Как известно обогрев ветрового стекла на автомобиле разделён на два контура (левый и правый), потребляет большой ток. При параллельном подключении просаживает борт сеть автомобиля, особенно на холостом ходу (ХХ), при последовательном не быстро и не достаточно прогревает стекло в мороз.
Рассматриваемое устройство направлено на решение обоих проблем при автозапуске и на ХХ.
1. Устройство чередует включение контуров стекла поочередно, с частотой 15 Гц, каждый контур параллельно борт сети. Т.е. сопротивление контуров не увеличивается, как при последовательном подключении контуров, мощность каждого контура остаётся прежней. Но с прерыванием во времени, на другой контур, чередованием — ток потребления всегда равен одному подключенному параллельно борт сети контуру.
2. Устройство автоматически включает обогрев стекла только когда включено зажигание, двигатель (ДВС) прогрет более чем задано пользователем, допустим, более +50С, напряжение борт сети выше заданного уровня, например более 13.6В, в разрешенное время, дни недели и месяцы — для удобства при использовании автозапуска ДВС.
3. Устройство автоматически регулирует скважность (время включения каждого контура) в зависимости от установленного пользователем минимального порога падения напряжения борт сети, вплоть до полного отключения, если напряжение борт сети ниже порога напряжения борт сети.
4. Пользователем может быть установлен сдвиг интенсивности обогрева между двумя контурами, вплоть до 100% времени одного из контуров или параллельной работы, т.е. до 100% времени на каждый контур, как при параллельном включении, если это позволяет нижний порог напряжения борт сети.
5. Пользователем может быть заданы месяцы, дни недели и промежутки времени в которые разрешено автоматическое включение обогрева стекла. например, разрешено автоматически включать обогрев в декабре, январе, феврале, с ПН по ПТ, с 8:00 до 8:30 и с 17:00 до 17:30, при условиях — Зажигание включено, напряжение выше нижней точки борт сети, температура ДВС выше заданной, т.е. если автозапуск ДВС сработал в не рабочее время обогрев не включится.
6. Пользователем может быть задано автоматическое включение вентилятора отопителя/кондиционера, по t прогрева двигателя, например если t ДВС более +60С. А так-же ещё два канала управления чем либо — «жопогрелки», видеорегистратор и т.п. и т.д., по сигналу от доп. канала управления сигнализации.
7. Ручное управление, с нарушением всех правил, т.е. когда пользователь присутствует в автомобиле.
8. Устройство абсолютно не чего не потребляет с АКБ, при выкл. зажигании, оно включается только вместе с включением зажигания (если исключить из схемы VR2 запитав IC2 от VR1, что допускается, если с ним, то несколько мА).
Схема:
Принцип работы:
1. Устройство работает только при включённом зажигании.
2. Если устройство находится в режиме «авто», то устройство бесконечно проверяет: напряжение борт сети, время/день недели/месяц, температуру ДВС, если все правила совпадают автоматически включает и контролирует обогрев стекла, если хоть одно из правил не соответствует, то всё выключено и бездействует. Если устройство в режиме «ручное управление», автоматически не чего не предпринимает, только ручной ввод параметров и прямое управление.
3. В схеме применён микроконтроллер (МК) ATMEGA16A, который:
Опрашивает порты клавиатуры, порт сигнала от доп. выхода сигнализации, измеряет напряжение с резистивного делителя 1/10, подключенного к замку зажигания и от одной фазы обмотки генератора, контроль возбуждения генератора (сигнал D+ или W генератора) — можно не использовать, сигнал можно запараллелить с сигналом от замка зажигания.
Задаёт три ШИМ сигнала, с регулируемой скважностью, один 30Гц задающий интенсивность/сдвиг (баланс) работы каждого из контуров и два ШИМ по 15Гц — время работы каждого из контуров, эти сигнала смешиваются в логических элементах 2И-НЕ и подаются, через усилитель, на силовые ключи включения, каждого из контуров.
Логические порты подключены к ключам управления, реле включения силового питания контуров (общий «+» контуров), ключи, включения вентилятора охлаждения схемы, открытые коллекторы для подключения внешних реле управления вентилятором отопителя/кондиционера и другими устройствами автомобиля.
Два порта 2Wire — два термодатчика, один на радиатор транзисторов устройства, второй к головке блока цилиндров (ДВС).
Осциллограмма:
Чередование 50% времени каждый (затворы ключей контуров).
Фото сборки:
С Уважением, Торопов Роман Юрьевич, г. Пермь.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1 | МК AVR 8-бит | ATmega16A | 1 | |||
| WH1602 | LCD-дисплей 16 x 2 | WH1602 | 1 | |||
| IC2 | Часы реального времени (RTC) | DS1307 | 1 | |||
| NAND1, NAND2 | Логика 2И-НЕ | К155ЛП7 | 1 | |||
| T1, T2 | MOSFET-транзистор | IRL3705N | 2 | |||
| VT1-VT4 | Биполярный транзистор | КТ815Г | 4 | |||
| VR1 | Линейный регулятор | LM78L05 | 1 | |||
| VR2 | Линейный регулятор | LM1117-5.0 | 1 | можно без него | ||
| D1-D4, VD1-VD3 | Выпрямительный диод | 1N4001 | 7 | |||
| Датчик температуры | DS18B20 | 2 | ||||
| R1, R2, R7, R8, R27 | резистор SMD 0805 | 200 | 5 | |||
| R6 | резистор SMD 0805 | 10 | 1 | |||
| R9, R11-12, R18 | резистор SMD 0805 | 10 КОм | 4 | |||
| R10 | резистор SMD 0805 | 4.7КОм | 1 | |||
| R14, R17 | резистор SMD 0805 | 1МОм | 2 | |||
| R15-16 | резистор SMD 0805 | 30 | 2 | |||
| R19 | резистор SMD 0805 | 2.7КОм | 1 | |||
| R20 | резистор SMD 0805 | 500 | 1 | |||
| R21-24 | резистор SMD 0805 | 1 КОм | 4 | |||
| R25 | резистор SMD 0805 | 18КОм 1% | 1 | |||
| R26 | резистор SMD 0805 | 2КОм 1% | 1 | |||
| R5 | Подстроечный резистор | 10 КОм | 1 | |||
| C1-C4, C8, C10, C12 | SMD конденсаторы керамические | 0.1мкФ | 7 | |||
| C5, C14 | SMD конденсаторы керамические | 6.2pF | 1 | |||
| С11 С13 | SMD конденсаторы керамические | 1мкФ | 2 | |||
| С6, С9 | Конденсаторы электролитические | 100мкФ | 2 | |||
| С7 | Конденсаторы электролитические | 470мкФ | 1 | |||
| К1 | Реле | 12В 30А | 1 | |||