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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Relé-regulador con compensación de temperatura. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Dispositivos electrónicos El artículo considera un relé-regulador automotriz basado en el microcontrolador PIC12F675, que está integrado en la carcasa del regulador regular. Su principal característica es mantener la tensión óptima en los bornes de la batería con el motor en marcha, en función de su temperatura. En revistas e Internet se ha hablado bastante sobre la "vida" de las baterías (baterías) para automóviles y existen muchos cargadores diferentes, desde simples hasta complejos, que restauran la "vida" de la batería. El gran interés se debe al hecho de que los reguladores de voltaje de los automóviles a menudo no proporcionan una recarga óptima de la batería, especialmente en invierno. Además, los cargadores están diseñados para la carga preventiva fuera del coche, lo que no es muy cómodo. Como sabes, el voltaje de una batería de plomo depende de su temperatura. Cuanto menor sea la temperatura, menor será la tasa de reacciones químicas y más voltaje se debe aplicar a la batería durante la carga. Los reguladores de relé regulares a menudo se basan en circuitos comparadores simples y no pueden proporcionar una carga adecuada. También hay reguladores de temperatura compensada a la venta, pero están instalados dentro del generador y, después de calentarse del motor, tampoco pueden controlar adecuadamente la temperatura de la batería. También hay reguladores de tres niveles, pero requieren, aunque es raro, el cambio manual del modo de voltaje (por ejemplo, "mínimo", "normal", "máximo") de acuerdo con la temperatura exterior del automóvil. El dispositivo propuesto reemplaza el relé regulador de voltaje estándar y permite un uso eficiente de la batería, evitando su sobrecarga y subcarga cuando la temperatura de la batería cambia.
El circuito del controlador se muestra en la fig. 1. Su "corazón" es el microcontrolador DD1 PIC12F675-I/SN, controlado por un oscilador interno de 4 MHz. El voltaje se suministra al microcontrolador a través de un divisor en las resistencias R1 y R2 directamente desde el terminal positivo de la batería (+ batería). El sensor de temperatura VK1 (LM135Z) también está fijo en él. Este es un sensor analógico con tensión lineal en función de la temperatura (TKN = +10 mV/K). Condensadores C1 y C3: supresión de ruido. El microcontrolador, utilizando el ADC incorporado, convierte la señal analógica del sensor en un código digital. El paso de medición de temperatura en el programa es de 2 °C. En base al valor obtenido, el programa calcula el voltaje deseado.
El cálculo se basa en la tabla cargada construida de acuerdo con el gráfico que se muestra en la fig. 2. El voltaje calculado se compara con el real en la batería y, si es menor de lo necesario, el microcontrolador enciende el devanado de excitación (OB) del generador del automóvil. Para excluir la conmutación múltiple en los voltajes de umbral, se proporciona una histéresis de aproximadamente 0,2 V entre el encendido y el apagado del OF. El devanado está controlado por una tecla en un transistor de efecto de campo VT1 IRLR2705. Para mejorar la confiabilidad del dispositivo y acelerar la conmutación del transistor VT1, la puerta de este último se conecta inmediatamente a dos salidas GP4 y GP5 del microcontrolador DD1. El microcontrolador se alimenta con +5 V del estabilizador integral DA1 L78L05CD. El mismo voltaje también se usa como voltaje de referencia para el ADC interno del microcontrolador. El drenaje del transistor VT1 está conectado al cable que va al terminal Ø y, a través del diodo VD1, al cable que va al terminal B del relé-regulador estándar (consulte el diagrama de cableado del automóvil VAZ-2109). El consumo de corriente del dispositivo es de unos 4 mA.
La placa de circuito impreso está hecha de lámina de fibra de vidrio de una cara con dimensiones de 27x21 mm. El dibujo del tablero se muestra en la fig. 3, y en la fig. 4 - disposición de elementos en una escala de 2:1. Todas las resistencias y capacitores no polares son para montaje en superficie, tamaño 0805, C4 - óxido de tantalio, tamaño A o B. Los cables con un bloque estándar de cuatro pines al final están soldados a las almohadillas de contacto en la placa. El regulador ensamblado se coloca en el cuerpo del relé-regulador estándar del automóvil VAZ-2109 del modelo anterior. La caja se abrió con cuidado y se pegó una nueva en el lugar de la vieja tabla. El sensor de temperatura LM135Z está pegado a una arandela de latón gruesa con adhesivo termoconductor. Luego, esta arandela se fija con un perno que asegura el cable positivo al terminal de la batería. El cable de alimentación del dispositivo, proveniente de la abrazadera B, también está soldado a él. No hay un conector ICSP para la programación, por lo que el microcontrolador debe programarse con anticipación o el conector del programador debe conectarse a las almohadillas impresas correspondientes en la placa con cables delgados.
La apariencia del regulador ensamblado se muestra en la fig. 5. Debe ajustarse a una temperatura de +20 ° C antes de la instalación en la carcasa. El sensor de temperatura VK1 y la resistencia R1 están apagados, un voltímetro (preferiblemente digital) está conectado a la puerta del transistor VT1. siguiente de fuente de alimentación regulada suministrar una tensión de +13,8 V a la entrada del estabilizador DA1 y comprobar la presencia de una tensión de +5 ± 0,1 V en su salida. La puerta VT1 debe ser un nivel lógico alto. Conecte la salida de la resistencia R1. En este punto, el nivel lógico alto en la puerta VT1 debería cambiar a bajo. Una selección de la resistencia R2 logra una apariencia clara de un nivel alto a un voltaje de 13,6 V y un nivel bajo a 13,8 V. Luego se conecta la salida del sensor de temperatura VK1. A +20 °С, el umbral de conmutación debe ser de 14 ... 14,2 V. Al conectar una lámpara de 12 V de baja potencia entre el drenaje del transistor VT1 y el positivo de la fuente de alimentación, asegúrese de que el transistor cambie correctamente cuando el voltaje de suministro cambia. Sobre esto, el ajuste puede considerarse completo. Al instalar en un automóvil, es necesario asegurarse de que los cables del regulador no estén cerca de los de alto voltaje y también proteger el bloque de terminales del agua y la suciedad. Es recomendable utilizar cables blindados para los circuitos de alimentación y el sensor de temperatura. Este regulador de voltaje ha estado en funcionamiento en el automóvil durante dos años y no se han notado fallas. Durante las severas heladas siberianas, la batería entregó notablemente más corriente al motor de arranque y en los días calurosos no se recargó. El programa del microcontrolador y el dibujo de PCB en formato Lay se pueden descargar desde ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/04/termoreg.zip. Autor: N. Ovchinnikov
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