Блок управления вентилятором

Введение
Модуль плавного регулирования оборотов автомобильного электровентилятора системы охлаждения двигателя «Смерч-7» представляет собой электронное устройство, предназначенное для установки на автомобили (тестировался на а/м ГАЗ-3110 и ГАЗ-3102 «Волга»). Его назначение – плавное управление оборотами электровентилятора системы охлаждения двигателя. Для плавной регулировки оборотов используется ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Конструктивно модуль выполнен в виде малогабаритного прибора в пластмассовом корпусе, имеющем ушко для крепления.

Этому проекту уже десять лет. Было изготовлено и опробовано более десятка различных схем и программ для контроллера. Схемы были и с реле, с транзисторами, с микроконтроллером и без. Сложные и простые. Этот вариант официально седьмой - "Смерч-7". На самом деле их было больше. Имеется вариант "Смерч-8". Но только "на бумаге". И "Смерч-9". Пока только в голове. Ничем кардинальным они от "седьмого" особо не отличаются.

Прибор, возможно, поставить на другую машину с другим датчиком. Нужно получить данные датчика - померить на той машине, под которую готовишь прибор, все необходимые напряжения на датчике на всех тепловых режимах. Для "Волги" с 10-й панелью и датчиком эти данные есть. Под неё и прописано. Всё будет работать, только если рабочие напряжения датчика не будут выходить за пределы, установленные аппаратной частью - резисторными делителями. В программе можно переделать всё что угодно, что позволяет аппаратная часть, которая рассчитана именно на "Волгу" с 3110-й приборкой. На других машинах не испытывалось. Впрочем, в году так 2004-м ставили на БМВ 520i с движком M10. Подошёл как родной. У неё накрылась вискомуфта штатного вентилятора – пришлось ставить электрический.

«Смерч-7» может работать двумя способами (в зависимости от схемы подключения):
1. режим плавной регулировки оборотов электровентилятора в зависимости от температуры двигателя (используется штатный датчик температуры двигателя, подключенный к приборной панели),
2. режим плавного включения и выключения вентилятора (используется штатное термореле вентилятора или управляющий выход ЭБУ двигателя).

Штатно электровентилятор подключен к электрической цепи автомобиля через электромагнитное реле, включаемое термодатчиком или по команде от ЭБУ двигателя.

Недостатки такой схемы:
· включение вентилятора происходит резко. При этом нагрузка на электрическую цепь очень велика,
· контакты в электромагнитном реле нередко подгорают из-за искрообразования, что приводит к выходу системы из строя,
· вентилятор может работать лишь на полной мощности, регулируя температуру резкими включениями и выключениями,
· во время работы на полной мощности вентилятор сильно шумит (нередко даже создаёт вибрацию).

«Смерч-7» имеет следующие преимущества:
· включение и выключение вентилятора происходит плавно при помощи встроенного ШИМ (широтно-импульсного модулятора),
· контакты при включении и выключении не подгорают, так как их попросту нет – ключ электронный,
· вентилятор может работать как на полных оборотах, так и любых других – вплоть до полной остановки. Например, в тёплую, но не жаркую погоду вентилятор вращается на 20% полных оборотов, что достаточно для охлаждения, но нет шума, резких включений и выключений вентилятора, сопровождаемых бросками напряжения в электроцепи.
· можно в небольших пределах регулировать температуру начала включения вентилятора. По умолчанию установлено 82˚С. Он начинает крутиться на самых малых оборотах. С повышением температуры обороты увеличиваются.

… и недостатки:
· Прибор изначально для продажи не предназначался. Он был задуман для личного использования. Но настали голодные времена, надо как-то выживать. Да и про вентиляторы эти на подходе лета уж больно много разговоров начинается.
· Регулировка температуры включения осуществляется подстроечным резистором, который внутри, на плате (практика показывает, что его достаточно отрегулировать один раз и забыть).
· Корпус негерметичен - у него съёмная крышка на защёлках. У меня постоянно внутрь попадает вода, так как он стоит прямо над щелью между капотом и крылом. Окисление на плате есть, но на работу не влияет. Если есть вероятность попадания воды, надо герметить. Но это нужно делать после установки и регулировки.
· Провода подключить к прибору можно только при открытом корпусе - крышка закрывается уже после подключения. Такая уж конструкция.
· После выключения зажигания вентилятор выключается сразу. Для задержки выключения нужно почти всю схему переделывать, а толку от него немного - после остановки мотора циркуляции ОЖ всё равно нет, так что охлаждается в этом случае только радиатор. Мотор - только снаружи обдувается.

Видеоролик, на котором показана работа прибора (Xvid, 5 МБ) находится по ссылке . На видео вентилятор вращается почти на самых малых оборотах. Температура двигателя, несмотря на работу термостата и вентилятора, всё равно несколько «гуляет». «Смерч-7» своевременно на это реагирует и мягко прибавляет и убавляет обороты вентилятора.
Опционально к модулю прилагается комплект проводов.

Комплект рассчитан на установку модуля в подкапотном пространстве автомобилей ГАЗ-3110 и ГАЗ-3102 «Волга». Проводку постарались продумать как можно более универсальную - по длине и без фишки, так как фишки разные и провода разной длины. Поэтому она хорошо подходит как к вентиляторам фирмы Бош, у которого клеммы находятся на корпусе, так и к отечественным, у которых идёт косичка.

В комплект входят:
· плюсовой провод электровентилятора сечением 2,5 мм² и длиной 1,5 м с наконечниками,
· минусовой провод электровентилятора сечением 2,5 мм² и длиной 1,5 м с наконечниками,
· минусовой провод модуля «Смерч-7» сечением 2,5 мм² и длиной 30 см с наконечниками,
· плюсовой провод модуля «Смерч-7» сечением 2,5 мм² и длиной 30 см с наконечниками,
· провод датчика температуры двигателя сечением 0,5 мм² и длиной 4 м с наконечниками,
· наконечник для подключения провода питания модуля «Смерч-7».

Описание схемы

 


Электронная схема содержит:

· микроконтроллер фирмы Microchip PIC12F675 с аналогово-цифровым преобразователем для более точного определения температуры двигателя,
· мощный электронный ключ, выполненный на полевом транзисторе IRF2804, имеющем в открытом состоянии сопротивление всего лишь 0,002 Ом, вследствие чего транзистор практически не выделяет тепла (рассеиваемая мощность – не более 0,5 Вт),
· мощный диод Шотки SR560, защищающий полевик от высокого напряжения ЭДС самоиндукции вентилятора,
· регулятор для подстройки рабочей температуры.

Технические характеристики прибора:

· Рабочее напряжение, В – 8 - 16
· Коммутируемый ток, А, не более – 15
· Коммутируемое напряжение, В – 8 - 16
· Рабочая температура, ºC – -40 - +80
· Влажность, %, не более – 80
· Частота импульсов коммутации, Гц – 37
· Диапазон скважности управляющих импульсов – 0 - 1
· Выделяемая мощность (на силовом транзисторе), Вт, не более – 0,5
· Выделяемая мощность (на силовом диоде), Вт, не более – 3

Вид прибора внутри (Тип А)

Вид прибора внутри (Тип В)


Тип А и тип Б отличаются один от другого контактными клеммами:

· Тип А – винтовые клеммы.
· Тип Б – ножевые автомобильные клеммы.

Таблица с результатами измерений (падение напряжения - это при подключенном к датчику указателе, сопротивление указателя где-то 210 Ω): 

Данные не очень точные, но погрешность не критична. Из таблицы видно, что сопротивление датчика падает с ростом температуры и увеличивается с её уменьшением. Показометр стоит не параллельно, а последовательно, но на сопротивление датчика, конечно, всё равно не влияет - влияет на падение напряжения, так как оно зависит от сопротивления самого показометра.
На терморезисторе, что устанавливают в салоне для климат-контроля, зависимость такая же - больше температура, меньше сопротивление.

Подключение

Ø Отключите аккумулятор.
Ø В монтажном блоке силовых предохранителей четвёртый предохранитель на 60А замените на 30А.
Ø При подключении и прокладке жгута обратите внимание на то, чтобы все провода были с двойной изоляцией и правильно закреплены. Перебитый провод или нарушенная изоляция могут стать причиной пожара!

Схемы подключения прибора к бортовой сети автомобиля (первая схема – плавное управление вентилятором, вторая схема – плавное включение и выключение вентилятора)
Клемма рассверлена с 5мм до 6,3мм, т.к. в коробке предохранителей стоят винты диаметром 6мм (примечание - возможно, на новых машинах с четырьмя предохранителями – 6 мм, но на ГАЗ-3110, для которых рассчитывался модуль, с двумя предохранителями - винты М5)

Подготовьте клемму для подключения провода зажигания и подключите её к 5 контакту прибора

Установите прибор в удобное место и подключите клемму к верхнему контакту четвёртого предохранителя

Подключение к вентилятору

Для отечественных вентиляторов провода рекомендуется сложить и закрепить хомутом на шланге маслорадиатора

Подключение к "массе"

"Масса" должна быть капитальной.

Подключение к датчику температуры, который на термостате, с одной клеммой

Зелёный провод для датчика лучше пустить вокруг - по жгуту - и пристегнуть прилагающимися к проводке хомутиками - он достаточно длинный.

Рекомендуется, добавить "старую" схему включения через реле от датчика в верхнем патрубке на случай отказа модуля.

Ø Заведите двигатель и подстроечным резистором настройте модуль таким образом, чтобы двигатель прогревался до 90-95˚С. Для лучшего результата подберите «золотую середину» чтобы летом двигатель не перегревался, а зимой прогревался до рабочей температуры.

Ø По завершении настройки рекомендуется загереметизировать корпус модуля. Хотя это не обязательно. Как показывает практика, устройство работает без герметизации несколько лет как минимум.

Автор Example626

© www.volga-gaz.nnov.ru