Андрей Кашкаров - Автомобильные кондиционеры. Установка, обслуживание, ремонт Страница 10

В качестве сенсоров используется жесть от декоративной решетки ненужных акустических систем (колонок). Одинаковые пластины жести размерами 2x2 см вырезаются и закрепляются на непроводящей ток поверхности приборной доски автомобиля в наиболее удобном и доступном месте рядом друг с другом, на расстоянии 3–5 мм друг от друга.

Кожа пальца (руки) человека представляет собой сопротивление электрическому току. При касании пальцем этих пластин между ними возникает ток, который приводит к открыванию транзистора VT1. Звуковой сигнал работает.

3.3.1. Особенности и налаживание устройства

В течение нескольких лет этот электронный узел ведет себя стабильно в условиях разных температурных перепадов зимой и летом. В налаживании устройство не нуждается.

3.3.2. О деталях

Ограничительный резистор R1 типа МЛ Т-0,25. Резистор R2 составлен из четырех последовательно включенных резисторов 20 мОм (допуск ±20 %) типа С1-4, С2-23.

Звуковой сигнал – стандартный, на напряжение 12 В, типа 21 OS-3721010, 20-3721 (по каталогам отечественных легковых автомобилей) или аналогичный.

3.4. Схема управления скоростью вращения вентилятора

Автомобильный вентилятор с питанием от напряжения 12 В постоянного тока работает в двух положениях: включено и выключено. С помощью несложной схемы-приставки, управляющей скоростью вращения лопастей портативного вентилятора, удается существенно расширить возможности этого несомненно полезного в жаркие дни прибора.

Электрическая схема узла представлена на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Электрическая схема устройства управления скоростью вращения автомобильного вентилятора

3.4.1. Принцип работы устройства

В основе схемы – популярный таймер КР1006ВИ1 включенный в качестве генератора импульсов. Особенность схемы такова, что скважность импульсов на выходе микросхемы (вывод 3) можно регулировать, изменяя напряжение смещения на входе 5 D1. Такой метод получил название широтно-импульсного метода изменения выходного сигнала.

Поскольку электромотор вентилятора при вращении дает в бортовой сети автомобиля помехи (их легко зафиксировать даже на слух, если включить игрыватель без помехоподавляющего фильтра по питанию), в электронную схему управления введена стабилизационная цепь, состоящая из элементов R6, СЗ и стабилитрона VD1.

В качестве последнего желательно применить любой из имеющихся полупроводниковых приборов с напряжением стабилизации 9 В. Ток, потребляемый микросхемой D1 в рабочем режиме, не велик – менее 10 мА, поэтому применение простого стабилитрона оправдано. Электролитический конденсатор С4 сглаживает низкочастотные пульсации по питанию.

Микросхема D1 при включении питания в данном включении вырабатывает электрические импульсы прямоугольной формы. Частота импульсов определяется значениями элементов времязадающей цепи R3C2. Чем меньше емкость конденсатора С2 – тем выше частота импульсов на выходе (вывод 3 D1). Резисторы R1, R4, R5 образуют делитель напряжения с возможностью регулировки. Конденсатор С1 обеспечивает плавное изменение скважности прямоугольных импульсов. Форма импульсов показана внизу на рис. 3.6.

3.4.2. О деталях

Составной транзистор VT1 открывается с каждым положительным фронтом прямоугольных импульсов, приходящих в его базу через ограничивающий резистор с выхода микросхемы. Коэффициент заполнения последовательности импульсов колеблется в зависимости от сопротивления делителя напряжения на входе D1, примерно от 35 до 100 %.

Скорость вращения электродвигателя вентилятора увеличивается пропорционально уменьшению сопротивления переменного резистора R5. При сопротивлении R5, равном 1 кОм и менее, скорость вращения вентилятора максимальная.

Электролитические (оксидные) конденсаторы типа К50-29 на рабочее напряжение – не ниже 25 В. Остальные конденсаторы в схеме – керамические или типа КМ. Вместо составного транзистора, управляющего электродвигателем маломощного вентилятора, можно применить прибор КТ834А-КТ834В.

Составной транзистор VT1 необходимо установить на изолированный от массы автомобиля радиатор; это повысит безопасность электронных элементов и надежность всего узла при длительной эксплуатации прибора в жаркую погоду.

Электрические параметры рекомендуемых транзисторов таковы, что весь узел имеет необходимый запас работоспособности. Судите сами: максимальная мощность рассеивания – КТ827 и КТ834 100 Вт; максимально допустимый ток через переход коллектор-эмиттер вышеобозначенных составных транзисторов – 5–8 А.

Устройство успешно испытано в течение лета 2011 года с вентилятором китайского производства HYUS-2900-12.

3.5. Регулятор вращения вентилятора для грузового автомобиля

В жаркую погоду от тепла «преют» не только водители отечественных легковых автомобилей (иномарки высокого класса, как правило, оснащены кондиционерами), но также водители и пассажиры грузовиков. При температуре +25…30 °C на улице в замкнутой кабине температура поднимается до +45…60 °C. В такой ситуации не спасают открытые люки и окна. Один из вариантов решения проблемы – установить в кабине дополнительный вентилятор для обдува холодным воздухом.

Особенность грузовиков. В отличие от легковых автомобилей, в том, что напряжение бортовой сети повышено до 24 В. Поэтому схема, приведенная выше, для грузовых автомобилей (без адаптации к повышенному напряжению бортовой сети) непригодна.

Электрическая схема устройства представлена на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Электрическая схема управления вращением вентилятора с номинальным напряжением 24 В

3.5.1. Принцип работы устройства

Элемент DA1.1 обеспечивает единичный коэффициент усиления. Резистор R1 – регулируемый делитель напряжения, отключенный к входу первого операционного усилителя. Напряжение на выходе этого ОУ плавно изменяется пропорционально напряжению на входе (вывод 3) микросхемы КР1435УД2.

Поскольку электродвигатель вентилятора при вращении дает в бортовой сети автомобиля помехи, в электронную схему управления введена стабилизационная цепь, состоящая из микросхемы стабилизатора КРЕН5 конденсатора С1. Электролитический конденсатор С4 сглаживает низкочастотные пульсации по питанию. Коэффициент усиления ОУ DA1.2 находится в зависимости от положительной обратной связи R5C2. Составной транзистор VT1 управляется приходящим в его базу через ограничивающий резистор R4 напряжением с выхода микросхемы DA1.2.

Устройство в настройке не нуждается и, собранное без ошибок, начинает работать сразу. Мощный резистор R7 при работе узла может нагреваться до температуры 40 °C, это является нормальным.

Применение данного устройства позволяет сохранить вращающий момент двигателя и при увеличении нагрузки (к примеру, это произойдет, если лопасти электродвигателя по какой-либо причине будут придерживаться рукой). Благодаря использованию в схеме цепочки положительной обратной связи для компенсации падения напряжения на сопротивления якоря мощность вентилятора остается высокой.

В нестабилизированных электродвигателях постоянного тока с постоянным магнитом скорость вращения может изменяться, снижение скорости при нагрузке особенно сильно проявляется при низких напряжениях питания. Положительная обратная связь создает отрицательное сопротивление, которое компенсирует нелинейные эффекты, связанные с сопротивлением якоря. Поэтому положительная обратная вязь обеспечивает линейную зависимость скорости вращения электродвигателя от напряжения на входе регулятора скорости (DA1.1).

Цепочка C5R6 увеличивает время реакции положительной обратной связи, а также работает в качестве фильтра нижних частот и ослабляет шумы тока двигателя, проходящие на вход элемента микросхемы DA1.2. Необходимо учитывать, что на переходе база-эмиттер составного транзистора и на резисторе R7 теряется почти 2 В полезного напряжения, поэтому максимальная разница потенциалов, воздействующая на электродвигатель, составит 22–23 В.

3.5.2. Варианты применения

Рекомендуемую схему можно с пользой применять для других задач, особенно там, где необходимо обеспечить стабильную частоту вращения электродвигателя при увеличении нагрузок (усиливающихся препятствий на крутящий момент).

Переменным резистором R5 в таких случаях добиваются изменения коэффициента усиления элемента DA1.2 так, чтобы скорость вращения вала электродвигателя не менялась при увеличении нагрузки.

3.5.3. О деталях

Микросхему КР1435УД2 можно заменить на КМ544УД7 или КР1401 УД2 с любым буквенным индексом.