Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
IGE-XAOIGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712

byrrt 09 Lip 2011 20:08 16490 18
  • Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712

    Tym razem chciałbym Wam przedstawić kolejny miniprojekt, jakim jest moduł domykania szyb samochodowych. Wprawdzie rynek zasypany jest gotowcami, ale za chwilę wyjaśnię, czemu zdecydowałem się budować własny. W aucie, które posiadam są 2 elektrycznie sterowane szyby. W chwili, gdy nie pracują na obydwu przewodach silników są masy. Sterowanie taką szybą realizowane jest za pomocą jednego podwójnego przekaźnika połączonego w mostek (Bridge).

    Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712

    Podanie napięcia na jedną z cewek powoduje przełączenie jednego z biegunów silnika do 12V. Na drugim zostaje masa i silnik kręci w którąś stronę. Szperając na naszym rodzimym portalu aukcyjnym znalazłem przekaźniki dokładnie takie same jak mam zastosowane w oryginalnym module w aucie, z tym, że mają wyprowadzone oba przekaźniki bezpośrednio (Separate).
    Przekaźniki te, co ważne - mają prąd przełączania na poziomie 25A!

    Domknięcie szyby to odłączenie jednego z biegunów silnika od oryginalnego sterownika i podłączenie do 12V. Następnie powstał problem, jak zmierzyć prąd (i to nie mały - w chwili pracy silnika pobiera on ok. 5-7A, a gdy szyba stanie nawet ponad 20A) na dodatnim biegunie. Bocznik byłby trochę uciążliwy, bo przy takich prądach musiałby mieć albo bardzo niską rezystancję, albo bardzo dużą moc. Niska rezystancja to też niskie napięcie odłożone na nim, a wszystko to jeszcze na dodatnim zasilaniu 12V, gdzie procesor w układzie mamy zasilany z 5V. Uciekając od wszelkich problemów dostosowania napięcia pomiarowego itp. zastosowałem specjalizowane układy do pomiaru prądu działające na zasadzie czujników pola magnetycznego ACS712ELCTR-20. Są one dostępne chociażby w TME w cenie ok. 12zł. Czujnik taki ma wyjście 0-5V, gdzie przy zerowym prądzie daje równo 1/2 napięcia zasilania, czyli 2.5V. Mnie interesuje pomiar prądu tylko i wyłącznie w jednym kierunku, ale układ umożliwia pomiar w obie strony.

    Mój moduł posiada 3 wejścia - dwa aktywne masą i służą one do rozpoczęcia domykania oraz ew. zatrzymania procesu oraz jedno blokujące 12V po kluczyku tak, aby układ nie działał przy przekręconej stacyjce. Wyjście OC z modułu załączane jest na 30s po domknięciu drugiej szyby i jest to sygnał do domykania szyberdachu (moduł sterowania szuberdachem to osobny projekt, ale opiera się on tylko na sygnałach z krańcówek). Na płytce zastosowałem liniowy stabilizator 7805; z napięcia tego zasilany jest procesor oraz ACS. 5V to standard w elektronice samochodowej. Wyjścia na szyby to po dwa przewody na jeden silnik - jedno wejście z oryginalnego modułu, drugie wyjście na silnik. Innymi słowy - wpinam swój układ w szereg z silnikiem na biegunie, na którym musi pojawić się 12V przy zamykaniu szyby. Sam ACS ma odłączane napięcie zasilania poprzez tranzystor P-MOSFET, aby zredukować prąd pobierany przez układ, gdy nie jest używany. Oczywiście procesor jest usypiany i co 100ms budzony, aby sprawdzić stany wejść. W chwili obecnej cały układ pobiera ok. 5mA w trybie bezczynności, ok. 25 przy rozpoczętym pomiarze i ok. 70 przy załączonym którymś z przekaźników. W trakcie domykania szyb mierzony jest prąd płynący na szyby oraz napięcie zasilania. Napięcie akumulatora nie może zejść poniżej 10V - jeżeli zejdzie układ kończy pracę. Zapobiega to katowaniu akumulatora, gdy ten jest mocno rozładowany.

    Konfiguracja prądu, maksymalnych czasów domykania szyb, obserwacja statusu wejść oraz pomiarów realizowana jest poprzez port RS232TTL i terminal (np. Putty).
    Zrealizowałem coś w rodzaju miniterminala:
    Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712

    Wpisując słowo "help" mamy listę dostępnych poleceń. Po modyfikacji zmiennych należy zapisać dane do eepromu wpisując "ewrite". Krótki opis ze zrzutu:

    cofset= - napięcie offsetu dla ADC z czujnika ACS (teoretycznie 10bit/2 = 512, ale wiadomo, że różnie to wychodzi - tolerancja elementów i napięcia zasilania).
    cutoff= - prąd, przy którym układ odcina szybę i zaczyna domykać następną - tu ustawione 8.0A.
    maxtime= - maksymalny czas zamykania szyby (nawet jeżeli w tym czasie nie zadziała przeciążenie, układ przestanie domykać szybę - tutaj 8.0 sekund.
    service= - przyjmuje wartość 1 lub zero i oznacza włączenie monitorowania prądu, napięcia i stanu wejść przez RS'a.

    I wygląda to tak:
    Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712

    Na początku wspomniałem, że wyjaśnię, dlaczego zdecydowałem się na budowę własnego domykacza. Z trzech powodów:
    1. Przyjemność projektowania i pewność działania.
    2. Dodatkowe wyjście OC do sterowania układem domykania elektrycznego szyberdachu.
    3. Najważniejsze - reakcja dopiero na 2gi sygnał z pilota.
    Układ mam podpięty pod sterownik centralnego zamka. Gdy przyjdzie pierwszy sygnał zamknięcia auta i przez 5 sekund nie przyjdzie następny, samochód normalnie się zamknie, ale szyby zostaną otwarte - przydatne czasem w lato, gdy zostawiam auto na strzeżonym terenie. Dopiero drugi impuls z pilota w ciągu 5s. powoduje rozpoczęcie akcji domykania. Sygnał otwarcia auta powoduje zatrzymanie szyb i szyberdachu. Jeszcze o tym nie wspominałem, więc zaznaczę jeszcze, że układ domyka szyby po kolei. Najpierw pierwszą, potem drugą, a następnie szyberdach.

    Układ został zaprojektowany na dwustronnej płytce drukowanej, którą wykonałem w firmie (metalizowane przelotki, soldermaska, cynowanie halem). Program pisany w WinAVR i zajmuje prawie całe 8kB procka. Najwięcej pochłonęły te operacje na stringach i obsługa terminala ;)
    Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712 Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712

    Procek pędzony na 2Mhz z wewnętrznego RC, aby obniżyć pobór mocy (różnica 1-2MHz niezauważalna), włączony watchdog, przerwanie od timera1 co 100ms.

    Całość prezentuje się tak:
    Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712 Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712 Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712 Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712 Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712 Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712 Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712 Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712 Moduł domykania szyb z pomiarem prądu na ACS712

    Film prezentujący działanie układu zamieszczę, jak przyjdą płytki od sterowania szyberdachem, a powstały z nich moduł wyląduje w aucie.

    Na koniec dodam, że całość sprawuje się bardzo dobrze, raz tylko musiałem podnieść prąd, bo okazało się, że czasem jedna z szyb wyłącza się za szybko (niestety szyby w moim aucie dość ociężale się zamykają). W tej chwili mam ustawione 10A i jest naprawdę OK. W programie pomiar uśredniany jest z 10 pomiarów, a te wykonywane są co 100ms, więc nawet chwilowy pik prądowy nie zatrzyma szyby - dopiero dłuższe spowolnienie lub zatrzymanie.

    Płytki zostały pokryte lakierem izolującym elektronikę od wody, a całość zamontowana w pobliżu oryginalnej centralki sterującej szybami.

    Źródeł i projektu płytki zdecydowałem się nie publikować- przynajmniej nie na tym portalu.
    Schemat udostępniam w pliku PDF - nic odkrywczego, ale może komuś się przyda.

    Co do kosztów wykonania:
    - płytki - ok. 35zł/1 szt.;
    - procek - ok. 6zł;
    - ACS712 - ok. 12zł;
    - przekaźnik NEC EP2-4L3ST - 6zł;
    - złącze molex, drobnica - 8zł.

    Razem około 70zł.
    Pozdrawiam i czekam na ewentualną konstruktywną krytykę ;)

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    byrrt
    Poziom 21  
    Offline 
    Zajmuję się projektowaniem i wykonywaniem cyfrowych oraz analogowych układów elektronicznych. Pracuję w firmie projektowo produkcyjnej. Mam doświadczenie w naprawie precyzyjnych mechanizmów i elektroniki. Wykonuje urządzenia od A do Z od zarysu przez projekt, prototyp i programowanie do dokumentacji po-wykonawczej włącznie.
    Specjalizuje się w: układy cyfrowe i mikroprocesorowe
    byrrt napisał 697 postów o ocenie 788, pomógł 2 razy. Mieszka w mieście Bydgoszcz. Jest z nami od 2002 roku.
  • IGE-XAOIGE-XAO
  • #2
    Paolo1976
    Poziom 24  
    w@mpir napisał:
    Nie jestem specjalistą by oceniać projekt, ale wykonanie na bardzo wysokim poziomie jak fabryczne i koszt wykonania rozsądne.


    A jakie ma być wykonanie, skoro płytki robione fabrycznie? Fabrycznie zrobione PCB zawsze będą wyglądały jak fabryczne. Łatwo odróżnić.

    Pytanie do autora, - dlaczego nie chcesz udostępnić źródeł i plików materiałów akurat na TYM portalu? Czyżbyś miał jakiś żal do jego użytkowników? Ogólnie projekt bardzo dobry i nie ma się do czego przyczepić. Plus za fabryczne PCB i dobre zabezpieczenie przed wilgocią, co ma wielkie znaczenie zwłaszcza w aucie.
  • #3
    didii0074
    Poziom 12  
    W jakiej firmie robiłeś pcb ?
  • IGE-XAOIGE-XAO
  • #4
    kamilekaaaaa
    Poziom 23  
    Wygląda to lepiej niż z taśmy produkcyjnej. Ciekawe kiedy takie cos ukaże sie w sprzedaży?
  • #5
    byrrt
    Poziom 21  
    Ja zawsze robię płytki w Satlandzie - różnie im wychodzą - te np. są wg. mnie jakieś porysowane chociaż technicznie nic nie zarzucę.. Nie zamierzam wprowadzać układu do produkcji bo jak pisałem na rynku jest dużo innych układów - prostszych i przez to tańszych. Mój wymaga programowania na komputerze, tamte są uniwersalne.. Nie ma co wchodzić na zapchany rynek..
  • #6
    bvr
    Poziom 14  
    Hej,

    byrrt dzięki za schemat. Mam dwa pytania:

    1. Jaką rolę pełni transil D2 i D9 - wiem, że są to elementy zabezpieczające przed przepięciem. Chciałbym wiedzieć w jakiej sytuacji te elementy zadziałają w Twoim układzie.
    2. Czy w sekcji wyjść opisy sygnalów są dobrze? Np. STOP jest oznaczony jako wejście, ale dioda D6 jest w stosunku do tego sygnału włączona zaporowo.

    I jedna uwaga.
    Opisy sekcji powinny brzmieć Outputs, Inputs, Other. Apostrof s stosuje się w dopełniaczu liczby pojedyńczej.

    Wojtek
  • #7
    byrrt
    Poziom 21  
    bvr napisał:
    Jaką rolę pełni transil D2 i D9

    Tak jak napisałeś - zabezpieczającą.. To tak jak dioda zennera - podcina wszystko powyżej swojego nominalnego napięcia tyle że szybko i potrafi przenieść duże ładunki. D2 jest w razie gdyby jakimś cudem pojawiło się przepięcie na 5V i jest na 6,8V, D9 jest na wyjściu OC i jest to dioda na 24V - przy tulu podetnie. Jest to zabezpieczenie tranzystora wyjściowego. Obie diody są jedno kierunkowe tak więc w kierunku przewodzenia przycinają przy ok 0,5V. Na schemacie są 2 kierunkowe - wiem..

    Cytat:
    Czy w sekcji wyjść opisy sygnałów są dobrze? Np. STOP jest oznaczony jako wejście, ale dioda D6 jest w stosunku do tego sygnału włączona zaporowo.

    Prawidłowo - są to wejścia monitorujące pojawienie się masy. Za diodą mamy podciąganie tak więc zwarcie przed diodą do masy powoduje zwarcie tego podciągania do 0,6V. Jest to dość głupoto odporne wejście w dodatku niskoimpedancyjne.

    Cytat:
    Opisy sekcji powinny brzmieć Outputs, Inputs, Other. Apostrof s stosuje się w dopełniaczu liczby pojedyńczej.

    Masz racje, być może robiłem to późno w nocy ;)
  • #8
    gaspaccio
    Poziom 17  
    Jak nazywa się to złącze 10 pin które kolega zastosował w projekcie? Przeglądam, szukam w różnych katalogach i nie znajduję.
  • #9
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #11
    cinepi
    Poziom 13  
    Mam pytanie do autora - jaki to typ obudowy? Bo zdaje mi się że widziałem ją już w pewnym uszkodzonym fabrycznym urządzeniu i potrzebuję identycznej, żeby to urządzenie naprawić...
  • #13
    Nerwus
    Poziom 18  
    Jak realizujesz detekcje 2 sygnału z pilota? Czy sterownik centralnego jest fabryczny?

    jak masz PCB na zbyciu to proszę o info na priv.
  • #14
    byrrt
    Poziom 21  
    Odbiornik radiowy w moim aucie dokładałem do oryginalnego centralnego z klucza. Centralny zamek sterowany jest u mnie masą. Niestety działa to tak, że podanie masy na jeden przewód powoduje zamknięcie, na 2gi otwarcie ale po zadziałaniu centralnego zamka na przewodzie który przed chwilą zwieraliśmy do masy panuje już ona na stałe. Tak działa oryginalny zamek i teraz nie mogę wykrywać tu 2giego sygnału. Z moim sterownikiem wpiąłem się jeszcze przed przekaźniki zwierające sygnały otwierania i zamykania do masy tak, że każde naciśnięcie przycisku w pilocie mam wykrywane w moim układzie jako impuls. Procek sobie liczy te impulsy i tak to działa..
  • #15
    Marian B
    Poziom 35  
    Dla tych, co planują "szyby elektryczne" w swoim samochodzie. Jest tu wszystko, domykanie, otwieranie całkowite, otwieranie "na troszeczkę", Szyby są otwierane i zamykane kolejno, pojedyńczo. Uklad bardzo prosty, nie wymaga żadnego programu. Sprawdza się znakomicie już dwa lata.
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1671928.html
  • #16
    gemiel
    Poziom 22  
    Oglądając ten projekt nie doczytałem się niczego odkrywczego. Fabryczne moduły obsługują 2, 4 lub 5 szyb i są zrobione na AT89C2051. Można nimi sterować mechanizmy za pomocą plusa lub masy. Wyzwalanie też albo masą albo plusem. I tak samo nie potrafią obsługiwać szyberdachu dwufunkcyjnego (zamykanie, uchylanie) jak ten prezentowany układ.
    Obudowa oraz złącze główne żywcem wyjęte z dzieł AMT typu Multiblok.
    Reasumując: projekt wykonany za spore pieniądze a efekt taki jak zwykły moduł za 50zł.
    W dodatku część owiana tajemnicą.
  • #17
    byrrt
    Poziom 21  
    Chodziło mi raczej o twórczą krytykę.. No cóż.. Nie we wszystkim musi być coś odkrywczego - tak patrząc połowa projektów z elektrody by poleciała do kosza. Szukałem i nie znalazłem jak realizowany jest pomiar w "firmowych" modułach ale tam zdaje się nie mierzą o tyle prądu tylko spadek napięcia na samym silniku. Mój układ jest odpowiednio zabezpieczony przed zakłóceniami i przepięciami z zachowaniem zasad automotive a te sterowniki z allegro.. Nie widziałem ale nie sądzę..Sterowanie plusem nie jest mi potrzebne w moim aucie po cóż miałbym projektować pod takie coś układ. Nie zamierzam go produkować więc robiłem typowo pod siebie i moje auto. Dobre domykanie szyb na 2 szyby kosztuje ok 70-90zł (np. polskie MPW-2) tak więc cena zwyczajnie porównywalna i to przy ilości 2 wyprodukowanych sztuk.
    Co do sterowania szyberdachem 2 pozycyjnym właśnie piszę program na moduł który już powstał i leży u mnie na biurku.. Właśnie do takiego szybra wraz z funkcją domykania,automatycznego uchylania itp. Układ bazuje na oryginalnym napędzi i oryginalnych krańcówkach. W następnym tygodniu pewnie będzie już pracował u mnie w aucie.
  • #18
    Dławik81
    Poziom 15  
    Jak dla mnie wykonanie dosyć Orginalne i pomysłowe chodzi o procedurę ,domykania drugim impulsem z pilota centrala dosyć funkcjonalne ,jak piszesz nie zawsze jest potrzeba równoczesnego zamknięcia i domykania szyb za jednym naciśnięciem pilota czasami potrzeba zostawienia uchylonych okien np .w upalny dzień dodatkową zaletą ,jest osobny sygnał sterujący domykaniem szyber dachu. Raczej funkcja nieoferowana w fabrycznych sterownikach i to pewnie pokusiło cie o budowę własnego sterownika uważam dobre rozwiązanie bo cena też nie jest wygórowana a kompatybilność i możliwość dokonania zmian także jest tutaj plusem dla mnie projekt jest, jak najbardziej godny uwagi ,ponieważ zawiera kontrole prądu roboczego pobieranego przez silniki podnośnika szyb co powoduje ich dłuższą bezawaryjną eksploatacje.
  • #19
    byrrt
    Poziom 21  
    Pogoda tak beznadziejna, że człowiek nie ma kiedy posprzątać w aucie i zrobić jakiś fajny film.. Wrzucam filmik nakręcony gdzieś w miejskim zgiełku i to w dodatku od środka bo trochę mżyło ;)

    Link

    Przy okazji podrzucam link do nowego projektu o którym wspominałem - sterownika szyberdachu 3 pozycyjnego z funkcją domykania.