Контроллер вентиляторов для авто
Универсальные блоки управления электровентилятором охлаждения двигателя. «ACBn/+»
Здесь пойдет речь о сборке первой серии универсальных силовых контроллеров вентилятора охлаждения двигателя — ACB+ и ACBn (возможно изготовление под заказ)
ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ.
Контроллеры представляют собой электронные микропроцессорные устройства, подключаемые параллельно (или вместо) штатной электросети вентилятора охлаждения двигателя, и спроектированы для электроцепей с коммутацией вентилятора по «минусу» («массе») питания (где вентилятор имеет постоянное подключение одного из выводов к +12В сети автомобиля, а другой вывод коммутируется ЭБУ или электромеханическим датчиком через силовое реле к «массе»), и также с коммутацией вентилятора по «плюсу» питания (где вентилятор имеет постоянное подключение одного из выводов к «массе», а другой вывод коммутируется к «+12В» АКБ).
Принцип работы контроллера – плавное управления скоростью вращения вентилятора охлаждения в соответствии заданным порогам температуры двигателя. Нижний и Верхний пороги программируются в реальном времени, на запущенном двигателе, в моменты прогрева до нужных температур, создавая таким образом диапазон для плавного регулирования температуры по средству ускорения/замедления вращения вентилятора. Вентилятор начинает плавно раскручиваться в момент преодоления температурой нижнего порога, и продолжает ускоряться, выходя на максимальные обороты при преодолении верхнего порога; и наоборот – при понижении температуры скорость вращения плавно снижается, а по преодолению нижнего порога – вентилятор отключается
Для отслеживания температуры двигателя контроллер может использовать как любой резистивный термодатчик(будет поставляться в комплекте), так и любой аналоговый сигнал напряжением от 0 до 5 Вольт от других источников сигнала температуры (например: от штатного датчика температуры ЭБУ, или от сигнала стрелки температуры панели приборов). Это и делает его УНИВЕРСАЛЬНЫМ и адаптируемым для разных целей, например как вариант: для замены гидромеханической муфты вентилятора, на электропривод с эффективным управлением обдувом.
КОНСТРУКТИВ. ХАРАКТЕРИСТИКИ.
Контроллер может быть выполнен в разных корпусах с разным количеством силовых ключей (что и определяет мощность подключаемой нагрузки). Корпус контроллера нуждается в пассивном охлаждении, соответственно, лучшим вариантом является монтаж на плоскую поверхность кузова подкапотного пространства на термопасту (в идеале), для лучшего отвода тепла. Несколько мощных силовых mosfet-ключей, обеспечивают нагрузку до 600Ватт в пике. Так же устройство имеет вход для подключения сигнала запуска кондиционера/климата, обеспечивая принудительный запуск вентилятора на 35% мощности для быстрого обдува конденсатора(радиатора) кондиционера, если на автомобиле не предусмотрен отдельный вентилятор для этой цели.
Питание контроллера осуществляется от +12В ЦЕПИ «ЗАЖИГАНИЯ». В контроллере ACBn минусовой контакт является СИЛОВЫМ, и подключается к «массе» автомобиля проводом сечением НЕ МЕНЕЕ 2-4 кв.мм! В контроллере ACB+ СИЛОВОЙ вход подключается к +12В АКБ («+BATT» на схеме), так же проводом сечением НЕ МЕНЕЕ 2-4 кв.мм! При отсутствии в цепи вентилятора предохранителя, следует обязательно его установить в разрыв «минусовому» (для ACBn) или «плюсовому» (для ACB+) проводу питания вентилятора, идущего на контроллер, номиналом от 20 до 40Ампер, в зависимости от мощности вентилятора. При подключении параллельно 2-х вентиляторов, следует поставить предохранители отдельно для каждой коммутируемой линии питания.
СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ
Контроллеры имеют 2 варианта подключения сигнала температуры:
1. «с изолированным датчиком»: в схеме используется отдельный независимый резистивный датчик (любой 2-х контактный, врезного типа), который подключается к выводам s2 и s1
2. «с аналоговым входом» — где вместо изолированного датчика, на вывод s1 подключается «внешний» аналоговый сигнал температуры от 0 до 5В. Вывод s2 при этом не используется!
«внешний» сигнал можно взять от штатного датчика температуры ЭБУ*, от сигнала стрелки температуры приборки, или же отдельного датчика температуры для приборки. Сигнал должен быть стабилизирован, то есть не зависеть от перепадов и просадок напряжения в бортсети, а так же не превышать уровень +5В в пике, иначе контроллер будет уходить в ошибку, или может выйти из строя. Что бы убедится перед подключением, что сигнал соответствует параметрам, нужно замеряйть мультиметром его напряжение относительно «массы», на холодном и на прогретом двигателе, и если вольтаж будет меняться (повышаться или понижаться в пределах 0…+5В), то такой сигнал подходит по параметрам!
*вариант со штатным датчиком ЭБУ нужно проверять опытным путем, так как возможны ошибки в ЭБУ или же помехи в работе контроллера
РЕЖИМЫ РАБОТЫ.
1.«Основной» — режим, при котором контроллер плавно управляет скоростью вращения вентилятора на основе уровня температуры, в диапазоне, заданном порогами калибровки. Активен при откалиброванном диапазоне температуры. После нагрева двигателя выше нижнего порога диапазона, начинает генерироваться ШИМ-сигнал соответственной скважности, раскручивая вентилятор до нужной скорости.
2.«Кондиционер» — при подаче положительного сигнала (+5…+12В) от кондиционера на вход «a/c», вентилятор плавно раскрутится до 35% мощности, и будет вращаться с такой скоростью до момента перехода температуры в рабочий диапазон, или отключения сигнала с вывода a/c. Данный режим будет работать даже на неоткалиброванном диапазоне.
3.«Теплый запуск» — во избежании просадок напряжения, резкого шума и вибрации, контроллер очень плавно раскручивает вентилятор до максимальных оборотов, после запуска горячего двигателя, если температура на остановленном двигателе, до этого, превысила верхний порог диапазона.
4.«Калибровка» — режим программирования порогов температурного диапазона. Активен, при первом запуске устройства, когда в памяти отсутствуют данные, или же в момент калибровки/перекалибровки, когда стираются значения предыдущих порогов, и контроллер ожидает записи новых.
5.«Аварийный режим» — активируется при неверном подключении сигнала температуры, или отсутствии, замыкании, или обрыве контактов датчика. Контроллер фиксирует ошибку, плавно раскручивает вентилятор до 50% мощности и с периодичностью в 1 секунду мигает светодиодом. Данный режим будет активен до тех пор, пока ошибка датчика не будет устранена и контроллер не будет перезапущен сбросом питания.
6.«Принудительный обдув» — этот режим можно организовать искусственным образом, например, подавая сигнал +5…+12В от кнопки из салона на вывод a/c, при этом вентилятор будет плавно раскручиваться до 35% мощности, и поддерживать такую скорость постоянно до отключения положительного сигнала. При этом к контроллеру должен быть подключен датчик или сигнал температуры, или же вместо этого возможно выводы s2-s1 зашунтировать резистором на 4,7кОм. Так же кнопкой в салоне, можно подавать питание на вывод «+12В» контроллера, с отключенным датчиком или сигналом температуры. Тогда устройство будет постоянно запускаться в аварийном режиме – соответственно раскручиваясь до 50% мощности, поддерживая скорость, пока подается питание на контроллер.
Немного о сборке
Конструкция блока состоит из 2 основных элементов — пластикового корпуса, и теплоотводной пластины. Габаритные размеры корпуса в сборе: 120х80х33. Теплоотводная пластина изготовлена на ЧПУ станке гидрообразивной резки методом раскроя алюминиевого листа 5мм толщиной.
Силовые Ключи крепятся непосредственно к теплоотводу через изоляционную прокладку с применением термопасты.
Нижняя крышка пластикового корпуса на герметик садиться на алюминиевую пластину и притягивается крепежными болтами платы и верхней крышки корпуса
Универсальный блок управления электровентилятором системы охлаждения автомобиля. ШИМ-контроллер 3.0
По многочисленным просьбам читателей и единомышленников представляю разработку и реализацию универсальной адаптивной системы управления охлаждением двигателя автомобиля.
Предистория.
В этой статье речь пойдет о последнем устройстве, разработанном, на основе идей описанных в моих прошлых материалах:
Часть 1
Часть 2
Концепция та же: адаптивное ШИМ-управление скоростью вращения вентилятора ОЖ на основе показаний температуры двигателя.
Поставленные задачи.
За несколько лет эксплуатации подобных, разработанных мною устройств, и благодаря обратной связи с людьми, кто был заинтересован проектом и теми, кто повторил устройства, были собраны отзывы с пожеланиями улучшить, доработать и расширить функциональные возможности, из которых:
— увеличение мощности подключаемой нагрузки;
— реализация более плавных пусковых моментов вентилятора;
— доработка алгоритма работы контроллера при пусках двигателя «на горячую», для более тихой и эффективной работы вентилятора;
— возможность подключения сигнала от климата/кондиционера, для более быстрого охлаждения;
— принудительный пуск вентилятора от кнопки;
— универсальность подключения к любому датчику температуры, как штатному, так и отдельному, а так же чтение любого аналогового сигнала температуры (например от ЭБУ к стрелке температуры на приборке).
Разработка и реализация.
Сама электронная схема и архитектура контроллера практически не отличается от предыдущих вариантов из прошлых статей, за тем лишь исключением, что были увеличены в количестве силовые элементы (ключи VT1, VT2), добавлен вход для сигнала кондиционера (a/c.4 на разъеме P1) и стабилизирован вход для чтения показаний датчика/сигнала температуры.
ШИМ-контроллер вентилятора охлаждения двигателя ВАЗ(прототип)
Эта статья — 2 часть и логическое продолжение опыта разработки доступного адаптивного контроллера для охлаждения электровентилятора ВАЗ. (1 часть читаем по ссылке здесь)
Первый опыт был направлен, прежде всего, на то, что бы понять и оценить собственные возможности в разработке микроконтроллерного устройства для решения наболевшей у всех темы перегрева либо же надоедливого щелканья и гула под капотом.
Почти 10 месячный период эксплуатации самодельного контроллера на моей «десятке» показал просто отличные результаты: стрелка показателя ОЖ при любой температуре и дорожной обстановке (пробки, жара, дальняки в 600 и более км и т.д.), практически никогда не отклонялась от отметки в 90 градусов, что способствовало постоянной ровной работе двигателя и бортовой сети. После этого было решено продолжить разработку уже более качественного и функционального прототипа устройства, которое можно было бы адаптировать под другие авто, а так же вручную настраивать поддерживаемую температуру ОЖ.
В алгоритм работы нового контроллера лег всё тот же принцип, как и в первой версии: с помощью дополнительного датчика ОЖ читались пороговые значение температуры, при которых вентилятор плавно стартовал, разгоняясь при повышении и замедляясь при понижении температуры, и по достижении максимального порога температуры раскручивался на полную мощность (как при штатной сработке реле). Но теперь значения датчика температуры не «жестко» вписывались в прошивку, а появилась возможность множество раз программировать эти значения «на ходу» с помощью внешней кнопки, и светодиода, отображающего процессы настройки и режимы работы контроллера. При первом нажатии на кнопку, действующие температурные показания датчика записываются как пороговое значение запуска вентилятора, а по нажатию во второй раз – записывается порог максимальных оборотов. Значения остаются в энергонезависимой памяти микроконтроллера и при отключении питания данные сохраняются. Теперь можно калибровать любые значения температуры, даже обратные(для датчиков с положительным/отрицательным температурным коэффициентом), и использовать почти любые резистивные датчики. Такой подход поможет более четко регулировать температуру ОЖ как в теплый, так и в холодный сезоны.
Подключение к бортовой сети осталось прежним: контроллер с дополнительным датчиком включается параллельно штатной схеме, и никак не влияет на срабатывание реле электровентилятора ОЖ. («подключил и забыл»). Но нужно учитывать, что данный девайс будет работать только на авто, где вентилятор коммутируется «массой» а не «плюсом»! (тоесть подключен постоянный +12В по штатной схеме, а реле подключет массу). ВАЗ2110 в нашем случае – идеальный кандидат. Ну а так – вольтметр в помощь))
Теперь схему можно запитать от любых +12В «зажигания», например от «+12В форсунок», так как в прошивке реализована задержка включения в 4 секунды, для того, что бы успеть завести горячий двигатель, не давая сразу запуститься вентилятору и нагрузить бортсеть при включении зажигания.
Схему и готовую печатную плату я решил разработать и оставить в общем доступе на облачном сервисе для проектировки электронных схем (ссылка на проект)
Сначала плата была изготовлена «по-старинке» вручную, но после успешного запуска и отладки прототипа, решил заказать в Китае пробную партию фабричных плат, в результате получилось очень даже неплохо!
Контроллер вентилятора охлаждения – нужная вещь
Добрый день Друзья! Речь пойдет о контроллере вентилятора охлаждения, подобно по принципу работы системы охлаждения «Борей». Используется для автоматического изменения скорости вращения вентилятора охлаждения в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Позволяет удерживать температуру двигателя в узких пределах, не допуская ее перепадов. Благодаря чему вентилятор работает на 20-50% своей мощности и не издает шума. При этом падает общее потребление электроэнергии, уменьшается расход горючего (особенно на инжекторных авто), увеличивается ресурс двигателя, устройство работают от 12В и рассчитано на коммутацию нагрузки до 220 Ватт. Возможно увеличение мощности или изменение других параметров в индивидуальном порядке.
Устройства собираются в пыле-влагозащищенных корпусах. Имеют гарантию 1 год.
Контролер Я заказал, сегодня забрал с почты, с работы освободился рано и думаю нужно установить чего зря время терять!
В распечатаном виде + схема установки тоесть какой провод куда!
Разьемы уже ишли с контролером, остаеться только раскинуть проводку и заизолировать!
Минус крепим на кузов.
Все подключил для прбного запуска.
Сам контролер закрепил на торце планки радиатора пластиковым хомутом, прилегающую часть контролера проклеил STP.
Еще нужен 2 +для контролера(должен появляться после включения зажигания)2 + взял с датчика тормозной жидкости, но после консультации с изготовителем контролера, мне посоветовал взять с генератота который идет на лампочку панели(зарядка) + появляеться после запуска мотора(тоесть когда идет зарядка) это нужно для того, когда включаешь зажигание чтоб вентилятор не сразу срабатывал, а срабатывал после запуска мотора!
После пробного включения, всю проводку собираю в кучу и привожу в общую красоту.
Все собрав, верхнию декоративную крышку снял-до установки прилично моторчик грелся(дополнительная шуба)
Результат: вентилятор начинает срабатыать после 70гр. (по моему датчику приборки) трендит собака, до установки контролера вентилятор срабатывал когда стрелочка подходила к 130гр. приятного мало было!(
После пробной поездки минут на 15 по городу трошки наваливая, тем. двигателя не поднялась более 92гр. по датчику приборки-такого раньше не было, что очень порадовало, вентилятор крутить постояно около 30% от свое мощности, что практически не слышно и нет просадки напряжения в электро сети что тоже порадовало!Пока все, буду дальше тестиь!
Финал: видео по срабатыванию вентилятора!