Обявления

Для полноценной работы рекомендуется пройти регистрацию.

Рекламные сообщения будут удаляться вместе с пользователем. Что есть реклама - буду решать я.

Автомобильная контролька (hProbe)

Обсуждение радиолюбительских технологий. Пайка, платы, слесарка...

Автомобильная контролька (hProbe)

Сообщение hardlock » 16 авг 2018 11:39

Автомобильной контролькой я пользуюсь очень давно и различных конструкций перепробовал не мало. Начиналось всё с обычных лампочек 1,2 и 5Вт.

Потом была контролька на сдвоенном светодиоде, с питанием от аккумулятора авто. Дешевле и проще некуда, но есть некоторые неудобства - каждый раз подключаться к аккумулятору авто = длинный провод (нужно сматывать/разматывать).

После этого долго пользовался "заводской" контролькой с двумя светодиодами и встроенной батарейкой. Типа такой.

Преимущества - цена, простота конструкции, удобство использования.
Недостатки - при попадании в CAN-шину может вызвать ошибки. При попадании в линию датчика удара подушки безопасности может получить подушкой по лицу ))) Т.е. на щупе присутсвует напряжение.

Поэтому все эти годы я придумывал как выйти из этой ситуации и совершенствовал конструкцию контрольки. На данный момент, упрощённая версия того, что я бы хотел видеть в контрольке воплощена вот в этой схеме.

Основное отличие от других конструкций - высокое входное сопротивление - около 50 кОм. Можно сделать и больше, но тогда получается не контролька, а улавливатель помех. На щупе присутствует опорное напряжение около 2,2 Вольт. При прозвонке "на землю" через цепь течёт ток 0,9 - 1,1мА - слишком мало, чтобы что-то заглючило. При измерения напряжения 12В ток через проверяемую цепь около 0,25мА - опять мало для повреждения оборудования авто. Для особых случаев можно включить лампочку для прозвонки бОльшим током. При поиске 12В - ток до 270мА, при поиске "земли" - ток до 100мА. Предусмотрено 4 уровня "контроля" - меньше 2 Вольт загорается зелёный светодиод. Выше 3 Вольт загорается жёлтый светодиод. Выше 11 Вольт горят жёлтый + красный. Выше 18 Вольт - желтый + красный + синий. Последний режим очень помогает при проверке индуктивных исполнительных механизмов - в момент размыкания в катушке возникает ЭДС, которая значительно выше 12В. Позволяет быстро выявить неподключенные, пробитые или с межвитковым замыканием катушки. Вход контрольки защищён от высоковольтных выбросов и ограничен супрессорами на 24-27 Вольт.

Также на плате предусмотрен вольтметр до 30 Вольт. Вольтметр решил не изобретать, а прилепил целиком китайский, с небольшой доработкой. Единственный минус этого решения - медленная смена показаний - около 2,5 раз в секунду.

Из-за расширенного функционала у приборчика вырос аппетит и приходится питать от литиевого аккумулятора + преобразователь до 4,8 Вольта (чтобы не убегали характеристики). Ну и встроенную зарядку тоже пришлось сделать для удобства пользования.

Печатную плату делал из расчёта удобства использования и дешевого заказа в Китае. Получилось 2х сторонняя плата. Теоретически, можно сделать и дома... Плату сделал немного универсальной. Можно выкинуть вольтметр, аккумулятор, преобразователь и зарядку для лития и питать всё от батарейки CR2032. При этом остаётся функционал "контрольки" и силовой прозвонки.
Полная и сокращённая версии "контрольки".

Схема "упрощённой" версии контрольки (без вольтметра и с питанием от батарейки CR2032). Отличие только в отсутствии некоторых узлов. R8 - 750 Ом, запаяна перемычка J1, вместо выключателя SB2 - перемычка на землю.:

Печатная плата.


Пока контролька воплощена в железе на макетнице и проходит опытную эксплуатацию.



6 октября были получены печатные платы, которые решил изготовить на сервисе JLCPCB. С доставкой вышло около $17 USD. По времени - почти 3 недели.

Быстренько распиливаем заготовки на отдельные платы...


Монтаж.
Сборку платы рекомендую начинать с повышающего преобразователя на MT3608. Практически все элементы с китайской платки преобразователя перепаиваются на плату контрольки. Выкидывается только подстроечный резистор, а добавляется один резистор 0603 16к 1%.

Можно проверить правильность работы преобразователя. Для этого подаём на его вход 3,5 Вольта от блока питания с ограничением тока (я ставил 100мА), да ещё и через резистор 10 Ом. Пару раз спасло - не запаял 16к резистор и MT3608 пошла "вразнос", подняв напряжение на выходе до 50В, но осталась жива!!!

Маленькое отклонение от 5 Вольт допустимо. На точность измерений не влияет.
Следующим я монтирую вольтметр. В качестве измерителя использую "0,28 inch voltmeter" с алиэкспресса (ссылка только для примера). Сразу предупрежу - существует несколько разновидностей плат вольтметра. Есть с одностосронним монтажом (далее на фото) и двухсторонним (под индикатором тоже есть компоненты). Подходят оба варианта, но второй сложнее монтировать на плату ))). Ещё бывают с двумя проводами и с тремя - вобще без разницы. Для монтажа на плату его нужно немного разобрать. Выпаять индикатор, подстроечник, стабилизатор 3,3В, защитный диод по питанию, перемычку (для двухпроводной версии). Индикатор впаян "враскорячку", его придётся также устанавливать на плату контрольки - шаг соблюдён.

Индикатор устанавливаем с лицевой стороны платы, остаток платы вольтметра с обратной стороны контрольки и пропаиваем - длины выводом индикатора должно хватить. Если не хватило, то используем перемычки... Вместо стабилизатора запаиваем перемычку.

Опять подаём 3,5 Вольта на вход преобразователя и проверяем работу индикатора.

Далее нужно исправить косячёк в разводке платы (ну а как же без косяков?). Забыл резистор R13 развести. Поэтому добавляем одну контактную площадку и потом запаиваем его как попало :(

Следующим я рекомендую припаять разъём microUSB, т.к. его паять удобней феном, а с обратной стороны у нас тоже компоненты...

Дальше описывать скучно - распаиваем всё остальное )))

Отдельного упоминания стоит разъём "массы". Мне всегда бесила необходимость разборки устройства для перепаивания несъёмных проводов. На своей контрольке 3 раза перепаивал провод. Один раз оторвал, 2 раза переламывался. Для того, чтобы не разбирать эту контрольку я решил поставить разъём. Очень хорошо подошёл "банан 2мм" для моделей. Сидит очень плотно, ток выдерживает приличный.

Ну и "щуп"... Игрался долго. Самым оптимальным вариантом оказалась игла швейная для машинок №120 (самая толстая). Но и она тупится и ломается. Менять тоже приходится. Поэтому и тут нашёл выход - цанга от циркуля! На фото Готовальня Deli 8604, но потом я приобретал Deli 8601 - она удобней. ))) Для установки на плату нужно всего лишь сделать пропил фрезой дремелем. Ширина пропила соответствует толщине печатной платы.

Надёжно крепим цангу на плате. Кстати, корпус цангу латунный, т.е. паяется изумительно! Ещё забыл сказать про светодиод подсветки. Обычный белый светодиод с широким углом свечения - типа "соломенная шляпа". Яркости достаточно, чтобы видеть куда ткнуть контролькой.

Остаётся подключить аккумулятор размера 602030 (толщина 6,0мм, ширина 20мм, длина 40мм). Батарейку закрепляем на плате двухсторонним скотчем. В итоге должно получиться что-то такое:


Калибровка вольтметра.
При разборе платы вольтметра мы выпаяли подстроечник. Теперь нужно вместо него впаять постоянный резистор. А для этого нужно его вначале подобрать ))). Впаиваем многооборотный подстроечник на 1к, подключаем контрольку к лабораторному БП, выставляем 9,90 Вольта и крутим подстроечник, пока показания эталонного вольтметра не совпадут с контролькой. По случайном стечению обстоятельств, номинал резистора у меня оказался 1,5 Ома. Поэтому я просто впаял перемычку.

Почему 9,90 Вольта? Причин несколько. Выше 10 Вольт запятая смещается и вместо 2х цифр после запятой отображается только одна. Ну и это максимально близко к "обычному" напряжению, которое будет измеряться (12-15 Вольт). Внизу диапазона точность немного уплывает, но в конце-концов, это же только "контролька", а не измерительный прибор.


Можно упаковывать в термоусадочную трубку и укладывать в коробочку из-под готовальни! Оказалось контролька туда чудесно влазит без иглы. Игла от циркуля и швейная - в колпачке.


О том, как пользоваться этой приблудой, я расскажу отдельным постом...
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3707
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: Minsk - zp.ua

Re: Автомобильная контролька (hProbe)

Сообщение hardlock » 11 ноя 2018 18:08

Инструкция по эксплуатации. В процессе написания...

1. Органы управления и индикации.
У данного дэвайса всего 4 кнопки. Под индикатором находятся 3 кнопки с фиксацией. Они подписаны.
• «Power» - выключатель питания устройства.
• «Lamp» - подключает к измерительному щупу лампочку.
• «┴/+» - определяет, к чему подключена вторая сторона лампочки. Если кнопка отжата, то к «Земле», если нажата, то к внутреннему источнику +5 Вольт.
Кнопка слева от индикатора кнопка - без фиксации, служит для проверки напряжения встроенного аккумулятора. В устройстве используется Li-pol батарея, соответственно 3 Вольта – полностью разряженный аккумулятор, а 4,2 Вольта – полностью заряженный.

К измеряемым цепям дэвайс подключается посредством разъёма «масса» - расположен с нижней стороны платы (или туда припаян провод), и измерительного щупа «Игла».
Подсветка в описании не нуждается. Скажу только, что она работает всё время, пока включено питание устройства.
«Индикатор уровня входного напряжения» - это и есть та самая «контролька». При напряжении на измерительном щупе:
• от 0 до 2 Вольт горит зелёный индикатор.
• от 2 до 3 Вольт ничего не горит.
• выше 3 Вольт загорается жёлтый индикатор.
• выше 11 Вольт будут гореть жёлтый + красный.
• выше 18 Вольт – жёлтый + красный + синий.
Светодиоды контрольки продублированы на другой стороне платы и отлично видны с торца.
Среднее значение напряжение на щупе дублируется на трёхсегментном индикаторе вольтметра. Скорость обновления показаний 2-3 раза в секунду. Можно оценить значение рабочего цикла ШИМ.

1.1 Зарядка
Зарядка встроенного АКБ осуществляется через разъём microUSB (да, до Type-C я ещё не дорос). Во время заряда на обратной стороне горит красный светодиод, по окончанию заряда – загорается зелёный.
Ток заряда 150-200 мА.


2. Приёмы работы.
На измерительном щупе, при включенном приборе, присутствует опорное напряжение 2,20 – 2,30 вольта. Ток на землю – около 1мА.

Ток при измерении напряжение 14 Вольт – 0,25 мА

Этот ток не способен вывести из строя датчики или блоки управления, но при использовании всё же стоит соблюдать осторожность – в цепи подушек безопасности и их датчиков всё же тыкать не стоит )))

2.1 Проверка напряжения в цепи.
Входные цепи устройства защищены от превышения напряжения выше 28 Вольт супрессорами. При этом допускается измерения в первичной цепи высоковольтных катушек зажигания. Шунтирования входных импульсов выше 28 Вольт не происходит, т.к. на входе стоят резисторы 1-2 кОм.
Напряжение 0-2 вольта (зелёный индикатор):

Напряжение 2-3 Вольта (ничего не горит):

Напряжение 3-11 Вольт (жёлтый индикатор):

Напряжение 11-18 Вольт (жёлтый + красный индикатор):

Напряжение выше 18 Вольт (жёлтый + красный + синий):


2.2 Контролька «лампочка» - для проверки цепи большим током.
Часто в автомобиле бывает, что питание или масса отгнила и обычная контролька или мультиметр там показывает «норма», а при подключении потребителя напряжение сильно просаживается. Для проверки подозрительных цепей обычно используют мощную лампочку (5-10 Вт) иногда с мультиметром, что становится неудобно. Включение кнопки «Lamp» подключает к измерительному щупу лампу накаливания на 12В + параллельно ей резистор 60 Ом, что даёт в сумме ток около 270мА при напряжении 14 Вольт. Это соответствует 4 Вт нагрузке. Оценить падение напряжения можно «онлайн», не отключая щупа. Если будет наблюдаться просадка напряжения в цепи – стоит к этой цепи присмотреться.

Второй вариант использование лампы – измерение падение напряжения в цепи «массы». Для этого нажимаем кнопку «┴/+», тем самым подключив второй конец лампы к внутреннему источнику 5 Вольт.

При замыкании измерительного щупа на землю через него течёт ток около 100мА. Это позволяет выявить сопротивление в цепи заземления.
Для примера резистор 100 Ом «без лампочки»:

Резистор 100 Ом с лампочкой:

Резистор 10 Ом без лампочки:

Резистор 10 Ом с лампочкой:

Резистор 3,3 Ома «без ламочки» – не интересен – 0, а вот с лампочкой – падение напряжения 0,29 Вольта:

Можно проверить падение напряжение на диоде + мультиметре (ток 95мА):


2.3 Поиск и проверка CAN-шины.
При подключении измерительного щупа к CAN-Low можно наблюдать мерцание зелёного светодиода, при этом вольтметр будет отображать от 1,5 до 2,5 Вольт (зависит от загрузки шины).

При подключении измерительного щупа к CAN-Hi можно наблюдать мерцание жёлтого светодиода, при этом вольтметр будет отображать от 2,0 до 3,0 Вольт (зависит от загрузки шины).


В процессе написания...
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3707
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: Minsk - zp.ua


Вернуться в Технологии



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и гости: 2