Улучшаем автозапуск

Автор: Сергей Кулагин
Опубликовано 08.11.2018
Создано при помощи КотоРед.

Автозапуск в машине - штука удобная. По утрам обычно столько дел, и в лоток сходить, и молоко долакать, и детей собрать. А машина уже тепленькая под окном, иней со стекол стаивает, в салоне - Ташкент. А еще, и в лютые морозы поможет мотор обогреть без участия человека. Та же история, что с посудомоечными машинами. Те, у кого нет ПММ, недовольно брюзжат, мол и вода расходуется, и "я сам свои три тарелки руками помою", а те у кого есть - радуются сэкономленному времени. Приобретя автозапуск или посудомойку, бывшие хулители сразу же превращаются в истовых фанатов.

Для того, чтобы умный процессор мог завести машину, нужно чтобы он смог включить зажигание и стартер. Это по его команде делает так называемый "релейный модуль", который обычно входит в комплект поставки системы автозапуска. Он просто подключает контакты замка зажигания к АКБ, выполняя алгоритм, заданный установщиком.

В моем блоке автозапуска релейный модуль выглядит так, я его обвел в рамку:

Вверяя "в руки" (может, в ноги? - прим. авт.) микропроцессора дорогое и общественно опасное имущество, нужно вспомнить Айзека Азимова и его "Три закона робототехники". В вольном пересказе, робот человеку вредить не должен ни в коем случае. А если автомобиль автозапустится и уедет в неизвестном направлении? Вред? Еще какой! Об этом подумали разработчики системы автозапуска и, посмотрите еще раз на отрывок монтажной схемы, вывели наружу микропроцессорного модуля синий провод под номером 9, "Вход датчика нейтрали/ручника". Если он подсоединен к массе - автозапуск разрешается. Но, всегда ведь есть один маленький нюанс, правда? Так вот, как написано выше автозапуск работает только с машинами с автоматической трансмиссией. В них обязательно встроен датчик нейтрального положения коробки передач, и на него в конечном итоге и полагается мозг автозапуска. А вот со старыми ведрами, в которых "автомата" нет, ситуация печальнее, и намного. Предполагается, что датчика положения коробки передач в них тоже нет, поэтому при установке на них систем автозапуска активируется режим "программной нейтрали". Он заметно отравляет жизнь пользователя. Машину нужно глушить, предварительно покинув ее, не забыв при этом поднять ручной тормоз. И что самое неприемлемое лично для меня, Сережи-растеряши, что повторно открыть двери машины уже нельзя. Мозг автозапуска после открытия двери не может быть на сто процентов уверен, что вы не трогали коробку передач, если вернулись в салон зачем-то. А что еще более печально, что никакой индикации запрета автозапуска нет и утром можно нажимать на любые кнопки, все равно заводить придется с ключа.

"Ставим контакт на рычаг коробки передач и расходимся, чего тут обсуждать" - скажет любой завсегдатай этого сайта, ибо это очевидное решение. И я не исключение, сперва так и сделал. Но очень не хватало какой-нибудь нормальной индикации. И еще, вход запрета на автозапуске один единственный. А я хотел контролировать обе точки безопасности - ручник и коробку.

"Ставим два контакта на рычаг коробки передач и расходимся, соединяем их последовательно, чего тут обсуждать" - добавит любой завсегдатай этого сайта. Действительно, имея контакты на ручном тормозе и коробке, мы получим "низкий" уровень на сторожевом входе автозапуска только если коробка передач окажется в нейтральном положении, а рычаг ручного тормоза поднят. Только теперь один из контактов должен быть полностью изолирован от массы, и в нашей драме появляется следующее действующее лицо - геркон. Я сразу ставил герконы и на ручник, и на коробку. Это наиболее простое технически, и, при соблюдении технической культуры монтажа, надежное решение. Главное не забывать что они, а) герметичные, б) стеклянные и хрупкие, поэтому необходимо изгибать их выводы как можно дальше от стекла, и фиксировать их на переходной платке клеем. Подобрав магнит нужной силы, и приклеив его к подвижной части рычага КПП, я добился желаемого: геркон замыкался при нейтральной передаче, и размыкался при любой другой.

Обдумывая индикацию режимов автозапуска, я для себя накидал ТЗ к будущему устройству. Простая индикация "в одну точку контроля". Минимум потребления энергии. Запрет индикации при работе двигателя. Простота схемы. Так родилась первая версия.

 В "черный ящик" входят следующие провода: масса, 30 - постоянные +12В от АКБ, 15 - +12В, появляющиеся при включении зажигания, N - выход "черного ящика" для управления запретом автозапуска. SA1 и SA2 - герконы КПП и ручника соответственно. Работает устройство так. Логику "И" обеспечивает микросхема DD1 SN74AHCT00, содержащая четыре элемента 2И-НЕ. Если КПП и ручной тормоз находятся в правильном положении, на обоих входах элемента DD1.4 присутствуют "1", на выходе DD1.4 появляется "0", элемент DD1.3 инвертор, следовательно на его выходе "1", то есть уровень порядка +5В. Транзистор VT1 открывается и подтягивает сторожевой вход автозапуска к массе, разрешая его работу. Одновременно с этим, высокий уровень на выходе элемента DD1.3 разрешает работу генератора импульсов на элементах DD1.1 и DD1.2, к выходу которого подключен индикаторный светодиод HL2. Который в свою очередь мигает, при условии, что транзистор VT2 будет в это время открыт. А откроется он в любом случае благодаря резистору R23, и только появление +12В на входе "15" схемы (равносильно включению зажигания), закроет его.

Если один из датчиков SA1/SA2 будет разомкнут, на выходе DD1.3 установится "низкий" уровень, транзистор VT1 закроется, а также остановится генератор импульсов вспышек, и при таком включении светодиод HL1 будет гореть постоянно, что означает неготовность машины к автозапуску. Таким образом, светодиод ясно показывает миганием готовность машины к автозапуску, при неготовности горит постоянно, а при включении зажигания гаснет, не отвлекая в пути.

Питается микросхема DD1 от линейного стабилизатора 78L05, который является самым электрически прожорливым элементом схемы. Лучше его заменить на какой-либо микромощный стабилизатор из современных, которые имеют собственный ток потребления порядка сотен микроампер. Я искал что-то подходящее, но на момент сборки не нашел.

Чуть позже у меня родилась вторая версия схемы. От первой она отличается наличием дополнительного реле блокировки и цепей его включения.

Реле блокировки автозапуска в этом варианте схемы сработает только при включенном зажигании и установке рычага КПП в нейтраль. Даже если автозапуск попытается прокрутить стартер, разомкнутые контакты реле не дадут ему этого сделать. Именно этот вариант схемы эксплуатируется на моем авто и не вызывает никаких нареканий. Случайное "испытание", когда я по забывчивости оставил машину на скорости и попытался завести ее из дома, прошло успешно.

Требования к деталям минимальны. Транзисторы - полевые "логические" соответствующей структуры с допустимым напряжением на стоке 30В и выше, логические, с напряжением открытия на затворе 2-3В. Номиналы резисторов и конденсаторов могут заметно отличаться от тех, что на схеме. Как ни странно, довольно важная деталь - светодиод. Маркировка моего синего светодиода неизвестна, это безымянный "китаец", который горит уже при 300 мКа ярко, поэтому номинал резистора R13 может быть увеличен даже до 15 кОм. Резистор R13 нужно подобрать как можно более высокого сопротивления, чтобы снизить энергопотребление в ждущем режиме.

Печатная плата не разрабатывалась и не изготавливалась. Все детали SMD исполнения, размещены на макетной плате. Для защиты от влажности и тряски плата пролита несколькими слоями уретанового лака и помещена в распаячную коробку, купленную на стройрынке. Соединение с проводкой автомобиля выполнено через винтовые клеммники. Светодиод установлен в прямой видимости водителя под лобовым стеклом.

Еще одна фича, про которую я забыл упомянуть в тексте, это возможность работы с датчиками Холла вместо герконов. Напряжение +5В со стабилизатора отлично для них подходит. Если уровень датчика "высокий" при поднесении магнита, никаких доработок схемы не потребуется.

Все вопросы в Форум.