18 wrz 2016

Sterownik szyb samoch.

Prezentowane urządzenie to automatyczny sterownik elektrycznie podnoszonych szyb, który zaprojektowałem do Fiata Seicento mojej żony. Samochód posiadał oryginalnie elektrycznie podnoszone szyby, lecz ich sterowanie polegało na tym że podnośnik pracował tylko wówczas gdy przycisk był naciśnięty. Po jego zwolnieniu natychmiast się zatrzymywały. Dla lepszego komfortu, łatwiejszej obsługi, i trochę bajeru, stworzyłem własną wersję. Logikę prezentowanego sterownika oparłem o działanie sterownika, w moim Fiacie Stilo, poprawiając jedynie to co najbardziej mnie bulwersuje, czyli automatyczne zamykanie/otwieranie szyby po przytrzymaniu przycisku 0,5s ? w moim sterowniku zmieniłem na 1s, i teraz można sobie spokojnie uchylać szybę ;).



Omawiane urządzenie steruje tylko jedną szybą. Aby sterować dwoma należy wykonać dwa takie układy. Jest to duża wada, bo wymaga większego nakładu pracy, i nieco podnosi koszty, ale takie rozwiązanie posiada też sporo zalet:
- Można zastosować do szyberdachu elektrycznego (jeden sterownik).
- Łatwiej upchać gdy brakuje miejsca za deską rozdzielczą.
- Obsługa przycisków zamknij/otwórz jest całkowicie niezależna dla pasażera i kierowcy.
Te zalety właśnie skłoniły mnie do wykonania takiej, pojedynczej wersji układu.




 
Zasada działania:

Sercem układu jest mikrokontroler Attiny13, pełniąc funkcje czasowe oraz logiczne. Za pośrednictwem tranzystorów N-P-N steruje on cewkami dwóch przekaźników, które to sterują pracą podnośnika szyby. Po naciśnięciu przycisku "Otwórz" lub "Zamknij" podnośnik rozpocznie pracę. Będzie on musiał zmierzyć się z dwoma zabezpieczeniami: Jedno z nich (najważniejsze!) to wyłącznik nadprądowy. Z założenia ma natychmiast zatrzymać podnośnik, gdy szyba napotka na swojej drodze jakiś opór, lub dojedzie do maksymalnej pozycji. Zabezpieczenie wykonałem z kontaktronu, na który została nawinięta cewka, z grubego drutu emaliowanego. Gdy prąd pobierany przez silnik podnośnika wzrośnie, cewka nawinięta na kontaktron wytworzy pole elektromagnetyczne na tyle duże, że spowoduje zadziałanie kontaktronu. On z kolei zewrze do masy jedno z wejść mikrokontrolera, który natychmiast zatrzyma pracę podnośnika. Kolejnym dość istotnym zabezpieczeniem jest zabezpieczenie czasowe, które odgrywa ważną rolę podczas zamykania/otwierania automatycznego. Jeżeli podczas zamykania/otwierania, w ciągu 6 sekund nie zadziała kontaktron nastąpi zatrzymanie pracy podnośnika. Zabezpiecza to przed awarią kontaktronu, lub nieprawidłową konfiguracją cewki (za mało zwoi). Nad niezawodną pracą mikrokontrolera czuwa funkcja watchdog, która zostaje zresetowana co 64ms. Dzięki temu ewentualne zawieszenie się programu zresetuje mikrokontroler, przywracając prawidłowe działanie. Urządzenie dysponuje także czterema wejściami logicznymi (0/1) odizolowanymi od mikrokontrolera za pomocą transoptorów.
W celu wyzwolenia wejścia, należy na nie podać stan wysoki (+12V).
- Przycisk "Otwórz"
- Przycisk "Zamknij"
- Sygnał domykania szyby pochodzący z centralnego zamka
- Zewnętrzny kontaktron ? jeżeli istnieje konieczność użycia zewnętrznego kontaktronu, można go podłączyć pod to wejście, pamiętając jednak o tym by zlutować/rozlutować właściwe punkty na PCB (zostały one oznaczone). Zamiast cewki na kontaktronie można wlutować zworę, i nie trzeba montować kontaktronu na płytce PCB.



Obsługa:

Szybę podnosi i opuszcza się za pomocą przycisków Otwórz/Zamknij.
Naciśnięcie jednego z przycisków przez czas krótszy niż 1s. spowoduje ruch szyby góra/dół,
do momentu puszczenia przycisku. Po przytrzymaniu dowolnego przycisku przez czas dłuższy
niż 1s nastąpi automatyczne zamykanie/otwieranie szyby. Proces ten zostanie przerwany gdy:
- Ponownie zostanie naciśnięty dowolny przycisk
- Szyba napotka po drodze na opór (zabezpieczenie nadprądowe)
- Szyba całkowicie się zamknie/otworzy (zabezpieczenie nadprądowe)
- Czas zamykania/otwierania przekroczy 6s. (zabezpieczenie czasowe)

Opcja domykania szyby (komfort):
Po otrzymaniu sygnału domykania szyb z centralki pilota, nastąpi automatyczne zamykanie szyby.
Proces ten zostanie przerwany gdy:
- Szyba napotka po drodze na opór (zabezpieczenie nadprądowe)
- Szyba całkowicie się zamknie. (zabezpieczenie nadprądowe)
- Czas zamykania przekroczy 6s. (zabezpieczenie czasowe)


Wskazówki montażowe:












Przekaźniki:
2x KB S4-12 (użyty w projekcie)
Cewka: 12V
Styki: 20A

Odpowiedniki :
Fujitsu FBR51
Hongfa HFKM
NAIS JJM
SONGCHUAN 895

Kontaktron:
fi 2.5x16mm

Cewka:
2-5 zwoi drutu emaliowanego fi 1mm.
Nawinąć na wiertle fi 3mm, zgodnie z wskazówkami zegara,
i nasunąć na kontaktron.

Regulacji (zmniejszenia) czułości można dokonać na kilka sposobów:
- Lutując zwoje ze sobą lub ujmując je (im mniej tym mniejsza czułość)
- Rozciągając cewkę (im raster między zwojami jest większy, tym mniejsza czułość)
- Przesuwając cewkę względem kontaktronu na jego skrajne pozycje
 
 



Płytka PCB:
Montaż układu najlepiej zacząć od przylutowania dwóch zwór z cienkiego drutu, a następnie rezystorów SMD. Wszystkie ścieżki przez który popłynie duży prąd (te najgrubsze w okolicy przekaźników) należy pokryć grubą warstwą cyny najlepiej zatapiając w niej cienki miedziany drut.


Dane techniczne:

Napięcie zasilania: 12V - 15V
Pobór prądu w stanie czuwania: max 10mA
Napięcie wyjściowe (podnośnik): 12V - 15V
Maksymalny prąd wyjściowy (podnośnik): 20A
Napięcie wejść 0/1: 12V ? 15V
Zabezpieczenia: nadprądowe, czasowe



>> Download <<





UWAGA!!!
Zachowaj szczególną ostrożność podczas montażu, przeprowadzania testów działania, oraz eksploatacji układu! Jeżeli chcesz sprawdzić czy zabezpieczenie przed przeciążeniem działa prawidłowo, dopchnij dłonią szybę do uszczelki, przytrzymaj ją obustronnie dociśniętymi dłońmi do jej powierzchni przy otwartych drzwiach, lub użyj przedmiotu który szyba będzie w stanie ściąć nie doprowadzając do jej uszkodzenia. Nie wsadzaj rąk w szczelinę między szybę a drzwi!!! Nie ponoszę odpowiedzialności za szkody materialne bądź zdrowotne wyrządzone przez prezentowany układ. Z udostępnionych materiałów, korzystasz na własną odpowiedzialność!