Sterownik wycieraczki tylnej szyby.

[Marian B]

Sterownik wycieraczki tylnej szyby.


W samochodzie Skoda Octavia (kombi) przestała działać wycieraczka tylnej szyby. Uszkodzeniu uległ moduł sterujący silnika wycieraczki, znajdujący się wewnątrz obudowy przekładni. Silnik, przekładnia, moduł sterujący konstrukcyjnie stanowią jeden podzespół, i producent nie przewiduje jego naprawy. Koszt nowego zespołu wycieraczki, to około 400 zł. Próba naprawienia modułu sterującego nie powiodła się przede wszystkim ze względu na niezidentyfikowany układ scalony, a też i na znaczną ilość (59!) różnych elementów SMD na dwustronnie drukowanej, niewielkiej płytce.
Warto, więc było opracować inny układ realizujący ten sam, dość prosty program sterujący.
Nowy układ jest w pełni kompatybilny z oryginalnym modułem sterującym, i może być stosowany w każdym samochodzie, gdyż można nim sterować za pomocą zwykłych przełączników, jak i w sposób elektroniczny.
Dodatkowo jest zastosowane elektroniczne zabezpieczenie przed przeciążeniem silnika. Oryginalny układ takiego zabezpieczenia nie posiada i wykorzystywane jest tylko zabezpieczenie termiczne, wbudowane wewnątrz silnika.

Moduł sterujący realizuje następujący program:
• Natychmiast po włączeniu zespolonym wyłącznikiem, wycieraczka wykonuje jeden ruch, i następne ruchy powtarzają się, co około 15 sekund w trybie pracy przerywanej.
• Gdy włączony jest spryskiwacz tylnej szyby wycieraczka pracuje w trybie ciągłym, a po wyłączeniu spryskiwacza wykonuje 3 ruchy i przechodzi do pracy przerywanej, co 15 sekund.
• W przypadku, gdy wycieraczka zatrzyma się po wyłączeniu zapłonu np. na środku szyby, przy następnym włączeniu zapłonu wraca do położenia krańcowego, także wtedy, gdy wyłącznik zespolony jest w pozycji wyłączonej.
• Styk wyłącznika krańcowego nie jest obciążony (nie przełącza dużego prądu).

Uproszczony schemat blokowy systemu sterowania wycieraczkami i spryskiwaczami, ze szczególnym uwzględnieniem wycieraczki tylnej szyby jest pokazany na rys.1.
Schemat modułu sterującego na rys.2.

Dla użytkownika samochodu jest oczywiste, że gdy włączony spryskiwacz przedniej szyby, to jest zmywana przednia szyba, a gdy włączony spryskiwacz tylnej szyby, jest zmywana tylna szyba, i nikt nie zastanawia się jak to jest zrobione, gdy w samochodzie jest tylko jedna pompa (sądzę po sobie oczywiście). „Genialnego” odkrycia, że musi być zastosowany sterowany elektrycznie zawór przełączający odpowiednie wężyki dokonałem dopiero przy rozszyfrowywaniu wiązki czterech przewodów dochodzących do tylnej wycieraczki.
Istnienie tego zaworu znacząco komplikuje sposób podłączenia modułu sterującego. Uzwojenie elektrozaworu posiada rezystancję 2Ω, i z punktu widzenia modułu jest to galwaniczne połączenie. Dodatkowo końcówki 2 i 3 gniazda wykazują rezystancję w stosunku do masy około 520Ω i 1800Ω w zależności od podłączenia końcówek omomierza, co świadczy o istnieniu na drugim końcu wiązki innego układu elektronicznego, prawdopodobnie modułu sterującego przednie wycieraczki.

Po włączeniu zasilania (zapłonu), rezystor R2 (470Ω) ustala na wejściach 3 i 2 modułu napięcie o wartości około 7,9V i w takim stanie układ jest gotowy do pracy. (W oryginalnym układzie „w tym miejscu” było 330Ω). Napięcie (7,9V) na wejściu przerzutnika B1 jest powyżej progu włączenia (przerzutnik Szmitta), na wyjściu B1 jest stan niski. Dioda D1 powoduje, że na wejściu 3 przerzutnika B2 jest też stan niski, generator zbudowany na tym przerzutniku zablokowany, na wyjściu B3 jest stan niski.
Dzielnik złożony z elementów R16, D12, R18 obniża napięcie (7,9V) do napięcia poniżej progu włączenia dla przerzutnika B4, na wyjściu B5 jest niski stan, tranzystor T1 nie przewodzi.
Każde włączenie zasilania powoduje ładowanie się kondensatora C4 i podanie bardzo krótkiego dodatniego impulsu na bramkę tranzystora T1, co spowoduje jego przewodzenie.
Gdy wyłącznik krańcowy Wk jest otwarty, nic się nie dzieje, wirnik silnika nie zdąży się poruszyć. Natomiast, gdy wycieraczka znajduje się w niewłaściwym miejscu, wyłącznik Wk jest zamknięty, przewodzenie tranzystora T1 powoduje niski stan na wejściu 13 B6, wysoki na wyjściu i przewodzenie tranzystora T1 jest podtrzymane aż do chwili rozwarcia wyłącznika Wk.
Po włączeniu wycieraczki wyłącznikiem zespolonym (środkowa pozycja na schemacie) wejście 3 modułu znajdzie się na masie, na wejściu 2 również nie będzie napięcia, na wyjściu przerzutnika B1 pojawi się stan wysoki, kondensator C1 oraz rezystory R3 i R6 powodują pojawienie się na bramce tranzystora T1 dodatniego impulsu o czasie trwania około 0,5sek. Jest to czas wystarczający do wprawienia w ruch wycieraczkę i zwarcie wyłącznika krańcowego Wk, i tym samym podtrzymanie przewodzenia T1 za pomocą przerzutnika B6. Wycieraczka wykona pełny ruch i silnik wyłączy się po rozwarciu Wk.
Jednocześnie z pojawieniem się stanu wysokiego na wyjściu B1 zostaje zatkana dioda D1 i odblokowany generator B2, wytwarzający przebieg prostokątny o okresie około 15sekund. Po inwertorze B3 pierwsze narastające zbocze pojawi się po 15 sekundach. Jest ono przekształcone w impuls o czasie trwania około 0,5sek za pomocą kondensatora C3 i rezystorów R5 i R6. Impulsy pojawiają się, co15sek przez cały czas włączenia powodując cykliczną pracę wycieraczki.
Włączenie spryskiwacza tylnej szyby (dolna, niestabilna pozycja przełącznika) powoduje podanie napięcia 12V na wejście 2 modułu, oraz na uzwojenie elektrozaworu i włączenie odpowiedniego wężyka. Na wejściu 11 przerzutnika B4 pojawi się napięcie obniżone dzielnikiem R16, D12, R18, ale będzie ono wyższe niż napięcie progowe przerzutnika Szmitta B4. Na wyjściu przerzutnika B5 pojawi się stan wysoki i tranzystor T1 jest w stanie przewodzenia. W czasie działania spryskiwacza na wejściu B4 oraz na wyjściu B5 jest cały czas stan wysoki i wycieraczka pracuje w trybie ciągłym. Po wyłączeniu spryskiwacza kondensator C5 rozładowując się przez rezystory R7 i R6 utrzymuje na bramce tranzystora T1 przez około 2 sekundy stan wysoki, wycieraczka wykona 3 ruchy i silnik się wyłączy, urządzenie przechodzi do pracy cyklicznej.
Włączanie, a szczególnie wyłączanie spryskiwacza odbywa się w sposób przypadkowy, i może się zdarzyć, że po wyłączeniu spryskiwacza kondensator C5 rozładuje się w martwym polu wyłącznika krańcowego i wycieraczka nie zatrzyma się w pozycji krańcowej. Takiej sytuacji zapobiega układ opóźniający zanik napięcia na wejściu 11 przerzutnika B4. Są to elementy C8, R17, D14. Napięcie na wejściu 11 B4 (na kondensatorze C8) zaniknie zawsze wtedy, gdy załączy się wyłącznik Wk, a w następnej kolejności o zatrzymaniu się wycieraczki decyduje właściwy dobór C5, R7.
Dioda D15 zapobiega włączaniu się tylnej wycieraczki przy korzystaniu ze spryskiwacza przedniej szyby. Następuje wtedy chwilowy skok napięcia na wejściach 2 i 3 modułu. Dioda D15 nie dopuszcza do naładowania się kondensatora C8, bo na wyjściu B1 jest stan niski (tylna wycieraczka wyłączona). Elementy R14, D11, R15 służą do stłumienia dużego impulsu napięciowego w chwili wyłączania cewki elektrozaworu.

Silnik wycieraczki w czasie normalnej pracy pobiera prąd około 3,5A. Prąd zwarcia po zahamowaniu wirnika wynosi około 9,2A. Przy normalnej pracy spadek napięcia na rezystorze R13 wynosi 0,35V i to nie wystarczy do włączenia tyrystora Th1. Gdy spadek napięcia na R13 przekroczy 0,7V, co nastąpi przy prądzie 7A, zostanie włączony tyrystor i tym samym odcięte wysterowanie tranzystora T1, silnik wyłączy się.
Tyrystor jest podtrzymywany w stanie włączonym napięciem wysokiego stanu na wyjściu B1 za pomocą rezystora R11 i diody D8. Ponowne włączenie silnika jest możliwe po wyłączeniu wyłącznikiem zespolonym, lub po wyłączeniu zasilania stacyjką. Kondensator C7 opóźnia włączenie tyrystora, gdyż w pierwszej chwili prąd rozruchu silnika jest równy prądowi zwarcia, gdyby nie było kondensatora C7, niemożliwe byłoby uruchomienie silnika.
Sprawdzenie działania zabezpieczenia jest bardzo proste, wystarczy zatrzymać wycieraczkę ręką i silnik natychmiast się wyłączy.

Moduł sterujący został przykręcony pod jedną ze śrub mocujących zespół wycieraczki za pomocą odpowiednio ukształtowanego uchwytu z aluminiowej blachy, służącego jednocześnie jako radiator tranzystora T1. Nie potrzebna jest obudowa modułu, gdyż po zmontowaniu całości wszystko jest zakryte masywną plastykową osłoną. Oryginalną płytkę pozostawiono na swoim miejscu ze względu na wtyczkę do podłączenia wiązki, po uprzednim przecięciu wszystkich połączeń drukowanych od wtyczki i od końcówek silnika.
Sposób podłączenia jest pokazany na rys.3. Z uszkodzonej płytki został też odzyskany tranzystor T1.
Nowy moduł daje większe możliwości sterowania wycieraczką. Na przykład, montując kondensatory C1 i C2 o wartości 2µF można uzyskać dwa ruchy wycieraczki przy każdym włączeniu, zmieniając wartość kondensatora C5 można uzyskać 1, 2, lub 3 ruchy wycieraczki po wyłączeniu spryskiwacza. Można też kondensator C5 zdemontować i wycieraczka pracuje w trybie ciągłym tylko wtedy, gdy jest włączony spryskiwacz.
Silniczek tylnej wycieraczki w Octavii i w innych samochodach osobowych koncernu Volkswagen ma niewielką moc, a więc i nie dużą masę wirnika, a opory ruchu wycieraczki są na tyle duże, że wycieraczka zatrzymuje się natychmiast po wyłączeniu zasilania i nie potrzebne jest elektryczne hamowanie silnika.



Wykaz elementów:

R1………………….. 100Ω/0,1W
R2………………….. 470Ω/0.1W
R3,R5,R6…………… 1M/0,1W
R4*…………………… 2M/0,1W
R7*……………………3,3M/0,1W
R8…………………… 10k//0,1W
R9,R11,R12,R16…….. 1k/0,1W
R10…………………... 4,7k/0,1W
R13…………………... 0,1Ω/5W
R14…………………... 16Ω/2W (10+6,8)
R15…………………... 4,7Ω/2W
R17…………………... 2M/0,1W
R18…………………... 47k/0,1W


Kondensatory:
C1,C3……………….. 1µF (nie elektrolityczny)
C2…………………... 10µF/25V
C4…………………... 220pF
C5…………………... 1,47µF (1+0,47) (nie elektrolityczny)
C6…………………... 1µF/25V
C7…………………... 100µF/16V
C8…………………... 1µF (nie elektrolityczny)


Diody:
D1÷D11…………….. 1N4007
D12…………………Zenera 5,1V (BZX85G5V1)
D13÷D15…………… 1N4007
Th1………………… BRX49 tyrystor

Tranzystor:
T1………………..BUK445-60A (60V, 20A)

Układ scalony:
US1................... 4584 (MC14106)

Złącze 4-stykowe:
TBG-5-PW-4P gniazdo
TBW-5-PTR-4P wtyk

Złącze 3-stykowe:
TBG-5-PW-3P gniazdo
TBW-5-PTR-3P wtyk

[marpas]

zrobilem- odpalilem na stole . dziala rewelacyjnie . gratulacje dla autora .

[Medicus]

Do sukcesu brakuje jedynie kompa dla Pana Mariana aby te schemaciki i płytki w jakimś programie malował.
Pozdrowienia dla dinozaura elementów dyskretnych i techniki analogowej

[marpas]

gratulacje dla pomyslodawcow . jeszcze 3 dni temu widziałem w tym artykule schematy . następnego dnia widze klepsydry i odpowiedz iż nie istnieje
w ten sposób forum umrze tak jak inne które się na ten cyrk z klepsydrami zdecydowaly . artykul był b.wartosciowy -bez schem nadaje się na smietnik . mam nadzieje ze ktoś z zarządu przestanie kolaborować z klepsydrami i wroci na droge rozwoju a nie dezinformacji .

[Jacek Bogusz]

To coś po stronie serwera - naprawione!

[urwisek]

dobry pomysł!!! gratulacje!