edw 2003 12 s58, Literatura techniczna, Czasopisma, Elektronika Dla Wszystkich, edw podf
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Forum Czytelników
Przycisk
„star t
-
stop”
w samochodzie
Konieczność częstej jazdy na krótkich odcin-
kach, to ciągłe szukanie i obracanie w ręku
kluczyka! Sytuacja taka skłoniła mnie do
opracowania modnego obecnie w najnow-
szych samochodach przycisku służącego do
uruchamiania i zatrzymywania silnika. Urzą-
dzenie zostało zamontowane w samochodzie
Skoda Octavia 2,0 z silnikiem benzynowym,
dokładny opis montażu dotyczy więc tego sa-
mochodu. Bez przeszkód jednak można urzą-
dzenie montować, z uwzględnieniem odpo-
wiedniego podłączenia, do każdego samo-
chodu z silnikiem benzynowym, a po nie-
wielkiej modyfikacji schematu, również do
samochodów z silnikami wysokoprężnymi.
W celu podłączenia urządzenia nie trzeba do-
konywać żadnych zmian w instalacji elek-
trycznej samochodu. Wykorzystuje się istnie-
jące połączenia stykowe, i można w przypad-
ku awarii urządzenia wrócić do stanu poprze-
dniego przez przełożenie dwóch wtyczek.
Urządzenie w stanie spoczynku nie pobie-
ra żadnego prądu, jest zachowana tzw. „prze-
rwa powietrzna”.
- Ponowne naciśnięcie przycisku powoduje
natychmiastowe wyłączenie zapłonu i za-
trzymanie silnika. Czas naciskania przy wy-
łączeniu jest dowolny.
- Krótkie naciśnięcie przycisku, o czasie
krótszym niż czas opóźnienia (0,8-1s.), po-
woduje włączenie zapłonu i pozostałych
odbiorników bez uruchamiania rozrusznika.
Jest to potrzebne do celów serwisowo-kon-
trolnych, np. sprawdzenie kierunkowskazów,
świateł, itp.
- Ponowne naciśnięcie wyłącza układ do sta-
nu wyjściowego. Czas naciskania przy wyłą-
czeniu jest dowolny.
- Gdy zapłon jest włączony, ale nie pracuje
silnik, po czasie około 5 minut następuje au-
tomatyczne wyłączenie zapłonu i powrót
urządzenia do stanu wyjściowego.
Zasada działania
Działanie urządzenia jest następujące:
- Naciśnięcie i przytrzymanie przycisku po-
woduje natychmiastowe włączenie zapłonu
i pozostałych odbiorników, a po czasie
opóźnienia około 0,8-1s następuje włączenie
rozrusznika oraz odłączenie wszystkich
odbiorników zbędnych w czasie rozruchu.
Czas pracy rozrusznika zależy od czasu trzy-
mania przycisku.
- Puszczenie przycisku powoduje natychmia-
stowe wyłączenie rozrusznika (silnik pracu-
je).
Rys. 1 Schemat ideowy
58
Elektronika dla Wszystkich
Forum Czytelników
Schemat ideowy urządzenia pokazany jest
na
rysunku 1
, a uproszczony schemat ukła-
du załączającego z przekaźnikami AiBna
rysunku 2
. Rysunek 2a pokazuje stan sty-
ków w stanie wyjściowym (spoczynkowym),
rysunek 2b – w stanie załączenia. Gdy prze-
kaźniki są w stanie wyjściowym, naciśnięcie
i trzymanie przycisku P powoduje przez sty-
ki a
1
ia
2
włączenie przekaźnika B i zwarcie
styków b
1
i wykonawczego b
2
.
Przycisk P jest jeszcze trzymany, więc
uzwojenie przekaźnika A jest zwarte i prze-
kaźnik A nie przełącza swoich styków a
1
ia
2
.
Puszczenie przycisku P powoduje rozwarcie
uzwojenia przekaźnika A i jego zadziałanie,
styki a
1
ia
2
przejdą do pozycji pokazanej na
rysunku 2b. Przekaźnik B jest jednocześnie
podtrzymywany prądem płynącym przez
uzwojenie przekaźnika A. W takim stanie za-
łączenia, jeżeli uzwojenia przekaźników ma-
ją jednakową rezystancję, na każdym z nich
występuje połowa napięcia zasilania
(w punkcie X). Stan załączenia może się
utrzymywać dowolnie długo. Ponowne naci-
śnięcie i trzymanie przycisku P powoduje
zwarcie uzwojenia przekaźnika B i jego
zwolnienie, przekaźnik A jest w stanie włą-
czonym. Puszczenie przycisku P powoduje
również zwolnienie przekaźnika A i cały
układ znajdzie się w stanie wyjściowym.
Działanie tego układu jest bardzo pewne, du-
żo pewniejsze niż przycisków z blokadą me-
chaniczną. W stanie przejściowym, w czasie
naciskania przycisku P, na uzwojeniach prze-
kaźników A i B występuje naprzemian pełne
napięcie zasilania: w czasie załączania na
uzwojeniu B, a w czasie wyłączania na
uzwojeniu A. Z powyższego wynika, że
w punkcie X (rys.1 oraz rys.2) w chwili załą-
czania i trzymania przycisku P występuje na-
pięcie 12V, a w stanie załączenia, z chwilą
puszczenia przycisku występuje napięcie 6V.
Ta zmiana napięcia w punkcie X jest wyko-
rzystana do uruchamiania i zatrzymywania
rozrusznika (przekaźnika R).
cie Y pojawi się napięcie około 7V. Napię-
cie to przez układ opóźniający R5C1 jest
podane na wejście bramki B1. Jest to bram-
ka z wejściem Schmitta, a więc stan logicz-
ny na wyjściu tej bramki zmieni się dopiero
po przekroczeniu pewnego progowego na-
pięcia na wejściu. Progowe napięcie, przy
zasilaniu 12V wynosi około 5,3V. Dzięki
elementom R5C1 napięcie w punkcie
S osiągnie wartość progową po czasie około
0,8-1s. Do osiągnięcia tego napięcia na wyj-
ściu B1 jest stan niski, a więc na wyjściu
bramki B2 stan wysoki, następuje wystero-
wanie tranzystora T2 i uruchomienie prze-
kaźnika R. Puszczenie przycisku powoduje
pojawienie się w punkcie Y napięcia około
3,6V, a więc poniżej progu Schmitta i prze-
kaźnik R zostanie wyłączony. Dioda D4 za-
pewnia szybkie rozładowanie kondensatora
C1 do napięcia 3,6V i natychmiastowe wy-
łączenie rozrusznika po zwolnieniu przyci-
sku. Czas opóźnienia włączenia rozrusznika
w zależności od czasu stabilizowania się
„elektroniki” w samochodzie można dobie-
rać w szerokich granicach zmieniając war-
tość rezystora R5. Wartość rezystorów R3
i R4 nie są zbyt krytyczne, ale szczególnie
przy małej ich rezystancji należy przestrze-
gać zależności R3/R4=0,6. Dla przykładu,
w czasie prób, zastosowanie rezystorów
R3=22kΩ i R4=33kΩ pojawienie się w punk-
cie Y napięcia około 6,1V, co przy wielokrot-
nym włączaniu i wyłączaniu powodowało, że
nie zawsze był uruchamiany przekaźnik R.
Przy zachowaniu tej zależności nie było tego
problemu i można było stosować inne warto-
ści rezystorów.
Rys. 3 Połączenia styków wykonaw-
czych
Podłączenie uzwojenia przekaźnika R do
punku X zabezpiecza przed przypadkowym
włączeniem rozrusznika w czasie pracy silni-
ka na wypadek awarii układu np. gdy zosta-
nie uszkodzony lub odłączony rezystor R4.
Małe napięcie w punkcie X nie jest w stanie
uruchomić przekaźnika R. Przypadkowe na-
ciśnięcie przycisku w czasie pracy silnika
również nie uruchomi rozrusznika, tylko spo-
woduje wyłączenie zapłonu.
Tranzystor T1 oraz układ z bramkami B3
i B4 służą do wyłączenia zapłonu po czasie
około 5 minut gdy silnik nie pracuje. Jako je-
dynkę logiczną symbolizującą pracę silnika
(istnienie obrotów) wykorzystano napięcie
zasilania pompy paliwa. Jeżeli zapłon zosta-
nie włączony, ale nie uruchomiony silnik, lub
gdy silnik zatrzyma się z jakichkolwiek po-
wodów, sterownik silnika odłącza po kilku
sekundach zasilania pompy paliwa. W samo-
chodzie Skoda Octavia napięcie zasilania po-
mpy paliwa jest podawane przez bezpiecznik
w skrzynce bezpieczników oznaczony nume-
rem 28. W chwili naciśnięcia przycisku w ce-
lu włączenia zapłonu, lub uruchomienia sil-
nika, w punkcie X pojawi się napięcie
12V i przez układ startowy D3R7 zostanie
wprowadzony w stan przewodzenia tranzy-
stor T1. Dopiero wtedy zostanie uruchomio-
ny przekaźnik B i podane napięcie zasilania
na układ scalony US1. Jeżeli silnik nie pracu-
je, na wejściach bramki B3 jest stan niski,
a na wyjściu wysoki i rozpoczyna się łado-
wanie kondensatora C2 przez rezystor R8. Po
czasie około 5 min. napięcie na wejściach
bramki B4 osiągnie wartość progową, na
wyjściu bramki B4 pojawi się stan niski i zo-
stanie zablokowany tranzystor T1 i tym sa-
mym wyłączone przekaźniki A i B. Gdy sil-
nik pracuje, na wyjściu bramki B3 jest cały
czas stan niski, a na wyjściu B4 wysoki
i tranzystor T1 jest w stanie przewodzenia.
Dioda D5 służy do szybkiego rozładowa-
nia kondensatora C2 w chwili włączania za-
płonu, gdyż przez kilka sekund jest wtedy na
wyjściu bramki B3 stan niski.
W starszych samochodach, gdzie nie jest
stosowana elektryczna pompa paliwa można
zrezygnować z tego układu, zwierając kolek-
tor z emiterem tranzystora T1, lub łącząc nóż-
ki 1 i 2 układu US1 do nóżki 14. Należy jed-
nak wtedy zawsze pamiętać o sprawdzeniu
Opis układu
Gdy przycisk P jest naciśnięty, w punkcie
X jest napięcie 12V, zostaje włączony prze-
kaźnik B, zostaje włączony przekaźnik
Z (zapłon) oraz zasilanie układu scalonego
US1. Dzielnik R3R4 powoduje, że w punk-
Rys. 2 Układ załączający
a) stan spoczynku
b) stan załączenia
Elektronika dla Wszystkich
59
Forum Czytelników
czy zapłon jest wyłączony. Najlepiej dobudo-
wać prosty elektromagnetyczny czujnik ist-
nienia obrotów dający na wyjściu logiczną
jedynkę.
Rezystory R1 i R2 redukują napięcia wy-
stępujące na przekaźnikach w stanach przej-
ściowych do napięcia pracy, a w stanie załą-
czenia ograniczają prąd płynący przez uzwo-
jenia zmniejszając ich nagrzewanie się. Kon-
densator C3 eliminuje błędne zadziałania
przekaźników powodowane drganiem sty-
ków przycisku P.
Styki wykonawcze przekaźników R i Z,
w takim połączeniu jak na rysunku 1,
odwzorowują działanie stacyjki samocho-
dów Skoda Octavia. Na płytce drukowanej
punkty lutownicze służą tylko do przyluto-
wania podstawek przekaźników. Odpowie-
dnie połączenia należy wykonać izolowa-
nym przewodem o przekroju 2mm
2
. Na
ry-
sunku 3
są pokazane inne możliwości połą-
czenia tych styków. Gniazdo wiązki docho-
dzącej do stacyjki jest pokazane na
rysunku
4a
, a połączenia dokonywane przez stacyjkę
w tabeli pokazanej na rysunku 4b. Oznacze-
nia styków na stacyjce i na gnieździe wiązki
są takie same.
wet mało dostępnym
miejscu, gdyż korzysta się
z niego raz na kilka dni.
Przycisk „Start-stop”
nie powinien być zbyt
mały ani zbyt delikatny.
Należy pamiętać, że samo-
chodem jeździ się również zi-
mą iwrękawicach.
Płytka drukowana pokaza-
na jest na
rysunku 6
. Montaż
jest klasyczny i nie powinien
nikomu sprawić trudności.
Obudowa urządzenia zo-
stała wykonana z blachy
ocynkowanej. Szkic obudowy
jest pokazany na
rysunku 7
.
Górna pokrywa obudowy jest
tak dopasowana,
że dociska prze-
kaźniki AiBdo
podstawek.
Na koniec,
jeżeli się chce
zamontować taki
przycisk i wygo-
dnie z niego ko-
rzystać, trzeba
rozwiązań kilka
dodatkowych
problemów.
Te problemy
Rys. 4 Stacyjka i gniazdo stacyjki Skody Octavia
a) gniazdo
b) tabela połączeń
Rys. 5 Sposób wykonania wtyczki
Montaż i uruchomienie
Układ jest połączony z instalacją za pomocą
dodatkowej wiązki przewodów zakończonej
z jednej strony typowym ośmiostykowym
złączem konektorowym („kostka połączenio-
wa), a z drugiej strony – samodzielnie wyko-
nana wtyczka dopasowana do gniazdka sta-
cyjki. Przewody do masy i do bezpiecznika
pompy paliwa biegną oddzielnie, poza
wtyczką. Sposób wykonania wtyczki poka-
zany jest na
rysunku 5
.
Przebijając się przez papier do gniazda
stacyjki należy włożyć trzy kołki prowadzą-
ce, wykonane z plastyku, oraz wszystkie po-
trzebne styki z już podłączonymi przewoda-
mi, następnie na papierze narysować kształt
przyszłej wtyczki – tak aby skrajne styki by-
ły oddalone około 5mm od brzegów. Prze-
strzeń wtyczki należy wypełnić starannie
ugniecioną „Poxiliną”, służącą do naprawy
rur kanalizacyjnych i wodociągowych. Po
około 10 minutach „Poxilina” nabiera twar-
dości metalu i tak ulepionej wtyczce można
poprawić kształt przez piłowanie lub szlifo-
wanie. „Poxilina” jest produkowana na bazie
żywicy epoksydowej i ma bardzo dobre wła-
ściwości dialektryczne i mechaniczne.
W „Octavii” urządzenie zostało zamontowa-
ne na dnie pulpitu po stronie kierowcy tuż
nad półeczką na drobiazgi. Jako przycisk
„start-stop” został wykorzystany przycisk
służący do uruchamiania elektromagnesu
otwierającego dostęp do korka wlewu pali-
wa. Jest on ergonomicznie umiejscowiony,
oraz posiada podświetlenie, co również ma
znaczenie. Dodatkowy przycisk do korka
wlewu można zamontować w dowolnym, na-
to:
- kluczyk,
- imobilizer,
- pilot autoalar-
mu,
- mechaniczna
blokada kierow-
nicy,
- dodatkowe za-
bezpieczenie samochodu.
W zakładzie ślusarskim należy
dorobić dwa kluczyki bez trans-
ponderów immobilizera. Jeden klu-
czyk należy obciąć tak, aby po
włożeniu do stacyjki wystawał na
około 4-5mm i po przekręceniu
kombinerkami do pozycji włączo-
nego zapłonu pozostawić w stacyj-
ce na stałe. W ten sposób zostanie
wyłączona mechaniczna blokada
Rys. 6 Schemat montażowy
Rys. 7 Szkic obudowy
60
Elektronika dla Wszystkich
Forum Czytelników
kierownicy. Drugi kluczyk będzie jako zapa-
sowy wyłącznie do otwierania i zamykania
drzwi, na wypadek gdyby zawiódł pilot auto-
alarmu, lub centralny zamek.
Oryginalny kluczyk z transponderem im-
mobilizera należy umieścić w specjalnej pod-
stawce w formie pudełka ze szczeliną i cew-
ką magnetyczną, służącą do sprzężenia trans-
pondera z immobilizerem.
Kluczyk można wyjmować z przystawki
iwkładać podobnie jak kartę magnetyczną,
wtedy gdy samochód trzeba pozostawić na
dłużej, np. na noc.
Sposób wykonania przystawki pokazany
został na
rysunku 8
. Pudełko może być wy-
konane z dowolnego materiału, ale najwygo-
dniej je zlutować z cynowanej blachy o gru-
bości 0,3mm. Wymiary pudełka i cewki mu-
szą być dopasowane do kluczyka w ten spo-
sób, aby po włożeniu kluczyk oparł się
o ściankę i ceweczka transpondera znalazła
się w środku wnętrza nawiniętej cewki.
Oparcie o ściankę ustala jednoznacznie po-
łożenie kluczyka. Kluczyk jest przytrzymy-
wany sprężystym uchwytem, wygiętym
z paska tej samej blachy o szerokości około
3cm. Uchwyt należy przylutować do ścianki
pudełka. Na karkas cewki idealnie nadaje się
zewnętrzna część pudełka po zapałkach. Po
odpowiednim przecięciu i uformowaniu na-
leży przykleić boki z tektury odpowiedniej
grubości. Sposób wykonania jest pokazany
na rysunku. Tak wykonany karkas należy
kilkakrotnie zanurzyć w farbie nitro i jego
trwałość będzie wystarczająca. Cewka we-
wnątrz pudełka jest przytrzymywana odpo-
wiednimi paskami z blachy, przylutowanymi
do boków pudełka. Oryginalną cewkę znaj-
dującą się w stacyjce należy odłączyć przez
wyciągnięcie wtyczki i podłączyć nawiniętą
cewkę za pomocą odpowiednio dobranego
złącza, oraz przewodów odpowiedniej dłu-
gości.
W „Octavii” pudełko z cewką najwygo-
dniej zamocować na półeczce na drobiazgi
po stronie kierowcy, skierowując go szczeli-
ną w prawą stroną. Kluczyk jest wtedy nie-
widoczny i jednocześnie można go łatwo
wkładać i wyjmować.
Cewka zawiera 1000 zwoi drutu o średni-
cy 0,2mm.
Pilot autoalarmu (lub drugi kluczyk, jeże-
li pilot jest w kluczyku) najwygodniej jest
umocować za pomocą agrafki na krótkim
łańcuszku wewnątrz kieszeni ubrania, tak
aby znajdował się około 10cm od dna kiesze-
ni. Można wtedy łatwo go znaleźć oraz
otwierać i zamykać drzwi nie wyjmując
z kieszeni.
Jako dodatkowe zabezpieczenie najpro-
ściej jest zamontować szeregowo połączony
z przyciskiem „Start-stop”, drugi – ukryty
(niekoniecznie) przycisk.
Lepszym rozwiązaniem jest zamontowa-
nie automatycznego zabezpieczenia odcina-
jącego zasilanie pompy paliwa. Takie zabez-
pieczenie, opisane w EdW 11/2003, zostało
zamontowane w tym samym samochodzie,
jeszcze przed zamontowaniem przycisku
„start-stop”.
Marian Burkowski
Wykaz elementów
Rys. 8 Przystawka do kluczyka
Rezystory
R1,R2 . . . . . . . . . . .47
Ω
/0,5W
R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . .20k
Ω
R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . .33k
Ω
R5 . . . . . . . . . . . . . . . . .680k
Ω
R6,R9 . . . . . . . . . . . . . . . .1k
Ω
R7 . . . . . . . . . . . . . . . . .5,6k
Ω
R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . .1M
Ω
R10 . . . . . . . . . . . . . . . .100k
Ω
R11 . . . . . . . . . . . . . . . . .10k
Ω
Kondensatory
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . .470nF
C2 . . . . . . . . . . . . .470
µ
F/25V
C3 . . . . . . . . . . . . . . . . .220nF
Półprzewodniki
T1,T2 . . . . . . . . . . . . . . .BD135
D1-D7 . . . . . . . . . . . . .1N4007
US1 . . . . . . . . . . . . . . .CD4093
Pozostałe
A,B . . . .przekaźnik G5V-2-5VDC
R,Z . . . . .przekaźnik LY-2-12VDC
Podstawki pod przekaźniki (LY)
PT08-0
Elektronika dla Wszystkich
61
[ Pobierz całość w formacie PDF ]