sterownik zamka centralnego.pdf

Sterownik zamka centralnego

Sterownik zamka

centralnego

AVT−848

PrzyznajÍ uczciwie, øe

elektronika samochodowa nie

znajduje siÍ w centrum

moich zainteresowaÒ. Nie

zachwycaj¹ mnie najnowsze

modele bolidÛw, obowi¹zkowo

wyposaøonych w†mnÛstwo

elektronicznych gadøetÛw.

Wywo³uje to co najmniej

zgorszenie wúrÛd

zmotoryzowanej czÍúci moich

znajomych. Dlatego

zdecydowa³em siÍ na

opracowanie niniejszego

uk³adu, traktuj¹c go jako

pewnego rodzaju ekspiacjÍ...

Sterownik zamka centralnego,

ktÛrego schemat elektryczny

przedstawiono na rys. 1 , umoø-

liwia sterowanie zestawem do-

wolnych si³ownikÛw (rÛwnieø

pneumatycznych) zamykaj¹cych

drzwi pojazdu. Moøe pracowaÊ

zarÛwno jako samodzielne urz¹-

dzenie, jak i†wspÛ³pracowaÊ z†au-

toalarmem dowolnego typu. Od

wielu podobnych rozwi¹zaÒ do-

stÍpnych na rynku rÛøni siÍ prze-

de wszystkim zastosowaniem w

nim, w†charakterze ìsercaî, pro-

gramowalnego uk³adu logicznego

PLD (PALCE16V8Z firmy AMD

oznaczony na rys. 1†jako U2).

Swego czasu Wydawnictwo

AVT opublikowa³o cykl artyku³Ûw

opisuj¹cych w†przystÍpny sposÛb

uk³ady PLD [1]. RÛwnieø autor

tego projektu postanowi³ skorzys-

taÊ z†moøliwoúci oferowanych

przez te niezwykle elastyczne kos-

tki. Zalety tego rozwi¹zania re-

kompensuj¹ nieco wyøsz¹ cenÍ

uk³adu: uda³o siÍ unikn¹Ê stoso-

wania duøej liczby elementÛw RC

(niezbÍdnych do realizacji opÛü-

nieÒ czasowych), zmieúciÊ ca³¹

ìlogikÍî w†jednym uk³adzie sca-

lonym oraz znacznie uproúciÊ ry-

sunek úcieøek p³ytki drukowanej.

Za pewn¹ wadÍ moøna natomiast

uznaÊ nieco wiÍkszy pobÛr pr¹du

w†stanie spoczynkowym (oko³o

2..3mA) w†porÛwnaniu z rozwi¹-

zaniami opartymi na standardo-

wych uk³adach CMOS. Jest to

jednak pr¹d kilkakrotnie mniejszy

od tego, jaki pobieraj¹ migaj¹ce

diody LED, bardzo czÍsto stoso-

wane w†pojazdach do odstrasza-

nia potencjalnych z³odziei. Dla

przyzwoitego akumulatora jest to

pr¹d pomijalnie ma³y. Dok³adny

opis uk³adu PALCE16V8Z (bÍd¹-

cego energooszczÍdnym odpowied-

nikiem popularnego uk³adu

GAL16V8) moøna znaleüÊ w†[2].

Opis dzia³ania uk³adu

Funkcje logiczne realizowane

przez uk³ad U2 moøna przedsta-

wiÊ za pomoc¹ rÛwnaÒ zapisanych

w jÍzyku Abel:

Q1 = ( INP1 & !X1 ) # ( INP2 & !X1 );

Q2 = ( !INP1 & !INP2 ) # ( X1 );

Q3 = ( !INP3 ) # ( !Q4 );

Q4 = ( !INP4 ) # ( !Q3 );

X1 = ( INP1 & INP2 & X1 ) # ( !INP1 & !INP2 );

OUT1 = ( INP1 & CLR_INP & Q2 & !X1 & !OUT2 )

#( INP2 & CLR_INP & Q2 & !X1 & !OUT2 )

#( !INP3 & CLR_INP & !Q3 & !OUT2 )

#( CLR_INP & !Q3 & !Q4 & !OUT2 )

#( CLR_INP & OUT1 & !OUT2 );

OUT2 = ( !INP1 & !INP2 & CLR_INP & Q1 & !OUT1 )

#( !INP4 & CLR_INP & !Q4 & !OUT1 )

#( CLR_INP & Q1 & X1 & !OUT1 )

#( CLR_INP & !Q3 & !Q4 & !OUT1 )

#( CLR_INP & !OUT1 & OUT2 );

CLR_OUT = ( OUT1 ) # ( OUT2 );

Na pierwszy rzut oka wydaje

siÍ to dosyÊ zagmatwane. Kto ma

ochotÍ, moøe oczywiúcie dok³ad-

nie przeanalizowaÊ powyøsze rÛw-

nania. Wszystkim pozosta³ym

(czyli prawdopodobnie wiÍkszoúci

CzytelnikÛw) wyjaúniam, øe logika

ìzaszytaî wewn¹trz uk³adu U2 to

przede wszystkim przerzutniki

Elektronika Praktyczna 2/2000

P R O J E K T Y

Sterownik zamka centralnego

Rys. 1. Schemat elektryczny sterownika centralnego zamka.

i†uk³ady detekcji zboczy, czyli

uk³ady ìrÛøniczkowaniaî cyfrowe-

go. Zapewniaj¹ one poprawn¹

wspÛ³pracÍ sterownika z†zestyka-

mi si³ownika i†autoalarmu (elimi-

nacja odbiÊ) oraz realizuj¹ wyma-

gane funkcje logiczne. OprÛcz

tego uk³ad U2 posiada wbudowa-

ne zabezpieczenia uniemoøliwia-

j¹ce wyst¹pienie stanÛw zabronio-

nych (np. jednoczesne w³¹czenie

obu przekaünikÛw).

PowrÛÊmy teraz do schematu

elektrycznego sterownika (rys. 1).

Do pinÛw 3†i†8†z³¹cza JP2 pod-

³¹czamy rÛwnolegle uzwojenia na-

pÍdowe wszystkich si³ownikÛw.

Zwory ZW1..ZW4 w†po³¹czeniu

ze stykami prze³¹cznymi przekaü-

nikÛw P1 i†P2 umoøliwiaj¹ ³atwe

dostosowanie siÍ do instalacji

elektrycznej istniej¹cej w†samo-

chodzie. Kondensator C12 pe³ni

rolÍ prostego uk³adu gasikowego

i†w†pewnym stopniu przyczynia

siÍ do ochrony przed wypaleniem

zestykÛw przekaünikÛw P1 i†P2.

PamiÍtajmy, øe zestyki te za³¹czaj¹

pr¹dy rzÍdu kilku amperÛw! Do

pinÛw 1†i†2†z³¹cza JP2 pod³¹cza-

my zestyki kraÒcowe si³ownika

steruj¹cego (to znaczy tego, ktÛry

jest mechanicznie sprzÍøony z†za-

mkiem drzwi pojazdu). Rezystory

R7, R9 podci¹gaj¹ wejúcia uk³adu

U2 do napiÍcia +5V, natomiast

kondensatory C5, C7, C8, C9

eliminuj¹ ewentualne zak³Ûcenia,

mog¹ce zaindukowaÊ siÍ w†insta-

lacji elektrycznej samochodu.

Podobn¹ funkcjÍ pe³ni¹ diody D3,

D5 i D6, zabezpieczaj¹c wejúcia

uk³adu U2 przed przepiÍciami.

Otwarcie kluczykiem drzwi po-

jazdu powoduje mechaniczne

przesuniÍcie düwigni si³ownika

steruj¹cego i†prze³¹czenie siÍ jego

zestykÛw kraÒcowych. Podaj¹ one

potencja³ masy na pin 1 z³¹cza

JP2. To z†kolei powoduje za³¹cze-

nie przez uk³ad U2 przekaünika

P2, ktÛry swoimi zestykami po-

daje napiÍcie o†odpowiedniej po-

laryzacji na rÛwnolegle po³¹czone

uzwojenia napÍdowe wszystkich

si³ownikÛw. W†efekcie düwignie

si³ownikÛw pod¹øaj¹ w†tym sa-

mym kierunku otwieraj¹c wszys-

tkie drzwi pojazdu. ZamkniÍcie

drzwi kluczykiem powoduje (po-

przez zwarcie z mas¹ pinu 2

z³¹cza JP2) zadzia³anie przekaüni-

ka P1 i†ruch düwigni si³ownikÛw

w†przeciwnym kierunku, czyli me-

chaniczne zablokowanie drzwi.

Z³¹cze JP1 s³uøy do do³¹czenia

wyjúcia autoalarmu steruj¹cego za-

mkiem centralnym. Jeøeli stanem

aktywnym tego wyjúcia jest stan

wysoki (napiÍcie +12V), korzysta-

my z†pinu ì+î z³¹cza JP1. Poja-

wienie siÍ na nim napiÍcia do-

datniego 8..12V powoduje zadzia-

³anie przekaünika P1 (zamkniÍcie

drzwi pojazdu), a zanik tego na-

piÍcia zadzia³anie przekaünikÛw P2

(otwarcie drzwi). Pin ì-î z³¹cza P1

w†tym przypadku pozostawiamy

nie pod³¹czony lub zwieramy do

+12V. Jeøeli natomiast posiadamy

autoalarm, ktÛrego stanem aktyw-

nym jest stan niski (potencja³

masy), korzystamy z†pinu ì-î z³¹-

cza JP1, pozostawiaj¹c jednoczeú-

Elektronika Praktyczna 2/2000

Sterownik zamka centralnego

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R4, R7, R9, R10, R13, R14:

10k

/0,25W

R6, R8: 1k

/0,25W

R11: 100k

/0,25W

R12: *22k

/0,25W (82k

/0,25W)

F/25V

C2, C3: 100nF/25V

C4: 100

F/16V

C5, C6, C7, C8, C9, C10:

220nF/25V

C11: 47

F/16V tantalowy

F/63V MKSE

Półprzewodniki

D1, D2: 1N4002

D3, D5, D6: BZX55C5V1

D4, D7, D8, D9: 1N4148

D10: BZX55C3V6

T1: BC557

T2, T3, T4: BC547

U1: LM78L05

U2: PALCE16V8Z (AMD)

zaprogramowany

Różne

P1, P2: RA2/12V przekaźnik 12V,

jeden styk przełączny 10A

ZW1, ZW2, ZW3, ZW4: zwora

z drutu,

montować w razie potrzeby

ZW5: zwora ( nie montować! )

JP1: gniazdo do druku

JP2: wtyk PWL−10R do druku

(3,96mm)

Rys. 2. Schemat montażowy płytki sterownika.

nie pin ì+î w†ìpowietrzuî lub

zwarty do masy. W†tym przypad-

ku podanie przez autoalarm stanu

niskiego powoduje zadzia³anie

przekaünika P1, a stanu wysokiego

zadzia³anie przekaünika P2. Nie-

ktÛre typy autoalarmÛw nie wy-

stawiaj¹ na swoich wyjúciach

czystego potencja³u masy. Dlatego

zastosowa³em uk³ad z†tranzysto-

rem T1, ktÛry dokonuje konwersji

poziomÛw napiÍÊ o wartoúciach

zbliøonych do potencja³u masy na

poziomy w standardzie TTL wy-

magane przez uk³ad U2. Jak juø

wczeúniej wspomnia³em, sterow-

nik moøe wspÛ³pracowaÊ rÛwnieø

z†si³ownikami pneumatycznymi.

Do poprawnej pracy wymagaj¹

one znacznie d³uøszych czasÛw

dzia³ania przekaünikÛw P1 i†P2

(oko³o 3,5s) niø si³owniki elektro-

mechaniczne (oko³o 0,8s). Aby to

umoøliwiÊ, zastosowa³em obwÛd

z tranzystorem T2. Jest to obwÛd

zeruj¹cy uk³ad U2 po czasie za-

leønym od wartoúci rezystora R12.

Dla si³ownikÛw pneumatycznych

wartoúÊ rezystora R12 powinna

wynosiÊ 82k

nicznego zablokowania düwigni

si³ownikÛw po osi¹gniÍciu przez

nie jednej ze skrajnych pozycji.

Skuteczn¹ metod¹ uniezaleønienia

siÍ od spadkÛw napiÍcia jest

zastosowanie przewodÛw o†odpo-

wiednim przekroju i/lub rozdzie-

lanie zasilania si³ownikÛw i†czÍú-

ci logicznej.

Montaø i uruchomienie

Urz¹dzenie zmontowano na

jednostronnej p³ytce drukowanej.

Jej niecodzienny kszta³t oraz spore

gabaryty wynikaj¹ z†zastosowania

obudowy bÍd¹cej akurat ìpod rÍ-

k¹î. Rozmieszczenie elementÛw

na p³ytce drukowanej pokazano

na rys. 2 . Podczas lutowania

szczegÛln¹ uwagÍ naleøy zwrÛciÊ

na elementy, przez ktÛre p³yn¹

duøe pr¹dy (P1, P2, JP2,

ZW1..ZW4). Zwory ZW1..ZW4

u³atwiaj¹ ìdopasowanieî sterow-

nika do nietypowej instalacji elek-

trycznej istniej¹cej w†samocho-

dzie. W†praktyce najczÍúciej oka-

zuj¹ siÍ one niepotrzebne.

Uwaga! Nie naleøy montowaÊ

zwory ZW5. Pod uk³ad U2 moøna

zastosowaÊ podstawkÍ - powinna

byÊ jednak bardzo dobrej jakoúci.

Zamiast stosunkowo kosztownego

uk³adu PALCE16V8Z moøna za-

stosowaÊ GAL16V8 (Lattice) lub

PALCE16V8 (AMD) serii standar-

dowej. Niestety, spowoduje to

znaczne zwiÍkszenie pr¹du pobie-

ranego przez uk³ad.

Po sprawdzeniu poprawnoúci

montaøu moøna przyst¹piÊ do

w³¹czenia sterownika. Po pomia-

rze napiÍcia +5V, naleøy dobraÊ

tak¹ wartoúÊ rezystora R12, przy

ktÛrej przekaüniki P1 i†P2 dzia³aj¹

przez czas wymagany dla danego

typu si³ownikÛw. Orientacyjna

wartoúÊ rezystora R12 wynosi

22k

(si³owniki pneuma-

tyczne). Po uruchomieniu p³ytkÍ

drukowan¹ naleøy pokryÊ lakie-

rem elektroizolacyjnym w aerozolu

(uwaga na z³¹cza!).

Mariusz Lehmann

, a†dla elektrome-

chanicznych 22k

CzÍúÊ ìlogicznaî urz¹dzenia

jest zasilana napiÍciem +5V sta-

bilizowanym przez miniaturowy

uk³ad U1 (LM78L05). Diody D1

i†D2 separuj¹ zasilanie czÍúci lo-

gicznej od obwodÛw silnopr¹do-

wych. Kondensator C1 (1000

Literatura:

1.Elektronika Praktyczna 11/93, 12/93,

1/94, 2/94, 4/94, 6/94, 11/94, 4/95,

7/95, 8/95

2. Internet: http://www.vantis.com

ma stosunkowo duø¹ pojemnoúÊ

ze wzglÍdu na spadki napiÍcia

wystÍpuj¹ce na przewodach zasi-

laj¹cych uk³ad. WystÍpuj¹ one

zw³aszcza w†momencie mecha-

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

pcb.html oraz na p³ycie CD-EP02/

2000 w katalogu PCB .

Elektronika Praktyczna 2/2000

/0,25W

R2, R3, R5: 5,1k

* patrz tekst

Kondensatory

C1: 1000

C12: 2,2

(si³owniki elektromechanicz-

ne) lub 82k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: