Мопаровские схемы управления дворниками

Блок управления стеклоочистителем

Многие автомобили прежних лет выпуска имеют простой регулятор скорости работы двигателя стеклоочистителя – на два положения «быстро – медленно». Более удобен в работе блок, предлагаемый в этой статье. Он обеспечивает непрерывную работу стеклоочистителя в течение 1. 4сек. (1-3 цикла работы щеток). Паузу между циклами можно регулировать от О до 20 сек., переменным резистором, устанавливаемым на передней панели. Аналогичный блок был описан в . Но у него есть существенный недостаток: в зависимости от бортового напряжения автомобиля временные интервалы устройства заметно изменяются. Благодаря применению современной элементной базы предлагаемое устройство лишено этого недостатка и содержит меньшее количество деталей.

Рассмотрим работу блока по схеме электрической принципиальной (рис.1). Времязадающий узел собран на таймере DA1. Подробно возможности этой ИМС описаны в . Таймер генерирует импульсный сигнал с независимой регулировкой длительности импульса подстроечным резистором R1 (двигатель стеклоочистителей работает) и паузы переменным резистором R2 (двигатель стеклоочистителей не работает).

При включении блока штатным выключателем, установленным на приборной панели автомобиля, через R3, VD1 и R1 начнет заряжаться конденсатор С2. Сразу после подачи напряжения питания на выходе таймера DA1 устанавливается высокий уровень напряжения. Транзистор VT1 будет открыт и цепь питания двигателя стеклоочистителей замкнется. Внутренняя схема таймера построена так, что после зарядки конденсатора С2 до 2/3 напряжения питания на выходе таймера напряжение уменьшится практически до нуля, и транзистор VT1 закроется. Двигатель же остановится после возвращения щеток в исходное состояние.

Седьмой вывод таймера – это выход открытого коллектора транзистора. Резистор R3 – нагрузка этого транзистора. Его эмиттер соединен с «землей». Когда таймер переключится, с внутреннего триггера ИМС на базу этого п-p-n транзистора приходит положительный сигнал, и он открывается. В результате в точке А мы имеем напряжение, близкое к нулю. Конденсатор С2 начинает разряжаться через R2, VD2 и транзистор микросхемы. Когда напряжение на конденсаторе уменьшится до 1 /3 напряжения питания, таймер снова переключится в единичное состояние(вывод 3) и закроется внутренний транзистор. Конденсатор С2 снова начнет заряжаться.

Питание таймера и времязадающих цепей стабилизировано микросхемой DA2, чтобы временные параметры блока не зависели от бортового напряжения автомобиля. Конденсаторы С1, С4 обеспечивают нормальную работу этой ИМС, предупреждая ее самовозбуждение. Конденсатор СЗ снижает влияние помех на длительность формируемых импульсов. Диод VD3 необходим для защиты транзистора VT1 от ЭДС самоиндукции обмотки двигателя, возникающей при ее коммута-ции. Резистор R4 задает базовый ток транзистора VT1 на уровне 50. 70 мА. Нагрузочная способность выхода 3 DA1 -100 мА, так что при отсутствии составного транзистора VT1 его можно заменить электромагнитным реле. При этом диод VD3 не понадобится.

Детали. Транзистор VT1 может быть с любым буквенным индексом. Диоды VD1, VD2 любые кремниевые малогабаритные. Диод VD3 можно взять из серий КД213, КД2999, КД2997 с любым буквенным индексом. Конденсатор С2 желательно из серий К52, К53. Это долговечные конденсаторы с малыми токами утечки, но, так как они обычно имеют малые емкости, то конденсатор С2 можно составить из двух, включив их параллельно. Остальные конденсаторы любые керамические малогабаритные. Постоянные резисторы типов С2-33, МЯТ, переменный СПЗ-ЗОа, подстроечный СПЗ-386 или СПЗ-38д.

Конструкция. Блок собран на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.

Расположение деталей и рисунок проводников печатной платы показаны на рис.2. На печатной плате имеются 4 крепёжных отверстия и отверстия для фиксации проводов, приходящих к блоку управления. Рекомендуется от блока сделать провода длиной 7 см, зачистить их на длину около 2 см, а потом соединить их с автомобильными проводами методом скрутки с последующей изоляцией. Диод VD3 необходимо располагать над транзистором VT1 изолирующей стороной его корпуса к транзистору. Устройство устанавливают на автомобиле под приборной доской. После этого подстроечным резистором R1 выставляют количество циклов работы щеток от 1 до 3.

Александр Руденко, г.Харьков

Литература1. Олейник П. Интегральный таймер в блоке управления стеклоочистителем. -Радио, 1988, №12, с. 25.2. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – Ленинград.: Энергоатомиздат, 1988.

Замена моторчика стеклоочистителя ВАЗ

Иногда мотор-редуктор выходит из строя. Постоянно работают щетки, не срабатывает реле отключения. При включении регулятора мотора не функционируют дворники. В некоторых случаях они не выключаются. Чтобы ликвидировать такие поломки, требуется замена моторчика.

Мотор-редуктор стеклоочистителя представляет собой самый обыкновенный трехскоростной электродвигатель. В нем аналогично типовым мотор-редукторам имеется биметаллический предохранитель, расположенный непосредственно на корпусе или спрятанный внутри. Замена моторчика достаточно проста. Необходимо открутить четыре болта крепления. Однако при этом возможно появление таких трудностей:

плохое расположение мотора;
необходимость отметки расположения кривошипа.

Под кривошипом понимается искривленная тяга, соединяющая моторчик и рычаги трапеции. При неправильной установке кривошипа можно поломать зубья нового мотора. Технология замены выглядит следующим образом.

Отключается блок предохранителей.
Делается отметка местонахождения кривошипа.
Освобождается крепление кривошипа.
Откручиваются болты крепления трапеции.
Снимается мотор-редуктор.

Иногда моторчик сложно достать из-за его расположения. Для удобства необходимо отодвинуть блок предохранителей, предварительно открутив болты крепления.

Элементы конструкции стеклоочистителей

Конструктивные особенности зависят от вида устройства и типа крепежных элементов. Стандартная схема стеклоочистителей состоит из следующих деталей:

рычажного привода (трапеции);
поводков;
реле для управления режимами работы;
электронного блока управления (при наличии);
электродвигателя с редуктором;
шарнирных креплений;
щеток.

Дополнительно предусмотрены управляющие устройства. К примеру, для ручного управления используется подрулевой переключатель режимов работы стеклоочистителей, а для автоматического режима в транспортном средстве устанавливают специальный электронный блок управления и датчик для анализа загрязнения стекла (датчик дождя).

Основные неисправности механизма и способы их устранения

В каких случаях требуется ремонт моторчика стеклоочистителя?

Перед тем, как снять, как проверить моторчик и его заменить, ознакомьтесь с основными неисправностями узла:

Устройство не функционирует, предохранительный элемент тоже, но его целостность не работает. В данном случае сначала следует произвести диагностику целостности проводки, подключения контактов, а если в ходе диагностики будут выявлены повреждения, то их надо устранить. Если с проводкой все нормально, то необходимо проверить подрулевой переключатель щеток, вполне возможно, что он вышел из строя. Естественно, проблема может крыться и в электромоторе, к примеру, подгорели его контакты или закислились щетки, если это так, то его надо будет ремонтировать либо менять. Не лишним будет произвести диагностику проводки, которая идет к нему и колодке. Предохранительный элемент рекомендуется зачистить или заменить, если очистка не дала результатов. Если после выполнения всех этих действий система все равно не работает, то нужно будет произвести диагностику целостности обмотки так называемого якоря мотора. Если диагностика показала, что цепь отсутствует, то либо производится замена якоря, либо всего электродвигателя в сборе.
Щетки не работают, при этом предохранительный элемент рабочий, а в цепи питания предохранитель регулярно выходит из строя. В данном случае диагностируются рычаги — возможно, они не могут работать в результате деформации либо примерзания щеток к ветровому стеклу. Значительно хуже, если поломка узла обусловлена коротким замыканием в цепи якоря, тогда вам придется решать, что менять конкретно — якорь либо редукторный узел.
Устройство не функционирует в прерывистом режиме. Как правило, такая неисправность обусловлена выходом из строя реле либо переключателя. И в том, и в другом случае лучше произвести замену вышедшего из строя механизма.
Дворники работают в прерывистом режиме, но не останавливаются. В данном случае проблема, как правило, кроется в неработоспособности реле либо концевого выключателя. Если причина заключается в выключателе, то вероятнее всего, пружинная пластика не дожимается до конца шестеренкой, а данном случае ее нужно будет просто подогнуть (автор видео — Игорь Иванов).

Виды щеток

Производители автомобилей предоставляют владельцам машин выбор типа щеток. В зависимости от конструкции и эксплуатационных характеристик, они могут быть следующих видов:

Каркасные щетки

Каркасные щетки — оптимальный и доступный вариант. Они хорошо адаптируются под рабочую поверхность ветрового стекла, но ухудшают качество очистки при минусовых температурах и высоких скоростях.
Бескаркасные стеклоочистители — более дорогой вариант, обеспечивающий качественную очистку стекла. Устройство более стойкое к замерзанию, а также дольше служит в эксплуатации. Из недостатков необходимо отметить сложность подбора щеток для обеспечения правильного прилегания к стеклу.
Гибридные стеклоочистители — их часто называют зимними благодаря закрытой конструкции и влагостойкости

Идеально подходят для регионов с низкими температурами, где важно обеспечить работоспособность очистительной системы.

Бескаркасные дворники

Схема стеклоочистителя работа.

Нулевое положение.

Схема состоит из плавкого предохранителя F, трёхпозиционного переключателя SA, электродвигателя с постоянными магнитами М и концевого переключателя SQ. Нулевое положение переключателя SA соответствует выключенному состоянию стеклоочистителя автомобиля. Если переключатель перевести в это положение после рабочего то остановка электродвигателя произойдёт только после размыкания концевого переключателя SQ, которое происходит в момент нахождения щеток стеклоочистителя в крайнем положении.

Замыкание щётки электродвигателя, переключателем SQ, на массу приводит к динамическому торможению и резкой остановке электродвигателя, что препятствует проскакиванию момента отключения и повторной подачи питания на щётки электродвигателя через SQ, что приведёт к безостановочной работе электродвигателя.

Первое положение.

При переводе переключателя SA в первое положение питание от предохранителя F через контакты переключателя, будет поступать к щётке электродвигателя, и привод будет работать на низкой скорости.

Второе положение.

Если включить второе положение, то питание получит дополнительная щётка электродвигателя, смещённая относительно минусовой щётке, что приведёт к изменению магнитного потока якоря и увеличению скорости вращения.

Источник

Компоненты

Для сборки данного устройства мне понадобились следующие компоненты (по ссылкам — поиск наиболее выгодных предложений на Aliexpress для вашего удобства):

Ручка управления стеклоочистителями от Opel Omega B. Если не найдёте ручку с колёсиком под ваше авто — можете воспользоваться обычным переменным резистором. Правда, не знаю как у других ручек, но в этой стоит переменник с фиксированными положениями (всего 8), а не обычная крутёлка. Прошивка, разумеется, заточена именно на такой переменник, но это не принципиально, можно и под обычный переделать, схема, при этом, не изменится.
Микроконтроллер Atmel Atmega328P. Вообще, можно и маленькую Atmega8 вместо большой диповской использовать — без разницы, кто что паять умеет. Памяти, разумеется, и 8 килобайт под такой простейший проект хватит.
Обвязка для МК — кварц на 16 мГц и 2 керамических кондёра на 22 пФ. Вы не смотрите, что я использовал трубочные — это было ошибкой, т.к. на солнце в сильную жару машина нагревается, и у них, видимо, уходит ёмкость, ардуина перестаёт работать. Уже купил керамику, как руки дойдут — поменяю.
Опционально — панелька для МК. Для Atmega328P-PU я использовал ZIF-сокет, можно обычный диповский. Ну и, конечно, как эконом-вариант (хотя сколько вы тут сэкономите?) или если вы будете юзать SMDшный МК — можно тупо впаять его в плату.
Любая другая Ардуина с шилдом — чтобы можно было «на лету» перепрошивать всю эту систему для калибровки после сборки. Ну или пустой шилд, в который можно будет перекидывать саму микруху МК для прошивки, если вы, конечно, не пожалели и впаяли в устройство сокет, а не саму микросхему.
Макетка — я использовал дешманскую картонную, как и для других своих проектов.
Резисторы разных номиналов — ставьте что есть, в данной схеме допустима разбежка номиналов, главное соблюдать порядок и отношение в делителях.
Реле с катушкой на 12 вольт ампер на 10. Я использовал советское РЭС-6, оно рассчитатно на коммутацию цепей с токами до 6А, работает как надо. Можно приспособить и пятивольтовое, но у него катушка будет жрать больший ток, поэтому нужен будет более мощный транзистор, плюс всё это будет питаться через стаб, он будет сильнее греться — нахрена вам это надо?
Транзистор для управления вышеуказанной релюхой. Должен выдерживать пиковый ток катушки выбранной вами релюхи. Схема рассчитана на использования транзистора NPN, но можно и PNP туда присобачить с незначительными коррективами. Хотя, можно не парится с транзистором и взять готовое реле для Arduino.
Стабилизатор на 5 вольт и пара электролитических кондёров к нему в соответствии с его даташитом. Можно, конечно, и без них, но вам чё, жалко эту мелочёвку? У меня лично от распаянных материнок валяется куча этой мелочёвки, девать некуда. Вместо стаба, конечно, можно и dc-dc преобразователь использовать на LM2596s, но это как по воробьям из зенитки палить — не стоит оно того.

Вот, вроде, и все основные компоненты устройства. Как видите, большинство из них — обычная, ничего не стоящая, рассыпуха. Так что всё весьма бюджетненько.

Диагностика неисправностей стеклоочистителя

Электродвигатель стеклоочистителя не работает, термобиметаллический предохранитель не срабатывает (не слышно щелчка) и не перегорает предохранитель F5 в монтажном блоке

Повреждены провода, окислены или неплотно надеты их наконечники — Обожмите клеммы, замените неисправные провода

Неисправность подрулевого переключателя стеклоочистителя — Замените неисправный переключатель

Зависли щетки электродвигателя, сильно загрязнен или подгорел коллектор — Устраните зависание щеток, зачистите коллектор или замените моторедуктор

Обрыв в обмотке якоря электродвигателя — Замените моторедуктор

Электродвигатель стеклоочистителя не работает, термобиметаллический предохранитель срабатывает (слышен щелчок) или перегорает предохранитель F5 в монтажном блоке

Щетки примерзли к стеклу — Выключив очиститель, осторожно отделите щетки от стекла, убедитесь в целостности резинового скребка, восстановите подвижность соединений щетки

Рычаги стеклоочистителя задевают за детали кузова — Проверьте правильность установки рычагов, выправьте деформированные рычаги или замените стеклоочиститель

Короткое замыкание в обмотке электродвигателя — Замените моторедуктор

Электродвигатель стеклоочистителя не работает в прерывистом режиме

Неисправно реле стеклоочистителя — Замените реле

Неисправен подрулевой переключатель — Замените неисправный переключатель

Электродвигатель стеклоочистителя не останавливается в прерывистом режиме

Неисправно реле стеклоочистителя — Замените реле

Контактные лепестки концевого выключателя плохо прижимаются к шестерне моторедуктора — Подогните контактные лепестки концевого выключателя

В чём преимущество реле с регулируемой паузой

Как правило все современные автомобили имеют минимум 2 режима работы стеклоочистителей: прерывистый (то есть с паузой между взмахам щёток) и постоянный. А приходилось ли вам сталкиваться с ситуацией, когда при слабом моросящем дожде в режиме работы стеклоочистителей «с паузой» эта самая паузы слишком короткая и дворники «шкрябают» по ещё не успевшему намокнуть лобовому стеклу? Думаю большинство водителей попадали в подобные ситуации. Если на вашем автомобиле нет возможность отрегулировать паузу в работе щёток остаётся только два способа решения вышеозначенной проблемы. Первый — включать и выключать дворники по мере необходимости, но это отвлекает водителя от управления автомобилем, создаёт дополнительные риски для безопасного вождения, особенно если поездка дальняя. Второй способ — оставить всё как есть, то есть смириться с ходом щёток по сухому стеклу, однако это во-первых приводит к повышенному износу чистящей ленты дворников, во-вторых может раздражать водителя.

Реле стеклоочистителя с регулируемой паузой позволяет за счёт подпора необходимой паузы между взмахами дворников, легко и наиболее эффективно решить вышеназванную проблему, сделав поездку в условиях мелкого дождя наиболее комфортной.

Существует два типа подобных реле:

с несколькими заранее заданными интервалами между взмахами (например: 1, 2,4,8, 10 секунд, водителю остаётся только выбрать наиболее подходящий к текущим условиям интервал;
с возможность установки любого необходимого интервала, т.е. водитель исходя из текущих условий может установить по определённому алгоритму практически любой интервал.

Управление очистителями

Система очистки ветрового стекла может управляться двумя способами — электронным и электрическим. Последний вариант подразумевает ручное изменение режимов работы. Под рулем находится специальный рычаг управления, позволяющий включать устройство, регулировать паузу в работе стеклоочистителей и изменять режимы очистки. Но подобный вариант требует постоянного участия водителя.

Подрулевой переключатель

Электронная система управления является полностью автономной и не требует человеческого вмешательства. В автомобиле устанавливается специальный электронный блок и датчик дождя, который анализирует чистоту стекла и погодные условия. С помощью электронного управления обеспечивается целый ряд функций:

автоматическое включение и выключение;
изменение параметров работы очистителя;
блокировка моторчика при наличии препятствий на ветровом стекле;
дополнительная очистка с помощью стеклоомывателя;
предотвращение замерзания щеток при выключенном двигателе.

Управление очистителями

автоматическое включение и выключение;
изменение параметров работы очистителя;
блокировка моторчика при наличии препятствий на ветровом стекле;
дополнительная очистка с помощью стеклоомывателя;
предотвращение замерзания щеток при выключенном двигателе.

Новое реле

Реле стеклоочистителя с регулируемой паузой для «ВАЗ-2107», «ИЖ», «Лада Гранта» и прочие модели автомобилей нужно правильно выбирать. Существует несколько популярных производителей представленной техники, продукция которых сегодня пользуется большим спросом.

Для автомобилей отечественного производства с новым предохранительным блоком, а также иномарок с таким же расположением элементов конструкции наиболее популярной моделью является 723.3777-05. Это реле производит ЗАО «Энергомаш». Стоимость такого прибора составляет около 200 руб.

Следует сказать, что на отечественных дорогах ездит множество автомобилей, у которых предохранительный блок имеет старую конфигурацию. Для таких транспортных средств наиболее популярной моделью является 724.3777-01 и 39.3777-03. Первую конструкцию производит ЗАО «Энергомаш», а вторую – не менее популярный бренд «Русский партнер». Стоимость такой продукции также находится в пределах 170-200 руб.

Электромагнитное реле цикличности РС-514 на стеклоочистители.

Когда на автомобиле нет возможности установить желаемый режим работы стеклоочистителей, который оптимально создаст комфортное управление автомобилем в непогоду, уверенно можно сказать о том, что на автомобиле не работает реле цикличности стеклоочистителей.

В случаях, когда на автомобилях и вовсе отсутствует такое реле, дискомфорт будет ощущаться всегда, когда стеклоочистители большую часть времени будут тереться об сухое стекло, а включение и отключение привода ‘дворников’ водитель будет осуществлять штатным выключателем через промежутки времени, отличные друг от друга и определёнными самостоятельно.

Много и разной информации существует для решения подобного вопроса, но мой знакомый решил обойтись без дополнительных финансовых вложений, а использовать имеющиеся в его распоряжении не электронное, а электромагнитное реле цикличности РС-514 для доработки режима управления стеклоочистителями и для создания цикличности режимов их работы. Дополнительно использовали выключатель света П-147-04.29 от старенькой ВАЗ-2106 и самодельный световой индикатор.

Автомобиль ‘Москвич-2140’ оборудован стеклоочистителями, с управлением привода через поворотный переключатель П-315, который позволяет лишь изменять скоростной режим привода выборочным подключением обмоток электродвигателя, а временная задержка для цикличности в схеме отсутствует.

Дополнить имеющуюся электрическую схему можно установив в неё любое электрическое устройство, которое с определённым промежутком времени будет включать и отключать привод стеклоочистителей. Устройство будет прерывать питающую линию периодами, а привод стеклоочистителей будет включаться через временные паузы, создаваемые установленным реле управления цикличностью.

Вариант с электронным реле в данном случае отпадает из-за отсутствия самого реле, а для подключения имеющегося электромагнитного реле РС-514 необходим всего лишь дополнительный переключатель, который дополнит функциональность электрической схемы.

Управление приводом стеклоочистителей на автомобиле ‘Москвич-214’ осуществляется через линию с подключением к ‘минусовой’ клемме аккумулятора через кузов. ‘Плюсовой’ провод постоянно подключён к обмотке электродвигателя блока привода стеклоочистителями.

Электромагнитное реле цикличности РС-514 имеет возможность подключения как через ‘плюсовой’ провод, так и через управление по ‘минусовой’ линии, а электронное реле РС-514 подключается только по его распиновке.

Для имеющейся электросхемы ‘Москвич-2140’ подключение реле цикличности РС-514 имеет схожее подключение, как на ‘ВАЗ-2106’, за исключением одного проводника, от которого зависит период срабатывания электромагнитного реле, и в некоторых схемах этот проводник задействован в другом варианте подключения.

Электрическая схема после доработки дополнилась ещё двумя режимами. К двум имеющимся скоростным режимам привода добавились два режима с цикличностью, то есть каждый постоянный режим имеет переключение в свой цикличный. Регулирование периода станет доступно после некоторой переделки реле РС-514 и выводом дополнительных проводников, от чего мы отказались.

Особенности замены реле

Прежде чем провести замену, нужно рассмотреть технологию проведения этой работы. Желательно изучить инструкцию производителя. В ней указано, как устроена система управления работой дворников.

В некоторых моделях такая процедура проводится проще. Во многих автомобилях иностранного производства существует функция доработки системы. Дело в том, что на рынок поставляются транспортные средства как с полной, так и удешевленной комплектацией. Во втором варианте производитель изначально предполагает, что водитель может провести при желании доработку.

В случае проведения установки дополнительного блока управления на подобную иномарку и авто отечественного производства процедура будет отличаться. Реле стеклоочистителя с регулируемой паузой «Гранта», «Приора», «ВАЗ» установить несколько сложнее. Однако при покупке доработанной б/у детали эта процедура значительно упрощается.

Процесс установки

Реле стеклоочистителя с регулируемой паузой устанавливается своими руками просто. Для этого нужно найти блок щеток и открыть на нем крышку. Здесь ранее находилось старое реле. Идеально, если новый блок управления был доработан и может легко быть установлен в существующее посадочное место.

После этого нужно произвести настройку системы. После монтажа всех элементов системы в обратном порядке, необходимо включить режим прерывистого движения дворников. В этом случае пауза будет длиться стандартное количество времени. Далее можно задать свои настройки.

Для этого водитель должен отключить щетки. После этого он выдерживает требуемый интервал времени. Например, это будет 2 секунды. Затем водитель снова включает прерывистый режим движения щеток. В этом случае реле запомнит, с какой частотой нужно делать взмахи дворниками. Это очень удобный способ управления движением щеток.