Управління електрозамками дверей автомобіля - Мікроконтролери та Технології
Багато власників автомобілів старих марок самостійно допрацьовують свої машини, встановлюючи електрозамки одночасно із сторожовими сигналізаторами. Ті, хто бажає мати максимум зручностей при мінімумі витрат, встановлюють замки з електроприводом тільки в передні двері, що найчастіше використовуються. В результаті зручності майже ті ж, але рівень охорони нижчий через те, що власник може іноді забути вручну замкнути задні двері.
Захищеність машини та зручності для користувача виявляться найбільш повними, коли система дистанційного замикання буде суміщена із системою автосигналізації. При цьому підвищуються і рівень охорони автомобіля, тому що одночасно з включенням режиму охорони автоматично замикаються всі двері, і надійність захисту автомобіля, оскільки після того, як водій вийшов із салону, можливе автоматичне замикання дверей (пасивне включення з блокуванням дверей), та особиста безпека водія та пасажирів внаслідок замикання дверей у момент включення запалювання.
Мій автомобіль ВАЗ-2115 спочатку був обладнаний центральним електрозамком заводського виконання, до якого входив вузол керування, кінцевий вимикач у водійських дверях та чотири вузли приводу (актуатора) дверних замків. В результаті установки автосигналізатора "STARLINE А8" зі зворотним зв'язком вузол керування та кінцевий кінцевий вимикач були демонтовані, а електрозамки підключені безпосередньо до сигналізатора.
Логіка роботи системи така, що імпульси відмикання - замикання надходять на всі електрозамки одночасно. При експлуатації було виявлено, що взимку загусне мастило механізмів замків і нездатність бортової батареї акумуляторів віддавати великий миттєвий струм призводять до того, щоелектрозамки не можуть надійно розблокувати двері. Аналогічна ситуація складається і при замиканні, внаслідок чого будь-які двері можуть залишитися незачиненими.
Крім цього, як у більшості автосигналізаторів, виконуються "холостий ход" при відмиканні - замиканні задніх дверей, якщо в поїздку збирається один водій або водій з одним пасажиром. Інакше кажучи, не передбачена можливість роздільного керування електрозамками.
У сигналізаторі "STARLINE А8" є програмований вихід для реалізації функції двокрокового замикання - відмикання дверей. Насправді це виглядає так. При натисканні на кнопку відмикання дверей на пульті сигналізатора відкриваються лише двері водія. Щоб відкрити інші, необхідно встановити курсор на екрані пульта на значок активації додаткового каналу і знову натиснути кнопку відмикання дверей.
Це не видалося зручним і не вирішувало всіх проблем. Тому додатково до сигналізатора було розроблено пристрій, який ці недоліки усунув. Доповнивши їм навіть найдешевший автосигналізатор, можна підвищити безпеку автомобіля та зручність користування.
Основне призначення пристрою — почергове вибіркове включення електроприводів замків дверей автомобіля. в бортовій мережі автомобіля в момент відмикання-замикання і, як наслідок цього, забезпечити надійне спрацьовування кожного електрозамку, особливо взимку.
Принципова схема пристрою показана на рис. 1 . Воно зібрано на широко відомому радіоаматорам мікроконтролері PIC16F84A та двох здвоєних мостових підсилювачах струму.L298HN з максимальним комутованим струмом 2 А при напрузі на навантаженні до 50 В.
Після включення живлення відбувається ініціалізація мікроконтролера DD1 лінії RA0, RA1, RA2, RA4 налаштовуються для роботи на вхід, всі лінії порту В - на вихід. На виходах RB0-RB7 - низький рівень, електродвигуни М1-М4 знеструмлені. Мікроконтролер DD1 постійно стежить станом входів RA0, RA1.
Імпульс високого рівня тривалістю не менше 0,7 с (вона обрана надмірною для запобігання хибним спрацьовуванням), що надходить зі сторожового сигналізатора на верхній за схемою вхід пристрою (позначений буквою О - вхід відмикання), приходить на вхід мікроконтролера RA0 DD1. На його виходах RB0-RB3 послідовно виникають імпульси високого рівня тривалістю 0,7 з паузою між ними 0,7 с. Для надійного спрацьовування електрозамків тривалість імпульсів можна збільшити до 1 секунди.
Ці імпульси надходять на входи чотирьох мостових підсилювачів струму - два об'єднані мікросхемою DD2 і два - DD3, які керують роботою електродвигунів М1-М4. На вхід кожного моста надходять два робочі імпульсні сигнали. Електродвигун включається, коли рівні сигналів на входах його моста, що управляє, різні, і знеструмлений, коли рівні однакові.
Залежно від комбінації рівнів на входах підсилювачів DD2, DD3 ротори електродвигунів обертаються у прямому чи зворотному напрямку, замикаючи або відчиняючи двері автомобіля. У цьому пристрої при високому рівні на входах І, 13 і низькому на входах 12, 14 електродвигуни відмикають двері. При зворотному поєднанні рівнів дверцят по черзі замикаються. Послідовність відмикання-запирання: задня права, задня ліва, передня права, передня ліва.
Якщо при відмиканні дверей якась із них виявиться вже відкритою(контакти кінцевого дверного вимикача SF1 замкнуті, на вході мікроконтролера RA3 RA3 низький рівень), то двері відмикатися не будуть. Вважають, що вони вже відкриті.
Кнопка SB1 з двома фіксованими положеннями призначена для примусового скасування відмикання задніх дверей. Зроблено це з тих міркувань, що за статистикою, при 60% поїздок у салоні легкового автомобіля знаходиться лише водій. Якщо контакти SB1 замкнуті, на вході RA2 мікроконтролера DD1 є низький рівень. Це означає, що при відмиканні дверей стан виходів RB2, RB3 мікроконтролера не зміниться і задні двері залишаться зачиненими. А ось при постановці машини на охорону та замиканні дверей на електрозамки задніх дверей все одно будуть подані імпульси замикання, тому що двері могли бути до цього відчинені зсередини вручну.
При подачі імпульсу високого рівня тривалістю не менше 0,7 с сигналізатора на нижній за схемою вхід пристрою (3 вхід замикання) на виходах RB4-RB7 мікроконтролера послідовно встановлюються імпульси високого рівня тривалістю 0,7 с з паузою між ними 0,7 с. Ці імпульси, надходячи на входи мікросхем DD2 і DD3 і далі електродвигуни М1—М4, призводять до замикання всіх замків, незалежно стану контактів кнопки SB1 і дверного вимикача SF1. Зроблено це з міркувань безпеки.
У пристрої застосовані резистори МЛТ-0,125, постійні конденсатори К10-17, оксидний конденсатор С1 - імпортний, але підійде і вітчизняний К50-35 на номінальну напругу 63 В. Мікроконтроллер DD1 бажано використовувати індустріального виконання - PIC16I8 . Стабілізатор напруги 78L05 можна замінити на 7805 з урахуванням різниці в цоколівці. Замість діодів КД522А можна використовувати КД522Б або1N5822. Кнопка SB1 - 53.33.2456 від автомобілів ВАЗ, a SF1 - це вимикач, змонтований в отворі дверей автомобіля і включає лампу освітлення салону. До решти деталей особливих вимог не пред'являється.
З'єднання дверних електродвигунів із пристроєм слід виконувати гнучкими мідними проводами перетином 1. 1,5 мм2 у надійній ізоляції. Всі скручування проводів обов'язково пропаюють і ізолюють з'єднання відрізками термозбіжної трубки. Замість мікросхем L298HN можна використати релейні вузли. На рис. 2 показана схема релейного вузла для одного електродвигуна. Для вузла підійдуть стандартні автомобільні реле з контактами, що перемикають - 90.3747 або 114.3747-10; можливе застосування та інших реле з робочою напругою обмоток 12 В та допустимим струмом через контакти 2. 3 А.
Програма мікроконтролера розроблена серед MPLAB 5.70.40 фірми Microchip. Симуляція проводилася у програмі Proteus.