Блок плавного включения вентилятора охлаждения

Как сделать блок плавного управления вентилятором радиатора на ВАЗ

Принцип работы

Таким образом, рабочая температура двигателя на малых скоростях и в летних пробках фактически не превышает 90-92 o C, за исключением конечно аномальной летней жары. За 9 месяцев работы контроллера (с апреля по декабрь) и 15 000 км пробега, на моём ВАЗ 2110 1.6 16V (+ГБО) двигатель ни разу не нагревался больше 95 o C, и соответственно ни разу не сработала штатная система охлаждения.

Разработка и реализация

За основу схемы управления был взят AVR микроконтроллер семейства Tiny, в моем случае – ATTiny85. Но также можно было использовать любой ардуино-совместимый микроконтроллер семейства AVR Tiny, MEGA, а также готовые ардуино-платы с небольшими дополнениями. Для силовой части был использован очень мощный мосфет-транзистор IRF1405 (можно использовать и менее мощный). С помощью отладочной ардуино-платы были сняты показания датчика при пороговых значениях температуры (90-95 С).

Принцип регулировки оборотов вентилятора – обычный ШИМ. В двух словах, для тех, кто не знает, что такое ШИМ (широтно-импульсная модуляция) – это изменение ширины импульсов (в нашем случае постоянного тока с напряжением 12В) определённой частоты для регулировки силы тока на нагрузке (в нашем случае вентиляторе), что обеспечивает управление скоростью вращения любого электродвигателя постоянного тока (анимация и видео ниже):

Т.е. чем шире импульс, тем больше ток, и тем быстрее скорость вращения вентилятора и наоборот.

На видео «крутилка» (потенциометр) имитирует показания с датчика ОЖ. при повышении/понижении температуры.

Таким образом, цель разработки заключалась в реализации управления электровентилятора ШИМ-сигналом на основании показаний датчика температуры ОЖ. С серьезным подходом к программированию микроконтроллеров у меня пока проблемы ))), так что было решено использовать платформу ардуино с собственным и очень простым языком программирования для начинающих. И на основании многих примеров, взятых из интернета, была разработана программа для управления микроконтроллером.

Принципиальная схема устройства выглядит следующим образом:

Это уже доработанная схема с подстройкой порога температуры срабатывания. Питание осуществляется от вывода «D» генератора, что позволяет контроллеру работать только при заведенном двигателе, хотя это не критично и можно запитываться от «зажигания». В схеме реализована стабилизация питания микроконтроллера (5В) на базе преобразователя VR1. В роли драйвера силового транзистора-VT1 используется оптрон-DD2. Транзистор нуждается в охлаждении, так как через него проходят большие токи (около 10 Ампер). Подойдет любой радиатор площадью охлаждающей поверхности в 30 кв. см и выше.

Также обязательна установка предохранителей по «+» питания контроллера (не мене 100милиАмпер), и по цепи массы – не менее 20 Ампер (так как коммутация вентилятора силовым транзистором осуществляется именно по «массе»)! Номиналы всех радиодеталей должны быть четко соблюдены. Частота ШИМ-сигнала была подобрана экспериментальным путем во избежании низкочастотных помех в бортовой сети, а также для снижения шумов обмоток электродвигателя вентилятора при малых оборотах, и составляет 100Гц.

Печатная плата проектировалась «на коленке», поэтому корпус и проводка собрана из подручных материалов:

Рисунок печатной платы не принципиальный, кому интересно все материалы в архиве.

Подключение. Крыльчатка вентилятора используется 8-лопасная, так как от стандартной 4-лопасной крыльчатки эффекта на низких оборотах очень мало + лишня вибрация никогда не добавляла комфорта.

Видео испытаний, подключение:

По итогам сборки заморочек получилось, конечно, много, но себестоимость устройства составила около 10 у.е.))) и это хорошо! Любые вопросы пишите в комментариях.

Читайте также другие доработки пуска и работы вентилятора радиатора автомобилей ВАЗ.

Плавное включение вентилятора охлаждения двигателя своими руками

Реле плавного включения вентилятора охлаждения своими руками

Во всех автомобилях, когда температура двигателя близка до критической отметки, включается вентилятор охлаждения радиатора. Но есть массу минусов резкого старта, которая отображается на электрике автомобиля. Особенно это касается русского автопрома. В данной статье приведена схема своими руками реле плавного включения вентилятора охлаждения.

И так выше было сказано о минусах резкого включения, и которые мы минуем собрав схему реле плавного включения:

1. Большая нагрузка на бортовую сеть (генератор, аккумулятор, проводка).
2. Большая механическая нагрузка на подшипник и на крепления электро вентилятора.
3. Использование необоснованно большого предохранителя. Пусковой ток электродвигателя 20 – 30А в зависимости от модели, и редко превышает 4 – 8А на ходу.

Задача, поставленная мной, состояла в следующем:
1. Использовать штатную проводку
2. Не ставить дополнительных кнопок.
3. Изначально, в данной модели автомобиля не было реле включение вентилятора, по этому есть возможность это исправить.

Устройство представляет собой ШИМ генератор импульсов. ШИМ запускается и начинает генерировать импульсы на выходе 3 с постоянной частотой и изменяющийся во времени шириной следования импульса. Время задается емкостью конденсатора С3. Далее, эти импульсы подаются на драйвер мощного полевого транзистора который управляет нагрузкой на выходе устройства. Драйвер для IRF4905 собран на отечественном транзисторе КТ315. Время полного открытия затвора IRF4905 напрямую зависит от емкости конденсатора и скорости его заряда. Диод на выходе служит для сглаживание обратных выбросов электродвигателя. В качестве диода я применял диодную сборку Шоттки с общим катодом. Полевик Р-канальный, так как должен регулировать положительное напряжение. Можно было бы использовать и N-канальный, но тогда бы пришлось переделывать всю проводку связанную с электроникой охлаждения. Все выводы на схемы указаны с учетом выходов контактов реле. Схема простая и выполнена в SMD, поэтому удалось ее поместить на плате размером с автомобильное реле. Некоторая часть схемы выполнена навесным, плотным монтажом, а другая на маленькой печатной плате.

Плату я рисовал ЛУТом, всем известным, далее травил хлорным железом. На этом сайте я много встречал людей у которых процесс травление занимает более 2-х часом, лично у меня это занимает 5-7 минут. Дело в том, что бы протравить плату (не важно какого размера) нужно подогреть раствор до температуры 60-70 градусов,при этом нужно как можно чаще болтать текстолит в растворе, и периодически на него поглядывать.

Первым делом необходимо достать реле. Оно может быть рабочим так и нет, собственно нас это не интересует. Главное размер! Теперь нужно разобрать его и аккуратно извлечь внутренности, оставив выходные клеммы.

Должно получится примерно следущее

После того как мы отрезали все ненужное, займемся навесным монтажом. Навесная часть, будет вся правая часть схема, все что выходит с 3 ножки NE555. “Почему нельзя спаять все на плате?” Да потому что, ни по длине ни по ширине оно не влезет. Это относиться только к стандартному (по размерам) реле.

Навесная часть почти завершена. Теперь приступим к самой плате. У меня получилось так, что пришлось обрезать готовую плату до нужных размеров, потому как транзистор и диоды были вынесены за пределы платы. Сама плата, которая выложена в конце статьи, имеет полный размер в связи с тем, что бы ее можно было подогнать по размерам.

Теперь впаиваем обрезанную плату в реле.

Осталось допаять перемычки и можно переходить к креплению радиатора (через изоляционную прокладку) и обрезанию крышки реле.

Собственно устройство готово. Осталось покрыть его лаком или залить канифолью. Хотя если реле будет стоять под приборной панелью, то вскрытие лаком можно исключить. После окончательной сборки устройство не требует настройки, подходит к любым (по мощности) электродвигателям, так как имеет максимальный ток в 74А! Это все таки автомобиль, должен быть 200% запас по мощности. Чтобы ничего не работало в пике своих характеристик. IRF4905 довольно дешевый, распространенный, проблем с его приобретением возникнуть не должно.

Реле плавного старта вентилятора охлаждения автомобиля

Почему быстрый старт вентилятора охлаждения неприемлем для автомобиля? Тут несколько ответов:

1. На бортовую сеть идет большая нагрузка (это проводка, аккумулятор, генератор);
2. Помимо предыдущего идет и большая физическая нагрузка на крепления вентилятора и его подшипник;
3. Приходится использовать необоснованно большой предохранитель, так как пусковой ток может составлять до 30А.

Теперь определимся с задачами, которые мы поставим перед собой:

1. Главная наша задача – создать, так сказать, соф-старт.
2. Для этого использовать только штатную проводку.
3. Ограничится уже имеющимися кнопками.
4. Изначально автомобиль не обладал реле включения вентилятора, поэтому исправим это.

Как устроено представленное устройство? На самом деле, это ШИМ генератор импульсов, который запускается и начинает генерацию импульсов постоянной частоты на третий выход с изменяющейся по времени шириной следования импульса.

Время ширины задается емкостью конденсатора С3. Эти импульсы следуют до драйвера полевого транзистора, под управлением которого находится мощность нагрузки выхода устройства. Диод, который установлен на выходе, служит для того, чтобы погасить обратные неприемлемые выбросы электродвигателя.

Для диода была использована диодная сборка Шотки с общим катодом. Полевик использован Р-канальный, по причине того, что он должен регулировать положительное напряжение. Если бы использовался N-канальный, то потребовалась бы переработка всей проводки, которая связана с охлаждением двигателя, а в наши задачи это не входит.

В представленном устройстве часть элементов выполнена навесными, а другая – прикреплена на печатную плату.

Рисовка карты производилась в ЛУТе, а травка – хлорным железом.

Приступаем к созданию устройства. Сначала нужно достать реле, разобрать его и извлечь все внутренности, оставив только клеммы.

Получается что-то вроде этого.

Отрезав все ненужное, приступим к навесному монтажу.

Навесной у нас будет вся правая часть схемы, то есть все, что выходит с 3 ножки NE555. Если паять это все на плате, то размеров платы вообще не хватит.

Навесную часть почти закончили.

Можно приступать и к самой плате. У меня самого вышла такая ситуация, что пришлось немного обрезать плату, чтобы транзистор и диоды корректно располагались за пределами платы. В конце статьи плата показана полной, так как ее модификацию под нужные размеры я оставил на потом.

Следующий шаг – впаиваем обрезанную плату в реле.

Напоследок осталось впаять перемычки и прикрепить радиатор.

Вот и все. Устройство уже готово. Теперь его нужно покрыть лаком или попробовать залить канифолью. Собранное устройство не требует никаких настроек и оно подойдет к любому электродвигателю, так как ее максимальный ток составляет 74А. Использованный контролер IRF4905 дешевый, его легко найти в любом магазине электротоваров.

Вот вам вид готового к работе устройства.

Блок автоматического регулирования электровентиляторов

Kolomna 4×4 offroad

Блок автоматического регулирования электровентиляторов

18 апр 2013, 12:15

В данной теме хотелось бы побеседовать на тему различных устройств управления электровентиляторами системы охлаждения двигателя.
Вот несколько ссылок на различные девайсы:
1. Самое простое – устройство включает/выключает вентилятор при заданных температурах. Блок управления вентилятором системы охлаждения.
https://fan-control.narod.ru/index.htm
2. Борей – блок плавного управления электровентилятором радиатора автомобиля (БУ ЭВСО). Фирма “Силичъ”. Плавное включение вентилятора – это уже более интересно!
https://silich.ru/
. Кстати, на их сайте предлагается условно-бесплатный вариант . https://silich.ru/boreas-free.html
3. Самое “навороченное” устройство: Блок автоматической стабилизации охлаждения двигателя БАРС-Т
https://kineskop.narod.ru/index.html – сайт умельца-разработчика.
https://www.shop-mashine.ru – сайт торгашей, купивших права на производство и продажу, но не удосужившихся придать устройству “товарный вид”. Ценник, при этом, КОНСКИЙ!
https://www.drive2.ru/cars/uaz/hunter/31 . 152533337/ – пример установки БАРС-Т на УАЗ Хантер.

Сюда же добавлю устройства для плавной регулировки чего-либо. Например, можно плавно регулировать мотор печки.
1. https://zazsila.ru/news/2012-05-22-114 – Простой регулятор для автомобиля на 12В. Дешево и сердито.
2. https://silich.ru/argest.html – Контроллеры электровентилятора отопителя Аргест с управляющими кнопкой, энкодером и поворотным резистором. Дорого.

Я так понимаю (а я нихрена в этом не понимаю), в большинстве этих устройств для регулирования скорости вращения используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ).
Вот небольшая выдержка по этому поводу из интернетов:
Схема ШИМ работает, генерируя прямоугольные импульсы с переменной скважностью, которая в среднем может изменяться от 0 до 100 процентов. Таким образом, в нагрузку передается определенное количество мощности. Основным преимуществом схемы ШИМ над резистивными регуляторами питания является КПД.
Еще одно преимущество широтно-импульсной модуляции в том, что импульсы достигают полного напряжения питания и будут обеспечивать больший крутящий момент для двигателей, будучи в состоянии легче преодолевать их внутреннее сопротивление. Из минусов — ШИМ может создавать помехи в бортовой сети, в радиостанциях и тд.

А могут ли наши местные радиолюбители сделать что-либо подобное?
Обсуждаем!

Re: Блок автоматического регулирования электровентиляторов

18 апр 2013, 13:09

докладываю: лишняя электрическая приблуда в ЖИПЕ ненужна.

в ниве было просто датчик от фольца с 3 ногами он управлял 3мя реле (обычные фарные на 30А) которые включали обдув вот и все. никаких электро схем упаси господи, никаких окислов, быстрый и доступный ремонт, запчасти в любой палатке.
и еще была принудительная кнопка на включение отключения вентиляторов.

Реле плавного старта вентилятора охлаждения автомобиля

В чем минусы быстрого старта:

По этому решено было собрать некий “софт-старт”.

Задача, поставленная мной, состояла в следующем:
1. Использовать штатную проводку
2. Не ставить дополнительных кнопок.
3. Изначально, в данной модели автомобиля не было реле включение вентилятора, по этому есть возможность это исправить.

Должно получиться примерно так.

После того как мы отрезали все ненужное, займемся навесным монтажом. Навесная часть, будет вся правая часть схема, все что выходит с 3 ножки NE555. “Почему нельзя спаять все на плате?” Да потому что, ни по длине ни по ширине оно не влезет. Это относиться только к стандартному (по размерам) реле.

Навесная часть почти завершена. Теперь приступим к самой плате. У меня получилось так, что пришлось обрезать готовую плату до нужных размеров, потому как транзистор и диоды были вынесены за пределы платы. Сама плата, которая выложена в конце статьи, имеет полный размер в связи с тем, что бы ее можно было подогнать по размерам.