

Программирование плат:

Код модуля в водительской двери

Код основного модуля:

Монтаж в машину:

Все работы выполнял при отключенном аккумуляторе.

Прежде, чем начать монтаж блоков стеклоподъемников, сделал их работу постоянной. Их отключение после постановки на охрану будет выполнять основной блок стеклоподъемников.

Стандартная схема стеклоподъемников в водительской двери.

Сразу видно, что провода питания всех стеклоподъемников идут через блок кнопок. Если он выйдет из строя, то задние стеклоподъемники работать не будут, т.к. от этого блока идет желто-черный провод +12 вольт на них. Возможно будет работать только передний пассажирский стеклоподъемник. На него идет отдельно питание от предохранителя S1 (выход 169 на схеме).

Итак, первым делом приступил к монтажу модуля для мотора. От мотора идут 2 провода — черно-белый, и красно-белый. Отрезал их и соединил с высокотоковыми выводами OUTA и OUTB. +12 вольт взял от черного провода из 28-пинового разъема между салоном и дверью (пин 25). От этого провода также запитался и блок в водительской двери. Массу прокинул отдельную, т.к. этот моторы буду отключать после постановки на охрану. Общую массу двери (коричневый провод) отрезал только от кнопок. Соединение 267 нельзя разрывать. В качестве массы для блоков использовал желто-черный провод. Разрезал его в салоне между соединением В278 и 28 контактным разъемом в двери. Конец, который идет в дверь подключил к 4-пиновому разъему основного блока стеклоподъемников (к какому конкретно указано в таблице на схеме платы). Другой конец, который идет в салон соединил с черным либо с черным с красной полосой (в зависимости от года выпуска автомобиля) проводом от предохранителя S2. В двери отрезал черно-желтый провод от кнопок и подключил к массе модулей. Теперь управляющие провода сечением 0,35 мм2. +5 вольт поступают от модуля в водительской двери. Разъемы GND и EN оставил пустыми (GND общий с высокотоковым разъемом, EN я так и не понял зачем нужен). EnA и EnB — управляющие сигналы поднятия/опускания. Разъем PWM — управляющий ШИМ сигнал. Сюда тоже подал +5 вольт.

Следующим идет управляющий блок в водительской двери. Его приклеил на двухсторонний скотч в районе подлокотника. Оставшиеся провода подключил согласно распиновке на схеме платы (выше по тексту). В качестве проводов для шины UART (пины Rx и Tx) использовал провода красно-зеленый и черно-зеленый.

Кнопки в водительской двери. Распиновка разъема.

1 — кнопка блокировки задних окон. 2 — светодиод блокировки задних окон. 3 и 9 — подсветка кнопок (подключил к голубому проводу подсветки кнопки открытия багажника). 4 и 10 — масса. 5, 6, 7 и 8 — кнопки открытия/закрытия окон.

Получилась такая схема:

Остался один лишний провод сечением 2,5 кв. мм. в 28-контактном разъеме. Его использовал в другой двери.

К задним дверям протянул 6 проводов: 5 — сечением 0,35 кв. мм. и 1 — сечением 2,5 кв. мм. для массы. В передней пассажирской двери на 2 провода меньше, т.к. там уже протянуты черно-зеленый и красно-зеленый провод.

Распиновка проводов такая же, как на водительской двери. 2 провода пойдут на кнопку в двери: 1 — подсветка, 2 — сигнал с кнопки. Массу для кнопки взял в двери. Остальные 3 тонких провода: 1 — +5В (подключается в +5V и PWD), 2 и 3 — EnA и enB.

Основной блок в салоне.

Расположил его за ручкой открытия капота под пластиковой обшивкой.

Распиновка разъемов есть в таблице выше со схемой платы. Интересны только 17 и 18 пины разъема. На 17 пин подается импульс +12 В при постановке на охрану. Тогда срабатывает доводчик окон и блок отключает питание на стеклоподъемники. На 18 пин подается импульс +12 В при снятии с охраны. После чего подается питание на стеклоподъемники.

Итог.

Какие плюсы такой схемы:

• Возможность управлять всеми окнами с водительской двери;
• Полная автоматика на все окна;
• Появилась подсветка кнопок;
• Реализована функция доводчика стекол при постановке на охрану;
• Пропал глюк когда окно останавливалось на какое-то время и никуда не двигалось.

Теперь про минусы:

• Проводка уже не будет иметь заводской вид;

Источник