На идею создания данного устройства, меня натолкнули следующие причины:
1. Дискомфорт связанный с шумностью работы вентиляторов;
2. Большая нагрузка на электрооборудование, а точнее, получаемый отрицательный баланс электроэнергии, даже свет меркнет;
3. Свист ремня генератора (пока я его не подтянул :)), связанный с его проскальзыванием.

Ну, в общем, нашел оправдания для реализации этой задумки. :) И решил поделиться с вами тем, что получилось.

Блок представляет собой ШИМ контроллер с пропорциональным законом управления в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя и, в меньшей зависимости, от уровня бортового напряжения. По идее, мощность на охлаждение должна затрачиваться примерно та же, но все-таки она меньше и растянута во времени, и генератор справляется с этой нагрузкой.

Блок программно обеспечивает работу вентилятора в диапазоне от 92,4°С до 102,2°С, при бортовом напряжении 13 В, скважность импульсов составляет от 45,7% до 89,5%. Электрические цепи управления вентиляторами были сохранены, и при температуре в районе 100°С срабатывает штатная схема управления вентиляторами.

Рис. 1. Схема подключения к электрооборудованию автомобиля

В общем, приступил к реализации. Начал поиск подходящей коробочки под корпус. У товарища в гараже подвернулся корпус от старого восьмерочного коммутатора зажигания. Привлек он меня подходящим конструктивом и массивным алюминиевым основанием для охлаждения. Единственный недостаток, это малое количество контактов в разъеме, иначе можно было бы реализовать схему без дополнительного реле и со спящим режимом (правда, тогда потребовалась бы другая микросхема стабилизатора). Дополнительное реле исключает лишний потребитель в виде блока управления вентилятором, когда СУД не работает. При повседневной эксплуатации автомобиля, дополнительное реле можно не устанавливать, но тогда блок будет постоянно под напряжением и соответственно «кушать» энергию от АКБ.

Продолжим…

В загашнике оказался Infineonовский ключик верхнего уровня BTS441TG. Кстати, аналогичный применяется в блоке АПС-6. Думаю можно поставить и BTS442E2, тогда реализуема полная диагностика ключа со стороны микроконтроллера.

Зашел в магазинчик электроники, в наличии оказался Microchipовский PIC16F676. В автомагазине была куплена ответная часть разъема к коммутатору с уже установленными контактами и проводами, реле 90.3747 и колодка реле с проводами:

Рис. 2. Схема блока управления вентилятором

Рис. 3. Вид плату в корпусе коммутатора с установленными элементами

Нарисовал по быстрому печатную плату, вывел на «лазернике», перевел утюгом на фольгированный стеклотекстолит, протравил, смыл, запаял элементы. Дорожки печатной платы «+» и «OUT» на всякий случай усилил, запаяв провод диаметром 1 мм:

Рис. 4. Печатная плата (верхний и нижний слой).

Картинки не в масштабе (при конвертации некоторые пины почему-то пропадают, пришлось через одно место делать), для ориентировки – расстояние между нижними крепежными отверстиями 58 мм. 

Написал программку, зашил в чип:

:020000040000FA
:020000002928AD
:08000800A0000308A1000B1D7C
:1000100020280B11A303031D10280230A300221473
:10002000A21C1C28071630088E008F018F0910149F
:1000300083160C148312252883160C108312222891
:100040000C1C25280C101010071221088300200812
:10005000090083128101303090009F0187018316CF
:100060000230810010309F0030309100071283125F
:100070000230A3001F140B178B168B176400221C71
:100080003E2883121F0863399F001F169F149F1874
:1000900047281E08A4009F171F159F149F184E285D
:1000A00083161E08A600831222100310A40C03104E
:1000B000A50C25082407A400A5000310A60C031016
:1000C000A70C27082607A600A7003A302602031827
:1000D00076282C302602031C7628A8000310A80DD1
:1000E0000310A80D0310A80DA2147728A2105730F2
:1000F0002402031C0301A9000310A90C2808B00066
:060100002908B0073E28AB
:00000001FF

Блок не запустился. В результате спешки забыл про цепь сброса микроконтроллера, запаял сверху (на схеме изображено красным цветом, см. рис. 2).

Включил на столе, в качестве датчика использовал подстроечный резистор, в качестве нагрузки лампочку 55 Вт. Все «забулькало».

Стал устанавливать плату в корпус. Пришлось подточить стойки крепления печатной платы на алюминиевом основании, чтобы бобышка (к которой крепился раньше силовой транзистор коммутатора) касалась печатной платы. Между печатной платой и бобышкой должна устанавливаться теплопроводная изолирующая прокладка. В печатной плате по периметру (где возможно) просверлил отверстия и впаял провод подходящего диаметра, чтобы тепло от ключа с верхней части печатной платы передавалось на нижнюю, которая прилегает к бобышке основания корпуса, тем самым обеспечивая теплоотвод. Соединения печатной платы к разъему осуществляется проводами. При сборке выяснилось, что плата касается контактов разъема, пришлось их подогнуть.

Довольный, установил на автомобиль. Прогрел двигатель до установленной температуры. Вентилятор начал потихонечку разгоняться, потом снизил скорость и продолжал очень медленно крутиться. Что-то не то, подумал я, и приложил палец к ключу, от чего тут же получил ожог. Греется он как утюг. Подумал, ключик слабоват и срабатывает тепловая защита ключа. Расстроился и забросил блок подальше.

Но покоя эта тема мне не давала.

Думал, как к этому ключу дополнительный радиатор заделать. Потом детально стал изучать даташит на ключик. Натолкнул меня на мысль раздел по особенностям работы на индуктивную нагрузку. В результате подпаял параллельно нагрузке диод от компьютерного БП (на схеме изображено красным цветом, см. рис. 2). О чудо, блок «забулькал» как надо и практически перестал греться.

Вот так на моем автомобиле появилась система управления вентилятором охлаждения. В пробке, стоишь – тишина. Когда стоишь перед автомобилем, то слышно как «зудит» (частота ШИМ в районе 448 Гц) электродвигатель вентилятора.

Штатно, вентиляторы пока ни разу не срабатывали, хватает того, что есть.

Опытная эксплуатация продолжается…

© 2014 UnMusical.

P.S. В ближайшее время постараюсь приложить фотки (опять придется снимать пластмассовую панель слева от ног водителя :().

03.09.14.