На автомобилях ранних лет выпуска, как известно, не предусмотрено плавное регулирование длительности пауз между рабочими ходами щеток стеклоочистителя в прерывистом режиме, а на некоторых машинах вместо прерывистого применен режим медленного хода щеток. Поэтому, если на вашем автомобиле вышел из строя коммутатор стеклоочистителя или имеющийся перестал вас устраивать, рекомендуем собрать более совершенное устройство, описанное в этой статье.
Вопросам конструкции и работы автомобильного стеклоочистителя радиолюбители уделяют довольно много внимания - только законченных устройств за последнее время были опубликованы около десятка (например, [1—7]). Как показала практика, наиболее стабильные временные характеристики цикла движения щеток обеспечивали те из них, которые собраны на цифровых микросхемах.
По результатам анализа опубликованных коммутаторов была разработана и опробована в эксплуатации конструкция, собранная на цифровых микросхемах, в которой есть возможность отказаться от оксидного времязадающего конденсатора. Коммутатор рассчитан на установку в автомобили ВАЗ-2103, ВАЗ-2106 вместо реле стеклоочистителя, но может быть применен и на других моделях серии ВАЗ. В немного измененном виде коммутатор подойдет и для автомобилей ГАЗ-24 и "Москвич-2140". Схема устройства изображена на рис. 1.
Рис.1.
Оно состоит из формирователя временных интервалов с регулируемой длительностью, собранного на счетчике— генераторе DD2, формирователя группы рабочих циклов щеток при первом включении стеклоочистителя на элементе DD1.4, конденсаторе СЗ и резисторе R4. Приводной электродвигатель М1 включается тринистором VS1, управляемым усилителем тока на транзисторе VT1. Коммутатор подключают к системе электрооборудования автомобиля в соответствии с указанным цветовым обозначением проводов. Имеющееся в автомобиле реле стеклоочистителя демонтируют.
В исходном положении переключателя режимов стеклоочистителя питание на коммутатор не поступает. При переводе переключателя в положение "I" на провод 1 поступит напряжение бортовой сети, а провод 3 будет соединен с корпусом. Так как в момент включения на верхнем по схеме выводе конденсатора СЗ напряжение близко к нулю, с выхода триггера Шмитта DD1.4 на базу транзистора VT1 поступит напряжение высокого уровня, которое откроет транзистор VT1, а он, в свою очередь, — тринистор VS1.
На электродвигатель стеклоочистителя поступит напряжение питания, и он начнет работать. Одновременно через сглаживающую цепь R1C1 и триггеры Шмитта DD1.1 и DD1.2, исполняющие роль буферных элементов, напряжение высокого уровня с электродвигателя, поступит на вход обнуления одного из счетчиков микросхемы DD2 и будет удерживать счетчики в нулевом состоянии (низкий уровень на выходе 15). При каждом переключении подвижного контакта конечного выключателя SF1 привода стеклоочистителя в правое по схеме положение тринистор VS1 будет закрываться, а при возвращении в прежнее положение — снова открываться, пока конденсатор СЗ не зарядится через резистор R4 до порогового напряжения переключения триггера DD1.4. Это произойдет через 5...7с, в течение которых щетки совершат несколько непрерывных ходов.
Рис.2.
После переключения триггера DD1.4 на его выходе появится низкий уровень, так как на выходе элемента DD1.3 — высокий. Транзистор VT1 закроется, и при очередном возвращении подвижного контакта конечного выключателя тринистор VS1 останется закрытым, работа стеклоочистителей в непрерывном режиме прекратится. При остановке двигателя на входе R микросхемы DD2 появится низкий уровень, и счетчики начнут подсчет импульсов, вырабатываемых генераторной секцией этой микросхемы. Частоту генерации можно регулировать переменным резистором R2.
Когда число подсчитанных счетчиком импульсов достигнет 214, на выходе 15 счетчика появится высокий уровень. Низкий уровень с выхода инвертора DD1.3 переключит триггер DD1.4 в единичное состояние. Транзистор VT1 откроется и включит тринистор VS1, электродвигатель начнет работать. Как только подвижный контакт конечного выключателя перейдет в правое положение, закроется тринистор VS1, а на входе R счетчика микросхемы DD2 вновь появится высокий уровень, который обнулит счетчики. Щетки стеклоочистителя совершат один рабочий цикл и остановятся. Затем счетчик DD2 снова начнет подсчет импульсов и процесс повторится. Стеклоочиститель будет работать в прерывистом режиме. Изменяя сопротивление переменного резистора R2 от нуля до максимального, можно изменять время паузы между рабочими ходами щеток от 0,5 до 20...25с.
Применение в коммутаторе микросхемы К176ИЕ5 позволило использовать для задания временных интервалов конденсатор С2 малой емкости, что увеличило надежность и стабильность работы устройства. Диод VD2 подавляет импульсы напряжения обратной полярности в цепи R1C1. Кроме того, он увеличивает помехозащищенность тринистора (без диода при возвращении подвижного контакта конечного выключателя SF1 тринистор открывался повторно). Так как напряжение в бортовой сети автомобиля может иногда (при неисправностях) превышать 15В, для защиты введен стабилитрон VD1 с балластным резистором R7.
Детали
Микросхема К561ТЛ1 в коммутаторе может быть заменена импортной IW4093BN или К561ЛА7, К564ТЛ1, К564ЛА7 (применение триггеров Шмит-та предпочтительнее). Транзистор — любой маломощный кремниевый, структуры n-p-п. Тринистор подойдет любой из серий КУ201, КУ202. Стабилитрон — на напряжение стабилизации 10... 12В; кроме указанного на схеме, годятся Д814В, Д814Д, КС512А, КС213Б, КС212Е. Диод VD2 — любой из серий КД105, КД208, КД209, КД223. КД226.
Конденсаторы следует подобрать из серий К73-9, К73-5, К73-11 и др. Конденсатор СЗ должен иметь малый ток утечки, поэтому оксидный лучше не применять. Переменный резистор R2 может быть любым, сопротивлением от 22 до 100 кОм, требуется только для сохранения границ перестройки длительности паузы, чтобы произведение С2 (R2+R3) оставалось близким к 18x48x10 с. Резистор R2 (47 кОм) желательно выбрать из группы Б или В, чтобы шкала перестройки была близкой к линейной.
Рис.3.
При установке коммутатора на автомобили ГАЗ-24 или М-2140 в него необходимо внести небольшие изменения, так как схема подключения электродвигателя стеклоочистителей у этих машин отличается от ВАЗовской (рис. 2). Как видно из рисунка, тринистор VS1 и диод VD2 надо поменять местами, триггер DD1.1 остается свободным. Сигнал с выхода инвертора DD1.2 поступает сразу на вход R счетчика. Требуемые изменения в схеме электрооборудования автомобиля показаны на фрагменте схемы. Крестом отмечен проводник, который нужно удалить (“разорвать”). При таком включении в положении "1" переключателя SA1 "Режим" вместо тихого хода будет прерывистая работа с плавной регулировкой времени пауз. В положениях "2" и "3" коммутатор обесточен, стеклоочиститель работает в режиме, установленном заводом.
Все детали устройства, кроме переменного резистора R2, размещены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы изображен на рис. 3. Топология проводников на плате выполнена так, чтобы на ней можно было собрать оба варианта коммутатора. Соответствующие изменения в монтаже платы реализуют установкой перемычек из гибкого изолированного провода и перерезанием печатных проводников. Плату крепят вблизи переменного резистора R2, ручку которого выводят на панель приборов в удобном месте.
Настройка
Налаживания коммутатор не требует. Если требуется изменить время непрерывной работы щеток при первом включении, подбирают резистор R4. Пределы регулирования времени пауз можно изменить подборкой конденсатора С2.
И. Потачин
Литература:
- Бобыкин В. Усовершенствование прерывателя стеклоочистителя. — Радио, 1981. № 7—8, с. 36.
- Кузема А. Улучшение прерывателя стеклоочистителя. — Радио, 1985, № 7, с. 45.
- Олейник П. Интегральный таймер в блоке управления стеклоочистителем. — Радио, 1988, № 12, с. 25.
- Гарасимов И. Регулятор работы стеклоочистителя. — Радио, 1989, № 11, с. 92.
- Франтов В. Двурежимное устройство управления стеклоочистителем. — Радио, 1990, № 6, с. 89.
- Петухов А. Цифровой узел управления стеклоочистителем. — Радио, 1995, № 9, с. 51.
- Кузема А. Электронный прерыватель стеклоочистителя. — Радио, 1999, № 6. с. 38,39.
Главная