Elektronika
System automatyki klimatyzacji samochodowej Climatic II - PCB i mikroprocesor do projektu AVT 5799
- Automatyzuje pracę nawiewu i klimatyzacji manualnej w samochodzie, sterując wentylatorem PWM i przekaźnikiem AC. Wersja A+ zawiera płytki PCB oraz zaprogramowany mikrokontroler.
System automatyki klimatyzacji samochodowej Climatic II – sterownik nawiewu i AC AVT5799
Układ automatyzuje pracę wentylatora nawiewu i klimatyzacji manualnej, zachowując ręczny wybór trybu ciepło/zimno w panelu pojazdu.
Automatyka nawiewu i klimatyzacji do samochodu
AVT5799 Climatic II pozwala zbudować system automatyki do samochodu wyposażonego w manualną klimatyzację. Sterownik może automatycznie dobierać prędkość wentylatora nawiewu oraz włączać i wyłączać klimatyzację tak, aby utrzymywać ustawioną temperaturę wewnątrz pojazdu.
Projekt składa się z modułu sterującego z wyświetlaczem OLED i przyciskami oraz modułu wykonawczego obsługującego dmuchawę i obwód AC. Rozwiązanie ogranicza głębokość ingerencji w instalację pojazdu: kierowca ustawia temperaturę w sterowniku, a pokrętłem fabrycznego panelu nadal wybiera kierunek pracy układu wentylacji, czyli ogrzewanie albo chłodzenie.
Karta techniczna
AVT5799
Samochodowy system Climatic II z modułem sterującym i wykonawczym, mikrokontrolerem ATtiny84, czujnikiem DS1820, OLED 0,96”, sterowaniem PWM wentylatora nawiewu oraz przekaźnikowym wyjściem AC.
| Wersja | A+ – płytki PCB + zaprogramowany mikrokontroler |
| Typ projektu | system automatyki klimatyzacji samochodowej |
| Nazwa projektu | Climatic II |
| Zastosowanie | pojazdy z manualną klimatyzacją i wentylatorem nawiewu DC |
| Budowa systemu | moduł sterujący i moduł wykonawczy połączone przewodem 6-żyłowym IDC |
| Tryby sterowania dmuchawą | automatyczny AUTO lub ręczny wybór biegu |
| Liczba biegów wentylatora | 9 zaprogramowanych prędkości obrotowych |
| Algorytm AUTO | zmiana biegu wentylatora co około 1,5°C różnicy między temperaturą zadaną i zmierzoną |
| Sterowanie klimatyzacją | automatyka AC sterująca wyłącznikiem klimatyzacji manualnej przez przekaźnik REL |
| Przykład histerezy AC | dla nastawy 21°C: załączenie około 22°C, chłodzenie do około 20,5°C i wyłączenie sprężarki |
| Zakres nastawy temperatury | 15…30°C |
| Krok nastawy temperatury | 0,5°C |
| Czujnik temperatury | DS1820, obudowa TO-92 |
| Interfejs czujnika | 1-Wire, programowa obsługa w mikrokontrolerze |
| Montaż czujnika | na płytce sterownika lub na 3-żyłowym przewodzie w miejscu reprezentującym temperaturę kabiny |
| Wyświetlacz | OLED 0,96” 128×64 px, niebieski, SPI |
| Interfejs użytkownika | 4 przyciski funkcyjne i graficzny interfejs OLED |
| Przyciski dmuchawy | FAN+/AUTO i FAN– |
| Włączenie automatyki dmuchawy | długie naciśnięcie FAN+/AUTO, sygnalizacja napisem AUTO |
| Przyciski temperatury i AC | T+/AC i T– |
| Włączenie automatyki AC | długie naciśnięcie T+/AC, sygnalizacja napisem AC |
| Efekty interfejsu | animowane przewijanie cyfr przy zmianie temperatury i powiększenie wskaźnika biegu podczas ręcznej regulacji wentylatora |
| Mikrokontroler | ATtiny84, zaprogramowany w wersji A+ |
| Taktowanie mikrokontrolera | wewnętrzny generator RC 8 MHz |
| Obsługa przycisków | Timer0 co 10 ms, eliminacja drgań styków, obsługa krótkich i długich naciśnięć |
| Wyjścia mikrokontrolera | PA2 dla przekaźnika REL i PA6 dla sterownika PWM wentylatora |
| Częstotliwość PWM wentylatora | 10 kHz |
| Sterownik bramki MOSFET | TLP251F, optoizolowany sterownik IGBT/MOSFET |
| Tranzystor mocy wentylatora | STP80NF03L-04 |
| Dioda przy wentylatorze | DSA60C60PB, szybka dioda Schottky’ego do redukcji przepięć indukowanych przez silnik DC |
| Maksymalny prąd wentylatora | do 30 A, zależnie od zastosowanego radiatora, okablowania i warunków chłodzenia |
| Przekaźnik REL | JRC-27F/012, sterowanie obwodem AC |
| Maksymalny prąd styków REL | 1 A |
| Stabilizator modułu sterującego | NCP1117DT33G, 3,3 V |
| Zasilanie sterownika | 10…15 V DC |
| Maksymalny prąd zasilania sterownika | około 50 mA, łącznie z prądem przekaźnika REL |
| Złącza modułu sterującego | PWR i CON, połączenie z zasilaniem i modułem wykonawczym |
| Złącza modułu wykonawczego | AC, FAN i CON |
| Połączenie modułów | wielożyłowy przewód z 6-pinowymi gniazdami IDC |
| Zalecany przekrój przewodów FAN | minimum 1,5 mm² dla obwodu wentylatora nawiewu |
| Miejsce montażu | suche miejsce w pojeździe, z dala od ECU, BCM, alarmu i innych źródeł zakłóceń |
| Obudowa | zalecana obudowa chroniąca przed zwarciem, wilgocią, uszkodzeniami mechanicznymi i zakłóceniami EMI |
| Technika montażu | dwie płytki dwustronne, elementy SMD i THT, OLED montowany na końcu |
| Wymiary płytek PCB | moduł wykonawczy 61×37 mm, moduł sterujący 64×40 mm |
Wersja A+ – płytki PCB i zaprogramowany mikrokontroler
AVT5799 A+ zawiera płytki PCB modułu sterującego i modułu wykonawczego oraz zaprogramowany mikrokontroler ATtiny84 przygotowany do pracy w tym projekcie. Pozostałe elementy elektroniczne z poniższego wykazu trzeba skompletować osobno.
Wykaz elementów – moduł sterujący
- R1, R2: 3,3 kΩ, miniaturowe 1/8 W
- C1, C2: 47 µF / 16 V, elektrolityczne SMD C / 6032-28R
- C3: 100 nF, ceramiczny X7R, SMD 1206
- C4, C5: 100 nF, ceramiczne, raster 0,1”
- U1: NCP1117DT33G, TO252
- U2: DS1820, TO-92
- U3: ATtiny84, DIP14, zaprogramowany
- OLED: wyświetlacz OLED 0,96” 128×64 px, niebieski, SPI
- 4 mikroprzełączniki interfejsu użytkownika
- CON: gniazdo IDC męskie 2×3 piny, 2,54 mm
- PWR: złącze zasilania modułu sterującego
Wykaz elementów – moduł wykonawczy
- R1: 150 Ω, miniaturowy 1/8 W
- R2: 22 Ω, miniaturowy 1/8 W
- R3: 1 kΩ, miniaturowy 1/8 W
- C1: 100 µF / 16 V, elektrolityczny, raster 0,1”
- C2: 100 nF, ceramiczny, raster 0,1”
- C3: 470 µF / 25 V, elektrolityczny, raster 0,2”
- U1: TLP251F, DIL08
- D1: 1N4148, DO34-7
- D2: DSA60C60PB, TO-220
- T1: BC548, TO-92
- T2: STP80NF03L-04, TO-220
- REL: przekaźnik JRC-27F/012
- CON: gniazdo IDC męskie 2×3 piny, 2,54 mm
- AC: złącze śrubowe AK500/2
- FAN: złącze śrubowe AK500/3
- Radiator dla D2 i T2, jeżeli wymagają tego warunki pracy wentylatora
Notes
Wersja A+ zawiera mikrokontroler ATtiny84 z wgranym programem, dlatego nie trzeba samodzielnie programować układu do podstawowego uruchomienia sterownika Climatic II.
Czujnik DS1820 może pozostać na płytce sterującej albo zostać wyprowadzony przewodem 3-żyłowym. Miejsce czujnika trzeba dobrać eksperymentalnie tak, aby możliwie dobrze odwzorowywało średnią temperaturę wewnątrz pojazdu.
Ścieżki modułu wykonawczego przewodzące duże prądy warto pokryć dodatkową warstwą cyny. Przy wentylatorach większej mocy elementy D2 i T2 mogą wymagać radiatora, a przewody obwodu FAN powinny mieć odpowiedni przekrój.
Uwaga: AVT5799 ingeruje w instalację elektryczną samochodu i steruje obwodem wentylatora nawiewu o dużym prądzie. Montaż i podłączenie powinien wykonać doświadczony elektryk lub elektronik samochodowy. Nieprawidłowe podłączenie może uszkodzić instalację pojazdu, sterownik nawiewu, moduły elektroniki samochodowej albo sam układ Climatic II.
Najczęściej zadawane pytania
Wersja A+ zawiera płytki PCB modułu sterującego i wykonawczego oraz zaprogramowany mikrokontroler ATtiny84. Pozostałe elementy trzeba skompletować osobno.
To system automatyki do samochodu z klimatyzacją manualną. Steruje prędkością wentylatora nawiewu i załączaniem klimatyzacji, aby utrzymywać zadaną temperaturę w kabinie.
Nie. Climatic II automatyzuje nawiew i włączanie klimatyzacji manualnej, ale nie steruje klapami kierunku nawiewu ani fabrycznym pokrętłem ciepło/zimno. Te ustawienia pozostają po stronie kierowcy.
W trybie AUTO sterownik wybiera jeden z 9 biegów dmuchawy na podstawie różnicy między temperaturą zadaną i zmierzoną. Na każde około 1,5°C różnicy przypada zmiana o jeden bieg.
Automatyka AC steruje przekaźnikiem podłączonym do obwodu wyłącznika klimatyzacji manualnej. Dzięki histerezie ogranicza zbyt częste cykle załączania i wyłączania sprężarki.
Temperaturę można ustawiać w zakresie 15…30°C z krokiem 0,5°C, przyciskami T+/AC i T–.
Tak. Po wyłączeniu automatyki AUTO bieżący bieg wentylatora można wybierać przyciskami FAN+/AUTO oraz FAN–.
Czujnik powinien być umieszczony tak, aby mierzył możliwie reprezentatywną temperaturę w kabinie. Może być na płytce sterownika albo na przewodzie 3-żyłowym.
Montaż elektroniki wymaga doświadczenia w lutowaniu, a podłączenie w samochodzie powinien wykonać doświadczony elektryk lub elektronik samochodowy, ponieważ układ współpracuje z instalacją pojazdu i obwodem wentylatora o dużym prądzie.
Nie. To wersja A+, czyli płytki PCB i zaprogramowany mikrokontroler. OLED, czujnik DS1820, stabilizator, przekaźnik, TLP251F, MOSFET, dioda mocy, złącza, przyciski, przewód IDC, elementy SMD/THT i pozostałe podzespoły trzeba dobrać osobno według wykazu.
