Dispositivo di controllo adattivo per il riscaldamento del seggiolino auto. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Ogni appassionato di auto sa bene quanto sia spiacevole sedersi sul sedile freddo di un'auto non riscaldata in inverno. Tra le altre cose, è anche dannoso per la salute, poiché può provocare una serie di malattie gravi. Esistono diverse coperture e coperture per il riscaldamento dei sedili e i modelli di auto di prestigio di solito hanno riscaldatori dei sedili integrati. Ma va notato che anche sedersi a lungo su una sedia calda è dannoso. Pertanto, i riscaldatori più o meno seri sono dotati di un timer che spegne il riscaldamento dopo un po'. Inoltre, questa volta è solitamente fissa o, nella migliore delle ipotesi, ha una regolazione manuale. Manipolarlo durante la guida può causare un incidente stradale.

Per automatizzare l'impostazione della temperatura ottimale, è possibile utilizzare la termostatazione della poltrona. Ma qui sorgono difficoltà nel misurare la temperatura effettiva della superficie della sedia e il problema di dove installare il sensore per non danneggiarlo meccanicamente durante il funzionamento.

Un'altra opzione consiste nel mettere in relazione la durata del funzionamento del riscaldamento del sedile con la temperatura ambiente. Più è basso, più a lungo dovrebbe funzionare il riscaldatore e quando fa caldo non è necessario accenderlo. La relazione temperatura-durata del riscaldatore dovrà essere determinata sperimentalmente. Nella fig. La Figura 1 mostra uno schema di un dispositivo che funziona secondo tale algoritmo. Contiene uno stabilizzatore di tensione di alimentazione sul chip DA1, un sensore di temperatura BK1, un microcontrollore DD1 e un potente interruttore sul transistor ad effetto di campo VT1 nel circuito di alimentazione del riscaldatore EK1.

Riso. 1. Schema del dispositivo di controllo del riscaldamento del sedile dell'auto

Il dispositivo si alimenta a 12 V tramite la presa accendisigari. Questa tensione viene fornita allo stabilizzatore integrato DA1, quindi la tensione stabilizzata di 5 V alimenta il sensore di temperatura digitale BK1 e il microcontrollore DD1. Dopo che appare la tensione di alimentazione, il microcontrollore comanda al sensore di misurare la temperatura e legge il valore risultante. Se è inferiore a T_н (temperatura iniziale di accensione), quindi il microcontrollore apre il transistor ad effetto di campo VT1 per un certo tempo, accendendo così il riscaldatore BK1. Nel dispositivo in esame questo tempo è direttamente proporzionale alla differenza T_н e temperatura ambiente T misurata dal sensore:

t = (T_н - T) k,

dove t è la durata del funzionamento del riscaldatore, s; k - coefficiente di proporzionalità, secondo per grado Celsius.

Dopo aver spento il riscaldatore, il processo verrà ripetuto solo dopo aver spento e riacceso il dispositivo.

Nella maggior parte delle auto di fabbricazione straniera, quando l'accensione viene spenta, la tensione dalla presa dell'accendisigari viene rimossa e non è necessario scollegare il dispositivo di riscaldamento da essa. Nelle auto domestiche, dove la tensione alla presa dell'accendisigari non dipende dalla posizione dell'interruttore di accensione, sarà necessario trovare un modo per collegare il dispositivo di riscaldamento in modo che all'accensione si spenga. Altrimenti, per riavviare il dispositivo, dovrai spegnerlo manualmente ogni volta per qualche secondo e poi riaccenderlo.

La tabella mostra un frammento del file HEX del programma del microcontrollore DD1. Byte contenenti valori di temperatura T_н, sono evidenziati in rosso nelle righe della tabella. In questo caso è impostato su +15 °C (0FH). Il byte contenente il coefficiente di proporzionalità k è evidenziato in blu. L'unità del suo valore corrisponde a circa 1,1 s/°C.

Quando si apportano modifiche a un file HEX, non dimenticare di modificare, insieme al valore del byte della riga, anche il suo checksum (l'ultimo byte della riga). Il checksum va diminuito dello stesso numero di unità di quanto viene incrementato il byte, o viceversa.Il numero disponibile 1BH corrisponde a 30 s/°C. Ciò significa che a una temperatura ambiente di +15 °C e superiore il riscaldamento non si accende affatto, a una temperatura di +14 °C si accende per 30 s, a una temperatura di + 13 °C - per 60 s, ad una temperatura di + 12 °C - di 90 s, ecc. Modificando i byte specificati, è possibile selezionare la modalità di riscaldamento più comoda.

L'autore ha testato due opzioni di progettazione per il dispositivo. Nel primo è stata utilizzata una mantella riscaldata “HEAT” HOT-550GY (Fig. 2). Sul retro è necessario aprire la cerniera, fissata con diversi punti di filo. Rimuovere quindi con attenzione il tampone adesivo dal pannello di controllo, rimuovere l'unità di controllo e rimuovere da essa il vecchio circuito stampato.

Riso. 2. Mantello con riscaldamento "HEAT" HOT-550GY

Un disegno del nuovo circuito stampato e il posizionamento degli elementi su di esso sono mostrati in Fig. 3. I resistori R1, R3 e i condensatori C3 e C4 sono utilizzati nella dimensione 0805 per il montaggio su superficie. I condensatori C1 e C2 possono essere ceramici o all'ossido. Resistore R2: qualsiasi potenza 0,125 W. Per il microcontrollore è necessario installare un pannello sulla scheda. La resistenza dello stato attivo del transistor ad effetto di campo IRF2804 è molto bassa. Pertanto, anche con una corrente di diversi ampere, la potenza da esso dissipata non supererà i decimi di watt e non necessita di dissipatore di calore.

Riso. 3. Disegno di un nuovo circuito stampato e posizionamento degli elementi su di esso

La scheda installata nell'alloggiamento della centralina cape è mostrata in Fig. 4. Il foro nel pannello frontale sopra il microcontrollore è stato allargato per facilitare la rimozione del microcontrollore nel caso sia necessario riprogrammarlo (Fig. 5). Dopo aver installato il dispositivo, la vecchia copertura del pannello frontale viene incollata di nuovo in posizione.

Riso. 4. La scheda installata nel corpo della centralina capo

Riso. 5. Affinamento del pannello frontale

La seconda opzione utilizza il riscaldatore domestico più semplice "Emelya" senza alcuna modifica. In questo caso la scheda del riscaldatore è realizzata secondo i disegni di Fig. 6. È progettato per installare tutti i resistori e condensatori di dimensioni standard 0805 e 1206 e un microcontrollore PIC12F629-I/SN in un pacchetto SO-8. Invece di un risonatore al quarzo a 4 MHz, è stato utilizzato un risuonatore ceramico CSTCC4M00G56/53-R0 alla stessa frequenza con condensatori incorporati, in sostituzione dei condensatori C3 e C4.

Riso. 6. Disegno del circuito stampato del dispositivo di riscaldamento

Secondo il catalogo Murata, tali risonatori sono prodotti ad una frequenza non superiore a 3,9 MHz. Tuttavia nei negozi online sono disponibili anche con la frequenza di 4 MHz. Una scheda su cui è installato un microcontrollore programmato è integrata nella presa dell'accendisigari, come mostrato in Fig. 7. Il fusibile da 1 A nel riscaldatore è stato utilizzato come FU7.

Riso. 7. Una scheda su cui è installato un microcontrollore programmato, integrato nella presa dell'accendisigari

In entrambe le versioni del dispositivo, il LED KIPD 66 E-K può essere sostituito con qualsiasi altra dimensione, colore e luminosità adatti.

Disegni della scheda in formato Sprint Layout 5.0 e programma del microcontrollore: ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/04/aha.zip.

Autore: S.Zorin

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