Управление электрозамками дверей автомобиля

О преимуществах систем дистанционного запирания дверей автомобиля знает сейчас даже неискушенный автовладелец. Практически каждый новый автомобиль оборудован центральным замком. Это уже стандартная опция и для большинства отечественных автомобилей, выпускаемых в настоящее время. А как реализовать ее на машинах старых марок? Об этом и рассказывает статья.

Многие владельцы автомобилей старых марок самостоятельно дорабатывают свои машины, устанавливая электрозамки одновременно со сторожевыми сигнализаторами. Те, кто желает иметь максимум удобств при минимуме затрат, устанавливают замки с электроприводом только в передние, наиболее часто используемые двери. В результате удобства почти те же, но уровень охраны ниже из-за того, что владелец может иногда забыть вручную запереть задние двери.

Защищенность машины и удобства для пользователя окажутся наиболее полными, когда система дистанционного запирания будет совмещена с системой автосигнализации. При этом повышаются и уровень охраны автомобиля, так как одновременно с включением режима охраны автоматически запираются все двери, и надежность защиты автомобиля, поскольку после того, как водитель вышел из салона, возможно автоматическое запирание дверей (пассивное включение с блокировкой двери), и личная безопасность водителя и пассажиров в результате запирания дверей в момент включения зажигания.

Мой автомобиль ВАЗ-2115 изначально был оборудован центральным электрозамком заводского исполнения, в который входил узел управления, конечный выключатель в водительской двери и четыре узла привода (актуатора) дверных замков. В результате установки автосигнализатора "STARLINE А8" с обратной связью узел управления и дверной конечный выключатель были демонтированы, а электрозамки подключены непосредственно к сигнализатору.

Логика работы системы такова, что импульсы отпирания—запирания поступают на все электрозамки одновременно. При эксплуатации было обнаружено, что зимой загустевшая смазка механизмов замков и неспособность бортовой батареи аккумуляторов отдавать большой мгновенный ток приводят к тому, что электрозамки не могут надежно разблокировать двери. Аналогичная ситуация складывается и при запирании, вследствие чего какая-либо дверь может остаться незапертой.

Кроме этого, как в большинстве автосигнализаторов, выполняются "холостые ходы" при отпирании - запирании задних дверей, если в поездку собирается один водитель либо водитель с одним пассажиром. Говоря иначе, не предусмотрена возможность раздельного управления электрозамками.

В сигнализаторе " STARLINE А8" есть программируемый выход для реализации функции двушагового запирания— отпирания дверей. На практике это выглядит так. При нажатии на кнопку отпирания дверей на пульте сигнализатора открывается только водительская дверь. Чтобы открыть остальные, необходимо установить курсор на экране пульта на значок активации дополнительного канала и снова нажать на кнопку отпирания дверей.

Это не показалось удобным и не решало всех проблем. Поэтому дополнительно к сигнализатору было разработано устройство, которое эти недостатки устраняло. Дополнив им даже самый дешевый автосигнализатор, можно повысить безопасность автомобиля и удобство пользования.

Основное назначение устройства — поочередное избирательное включение электроприводов замков дверей автомобиля. Подобная функция, кстати, реализована в автосигнализаторах более высокого уровня, таких как MICROCAR ALARM 052.1, SERPI STAR GR-44 и др. Она позволяет избежать резкого падения напряжения в бортовой сети автомобиля в момент отпирания—запирания и, как следствие этого, обеспечить надежное срабатывание каждого электрозамка, особенно зимой.

Принципиальная схема устройства показана на рис. 1. Оно собрано на широко известном радиолюбителям микроконтроллере PIC16F84A и двух сдвоенных мостовых усилителях тока L298HN с максимальным коммутируемым током 2 А при напряжении на нагрузке до 50 В.

После включения питания происходит инициализация микроконтроллера DD1 — линии RA0, RA1, RA2, RA4 настраиваются для работы на вход, все линии порта В — на выход. На выходах RB0—RB7 — низкий уровень, электродвигатели М1—М4 обесточены. Микроконтроллер DD1 постоянно следит за состоянием входов RA0, RA1.

Импульс высокого уровня длительностью не менее 0,7 с (она выбрана избыточной для предотвращения ложных срабатываний), поступающий со сторожевого сигнализатора на верхний по схеме вход устройства (обозначенный буквой О — вход отпирания), приходит на вход RA0 микроконтроллера DD1. На его выходах RB0—RB3 последовательно возникают импульсы высокого уровня длительностью 0,7 с с паузой между ними 0,7 с. Для надежного срабатывания электрозамков длительность импульсов можно увеличить до 1 с.

Эти импульсы поступают на входы четырех мостовых усилителей тока — два объединены микросхемой DD2 и два — DD3, которые управляют работой электродвигателей М1—М4. На вход каждого моста поступают два рабочих импульсных сигнала. Электродвигатель включается, когда уровни сигналов на входах его управляющего моста разные, и обесточен, когда уровни одинаковые.

В зависимости от комбинации уровней на входах усилителей DD2, DD3 роторы электродвигателей вращаются в прямом или обратном направлении, запирая или отпирая двери автомобиля. В рассматриваемом устройстве при высоком уровне на входах И, 13 и низком на входах 12, 14 электродвигатели отпирают двери. При обратном сочетании уровней двери поочередно запираются. Последовательность отпирания—запирания: задняя правая, задняя левая, передняя правая, передняя левая.

Если при отпирании дверей какая-либо из них окажется уже открытой (контакты конечного дверного выключателя SF1 замкнуты, на входе RA3 микроконтроллера DD1 низкий уровень), то двери отпираться не будут. Считается, что они уже открыты.

Кнопка SB1 с двумя фиксированными положениями предназначена для принудительной отмены отпирания задних дверей. Сделано это из тех соображений, что по статистике при 60 % поездок в салоне легкового автомобиля находится только водитель. Если контакты SB1 замкнуты, на входе RA2 микроконтроллера DD1 присутствует низкий уровень. Это означает, что при отпирании дверей состояние выходов RB2, RB3 микроконтроллера не изменится и задние двери останутся закрытыми. А вот при постановке машины на охрану и запирании дверей на электрозамки задних дверей все равно будут поданы импульсы запирания, так как двери могли быть до этого открыты изнутри вручную.

При подаче импульса высокого уровня длительностью не менее 0,7 с сигнализатора на нижний по схеме вход устройства (3 — вход запирания) на выходах RB4—RB7 микроконтроллера последовательно устанавливаются импульсы высокого уровня длительностью 0,7 с с паузой между ними 0,7 с. Эти импульсы, поступая на входы микросхем DD2 и DD3 и далее на электродвигатели М1—М4, приводят к запиранию всех замков, независимо от состояния контактов кнопки SB1 и дверного выключателя SF1. Сделано это из соображения безопасности.

В устройстве применены резисторы МЛТ-0,125, постоянные конденсаторы К10-17, оксидный конденсатор С1 — импортный, но подойдет и отечественный К50-35 на номинальное напряжение 63 В. Микроконтроллер DD1 желательно использовать индустриального исполнения — PIC16F84A-04I/P с расширенным рабочим температурным интервалом. Стабилизатор напряжения 78L05 можно заменить на 7805 с учетом разницы в цоколевке. Вместо диодов КД522А можно использовать КД522Б или 1N5822. Кнопка SB1 — 53.33.2456 от автомобилей ВАЗ, a SF1 — это выключатель, смонтированный в проеме двери автомобиля и включающий лампу освещения салона. К остальным деталям особых требований не предъявляется.

Соединение дверных электродвигателей с устройством следует выполнять гибкими медными проводами сечением 1... 1,5 мм2 в надежной изоляции. Все скрутки проводов обязательно пропаивают и изолируют соединения отрезками термоусадочной трубки. Вместо микросхем L298HN можно использовать релейные узлы. На рис. 2 показана схема релейного узла для одного электродвигателя. Для узла подойдут стандартные автомобильные реле с переключающими контактами — 90.3747 или 114.3747-10; возможно применение и других реле с рабочим напряжением обмоток 12 В и допустимым током через контакты 2...3 А.

Программа микроконтроллера разработана в среде MPLAB 5.70.40 фирмы Microchip. Симуляция проводилась в программе Proteus.

Автор: С. БАЙКОВ, г. Сургут