Relais für Intervallwischerfunktion

Ich möchte die Scheibenwischer meines 40 Jahre alten Autos ohne zusätzliche Schalter mit einer Intervallfunktion ausstatten. Die Details der Scheibenwischer finden Sie hier [ http://www.globalsoftware-inc.com/coolerman/fj40/5G.htm]. Der Wischerknopf schließt den Weg zur Masse, wodurch der Motor mit dem Wischen der Wischer beginnen kann. (Es gibt eine weitere Masse am Motor, die sich mechanisch schließt, wenn die Scheibenwischer nicht geparkt sind. Dadurch können die Scheibenwischer unabhängig davon parken, wann die Scheibenwischer ausgeschaltet sind.) Es scheint, dass alles, was ich tun muss, den Weg zur Masse abschließen muss, wann immer ich Ich möchte die Scheibenwischer fegen, aber es scheint zu einfach zu sein, also überlege ich es mir selbst. Ich habe mit einem ATtiny85 einen kleinen Stromkreis gezogen, um zu erkennen, ob der Wischerstromkreis geschlossen ist (nicht im Diagramm dargestellt). Wenn der Stromkreis länger als eine Sekunde geschlossen ist (Knopf herausgezogen), laufen die Wischer so lange, wie der Knopf herausgezogen ist. Wenn der Knopf in weniger als einer Sekunde herausgezogen und wieder zurückgebracht wird, aktiviert der uC das Relais lange genug, um einen Sweep zu starten, und wiederholt dies in einem vorbestimmten Intervall.

Übersehe ich etwas? Ist das ein vernünftiger Ansatz? Ich wählte ein Automobilrelais, das ich zuvor verwendet habe, Datenblatt hier [ http://www.farnell.com/datasheets/1809465.pdf] mit einer Diode und einem RC-Snubber über den Kontakten.

[Vom Original bearbeitet, um die genaue Verkabelung widerzuspiegeln.]

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Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Wird von OP ausgefüllt.

                                 |   A   |   B   |   C   |
                                 +-------+-------+-------+
Everything off                   |12.9 V |12.9 V |12.9 V |
Bulb in, WIPER_LO closed         |   0 V |   0 V | 4.9 V |
Relay energised, WIPER_LO closed |   0 V |12.9 V | 4.9 V |

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[Das zweite Schema zeigt den Schalter und zwei Massepfade.]

@Transistor Warum fügst du der Frage einen Schaltplan / eine Antwort hinzu?

Antworten (2)

[Update: größere Neufassung nach zusätzlichen Informationen.]

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Abbildung 1. Neuzeichnung der Verkabelung basierend auf dem Toyota-Verkabelungsgeheimnis .

Abbildung 1: Wie es funktioniert

  • In der AUS-Stellung hält der RUN-Schalter den Motor bei LO-Drehzahl, bis er die PARK-Stellung erreicht.
  • In der Position OFF / PARK ist der Motor kurzgeschlossen. Dies bewirkt ein dynamisches Bremsen des Wischermotors und stoppt den Motor abrupt, wodurch ein Weiterlaufen in die RUN-Position verhindert wird.
  • Bei LO-Drehzahl ist der Aus-Kontakt geöffnet, LO ist geschlossen und der Motor läuft mit niedriger Drehzahl.
  • Bei HI-Geschwindigkeit sind die anderen beiden Kontakte geöffnet und die Hochgeschwindigkeitswicklung ist erregt.
  • Beachten Sie, dass bei dieser Anordnung niemals Kurzschlüsse von + nach GND auftreten sollten, da die Kontakte des Wischerschalters vor dem Schließen unterbrochen werden.

Abbildung 2: Schalter durch Relais ersetzen

Abbildung 2 zeigt die Umverdrahtung für intermittierende Zusatzsteuerung. Ich empfehle diesen Ansatz eher als den Einzelrelais-Ansatz früherer Bearbeitungen, da er eine vollständige Isolierung zwischen der Logik und der Stromverkabelung bietet, Ihnen eine große Flexibilität in der Logik bietet und einfach zu verdrahten und zu verstehen ist.

Es gibt eine Gefahr, die in der Schaltung von Abbildung 2 vermieden werden muss: Wenn RLY2 erregt und Hochgeschwindigkeit ausgewählt ist, darf der LO-Draht niemals mit dem PARK-Schalter verbunden werden, da er zwischen + und GND umschaltet, während die HI-Wicklung erregt ist.

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Abbildung 3. (Fast) vollständiger Kreislauf.

Abbildung 3: Die vollständige Schaltung – wie sie funktioniert

Der ursprüngliche Wischerknopf hat einige Einschränkungen: Es gibt feste interne Verbindungen, die nicht gebrochen werden können. Das Trennen aller Originaldrähte - außer dem GND-Draht - ermöglicht es uns, sowohl die LO- als auch die HI-Einstellungen mit der Logikschaltung ohne Störung durch die +12-V-Versorgung zu überwachen.

  • R1 und 2 ziehen die Leitungen /LO (nicht LO) und /HI (nicht HI), wenn sie nicht ausgewählt sind.
  • Durch Auswahl von LO oder HI wird die entsprechende Leitung nach unten gezogen. Beide Linien hoch zeigen die gewählte AUS-Position an.
  • Das ATiny führt die Logik für die Relais aus.
  • Q1 und 2 sind Open-Collector-Treiber für RLY1 und RLY2. D1 und D2 bieten im ausgeschalteten Zustand einen induktiven Rückschlagschutz für Q1 und Q2.
  • Wie im obigen Kommentar zu Abbildung 2 gefordert, müssen wir sicherstellen, dass RLY1 es auch ist, wenn RLY2 erregt ist. Dies sollte in Software erfolgen, aber D3 stellt sicher, dass, wenn Q2 (und RLY2) eingeschaltet sind, RLY1 unabhängig von der Qualität der Software erregt wird. ;^)

Software

Wie Dwayne Reid in seiner Antwort darauf hinweist, gibt es einige nette Tricks, die Sie damit machen können, um eine Ein-Aus-Ein-Sequenz zum Einstellen und Ändern der Verzögerungszeit zu verwenden. Daran dachte ich, als ich mein Original schrieb, weil ich mich erinnere, einen Elektor- Artikel (April 1980) zu diesem Thema gelesen zu haben. Einfache Mikros wie das ATiny waren damals nicht verfügbar und das Design verwendete eine knifflige Logik, um den Timer zum „Memory“ zu machen. Auf das Elektor-Design wird im US-Patent 4388574 verwiesen .

Ich wusste nicht, dass Sie direkt von CircuitLab hinzufügen können. Danke. Ich habe der Frage die 12-V-Erkennungsschaltung hinzugefügt. Gibt es einen Vorteil der D1/C2/R3/R4-Schaltung gegenüber einem BJT?
Antwort aktualisiert.
Ich verstehe das NPN und 10k Pull-up. Beim Rest bin ich mir nicht sicher, aber lass es mich versuchen. Die Basis von Q2 ist mit der 12-V-Versorgung "always on" verbunden, und wenn der Wischerschalter geöffnet ist, ist der NPN eingeschaltet und der U1-Eingang ist LOW. Wenn der Wischerschalter geschlossen ist, ist NPN eingeschaltet und der U1-Eingang ist hoch. Der Vorteil ist, dass der uC wissen würde, wann der Knopf gedrückt ist, aber die Scheibenwischer noch nicht geparkt sind?
Ich denke du hast es hinbekommen, sofern es sich um einen Tippfehler in deinem dritten Satz " Wenn der Wischerschalter geschlossen ist, ist das NPN an " herauslesen sollte . Alles andere ist in Ordnung. Ist das ein Vorteil für Sie? Um welche Automarke/-modell handelt es sich?
Ja, ein Tippfehler. Es ist ein Vorteil und es ist für einen '74 Toyota Land Cruiser (FJ40). Ziemlich nervig, einen Knopf herauszuziehen (nicht in der Nähe des Lenkrads) und ihn jedes Mal wieder hineinzudrücken, wenn Sie einen einzelnen Sweep wünschen. Schätze deine Hilfe.
Ich habe das PNG im ursprünglichen Beitrag durch eine Schaltung ersetzt und so geändert, dass die drei verfügbaren Verbindungen angezeigt werden. +12V, Wischer und GND. Ich glaube, es ist dasselbe, außer dass ich D1 nicht hinzufügen kann. Ich kann nur die Schaltung in der Box ändern.
Wir kommen dorthin. (1) Vergessen Sie nicht, dass Sie den Parkkontakt parallel zum Knopf haben. (2) Da Sie mein D1 nicht eingeben können, werden Ihr D4 und D3 nicht benötigt. (3) Mit Ihrer erneuten Skizze ist jetzt offensichtlich, dass wir keinen Eingangsschutz gegen einen induktiven Tritt des Motors beim Ausschalten oder Bürstenfunken haben. Ich werde den Schaltplan mit einem Vorschlag für einen Mod kopieren.
Ich verstehe die getrennten Begründungen nicht. Wenn beide Drähte mit dem Chassis (Masse) verschraubt sind, sind sie nicht wirklich dieselbe Masse, aber weiter vom uC entfernt verbunden? Kann ich das im Board anders ansprechen?
Auf Ihrem Schaltplan zeigen Sie den Hochstrom des Motorrücklaufs, der durch die Leiterplatte nach Masse fließt. Jeder Widerstand entlang dieser Spur führt zu einem Spannungsanstieg und Rauschen auf dem Minuspol des Mikrocontrollers und könnte Probleme verursachen. Wenn Sie nur eine Masse verwalten können, legen Sie sie auf den Relaiskontakt und stecken Sie die Elektronikmasse davon ab und nicht umgekehrt.
OK ich verstehe. Auf der Platine habe ich das Wischerpad sehr nahe am gemeinsamen Relais und das Massepad sehr nahe am Schließerkontakt. Der Hochstrompfad ist so kurz wie möglich (und über 200 mil breit). Danke noch einmal.
Um zu vermeiden, dass die Schaltung mit einer zweiten Masse abgeschlossen wird (und die tatsächliche Verdrahtung genau widerspiegelt), habe ich die Schaltung oben auf der Seite mit dem Relais überarbeitet, um intermittierende Sweeps zu erzeugen, indem das Relais für die Verzögerung geöffnet wird. Q2 funktioniert jedoch nicht wie erwartet und die Glühbirne, die ich für den Motor ersetzt habe, leuchtet immer bis zu einem gewissen Grad.
Willkommen zurück! (1) Glühbirne mit welcher Leistung? (2) " durch Öffnen des Relais für die Verzögerung ". Damit meinen Sie das Einschalten des Relais für die Verzögerung (was richtig wäre)? (3) Ich habe Ihrer Schaltung die Labels A, B & C und eine Tabelle mit erwarteten Werten hinzugefügt. Bitte bearbeiten Sie mit tatsächlichen Messwerten. (4) Was stellt eigentlich die Verzögerung ein? Ein Topf auf dem ATtiny?
Ich habe genau das gemessen, was Sie vorausgesagt haben. Apropos Glühbirnen, ich denke, eine schwache könnte jetzt langsam in meinem Kopf aufleuchten. Ich habe keine Glühlampe anstelle des Motors, ich habe eine LED und einen 680Ω-Widerstand in Reihe! Entschuldigen Sie. Ich messe ~ 3 mA an der LED, was ausreicht, um sie zu beleuchten, und ich nahm an, dass der Motor mit Strom versorgt würde. Die 3 mA sind der Strom, der von der Basis zum Emitter von Q2 fließt? Übrigens habe ich R7 hinzugefügt, um einen Spannungsteiler für die Basis von Q2 zu erstellen, aber jetzt bin ich mir nicht sicher, ob das auch nötig war.
Ich hatte eine Vermutung, dass es eine LED sein könnte. Probieren Sie es mit einer 6-W-Rückleuchte oder ähnlichem aus, um ein bisschen realistischer zu sein. Vielleicht möchten Sie auch einen Schalter hinzufügen, um die Schalterfunktion "Parken" zu simulieren. Die Basis eines Transistors ist stromgesteuert und der 3k3-Widerstand begrenzt ihn auf 12 V3 k 3 =4mA  , was in Ordnung sein wird. Weitermachen!
Der ursprüngliche Schaltplan, den ich gepostet habe, hat den Schalter nicht genau dargestellt, und ich habe einen überarbeiteten gepostet. Der Wischerknopf schaltet die 12 V vom Motor zwischen zwei Massepfaden um; Einer ist eine permanente Erdung für Dauerbetrieb, und der andere hat einen Schalter, der von einer Nocke geöffnet wird, wenn die Wischer einen Wischvorgang beenden. Wenn das Relais erregt ist, beenden die Wischer den Wischvorgang und parken. Die Verzögerung dauert, bis das Relais kurzzeitig abfällt. Meine Frage ist nun, ob D4 und/oder D5 notwendig, gute Praxis, unnötig oder keine gute Idee sind (oder nichts davon).
@unix: Sorry für die Verzögerung. Ich habe es komplett neu geschrieben, nachdem ich etwas mehr Zeit damit verbracht hatte, die Toyota-Diagramme und die von Ihnen bereitgestellten zusätzlichen Informationen zu analysieren. (Wir hatten völlig übersehen, dass der Motor beim Erreichen der Parkposition absichtlich kurzgeschlossen wird.) Das neue Design ist viel sauberer und hat eine vollständige Trennung zwischen der Motorverkabelung und der Logik. Ich denke, Sie werden es viel einfacher finden, zu programmieren und zu verdrahten.
Gerade als ich anfing zu denken, dass ich wüsste, was ich tat... Den logischen Teil verstehe ich. Allerdings verstehe ich die Anschlüsse der Relais nicht ganz. Vielleicht können Sie sie in der Schaltung abbilden, die ich oben bereitgestellt habe. Ich konnte auch keinen Weg finden, den mechanischen Push / Pull-Knopf geschickt zu grafisch darzustellen, aber hoffentlich macht es Sinn. War meine letzte Schaltung ein unkluges Design? Ermöglicht dieses Design mit zwei Relais den Betrieb der Scheibenwischer, wenn der uC ausfällt? Danke.
Ihr Diagramm des Knopfes ist in Ordnung und ich habe meins aktualisiert, um Ihr Layout zu verwenden. Das Problem mit unserer ursprünglichen Arbeit und Ihrem Design ist, dass wir den Motorkurzschluss in der Parkposition übersehen haben und dies Probleme verursachen würde. Die meisten Intervallwischerschalter haben zusätzliche Kontakte für die Intervallschaltung. Ihre nicht und ich sehe keine Möglichkeit, Logik und Relais zu mischen und gleichzeitig kurzschlussfest zu machen. Für den intermittierenden Gebrauch müssen Sie das Mikro mit einer Ein-Aus-Ein-Sequenz „trainieren“, sodass Sie leider nicht denselben Schalter verwenden können, wenn das Mikro ausfällt. Lies meinen Beitrag ein paar Mal...
Ich weiß deine Geduld wirklich zu schätzen. Ich denke ich verstehe. Der mechanische Knopf kommuniziert nur mit dem uC, der die Relais steuert. (Ich gebe nicht zu, wie oft ich Ihren Beitrag gelesen habe.) Wie Sie bereits gesagt haben, ist nur das Erdungskabel angeschlossen, um die Scheibenwischer zu betreiben. Die Steuerung der Verzögerung kann wie von @Dwayne erwähnt oder mit mehreren anderen Methoden erfolgen.
Sehen Sie einen Grund, warum ich keine internen Pull-ups für die HI- und LO-uC-Eingänge verwenden könnte?
Ich bin froh, dass du es bekommen hast. Machen Sie sich keine Sorgen darüber, wie lange es gedauert hat, es zu bekommen. Es dauerte eine ganze Weile, bis ich herausfand, was los war. Interne Klimmzüge sind in Ordnung.
Ich habe die Schaltung auf dem Steckbrett zusammengebaut und den Code geändert, damit der Benutzer das Intervall mit der Zeit zwischen den Knopfzügen einstellen kann. Es hat natürlich funktioniert. Kabelbaumstecker zusammengesteckt und es hat auch im LKW tadellos funktioniert! Ich freue mich darauf, die Leiterplatten zu bekommen und zusammenzubauen. Danke nochmal für deine Hilfe.
Danke für die Information. Ich werde daran denken, dass du jedes Mal lächelst, wenn du am Knopf ziehst!
Ich habe einen Prototyp zusammengebaut und das System funktioniert gut. Ich habe dem Stromkreis einen gewissen Schutz hinzugefügt, bin mir aber nicht sicher über die Sicherung für das vr/uC. Ich habe hier einen Beitrag gepostet, aber keine Antworten erhalten. Ich würde mich sehr freuen, wenn Sie einen Blick darauf werfen, wenn Sie ein paar Minuten Zeit haben. Danke.

Zusätzlich zu den obigen Antworten möchten Sie vielleicht eine Technik in Betracht ziehen, die ich vor vielleicht 20 Jahren verwendet habe: Die Wischersteuerung bestimmt die Verzögerungszeit. Es werden keine zusätzlichen Schalter benötigt.

Was passiert ist, dass Sie die Wischersteuerung kurzzeitig aktivieren und dann die Steuerung ausschalten. Die Scheibenwischer setzen ihren Wisch fort und kommen nach Hause zurück - aber jetzt ist die Schaltung scharf. Wenn die gewünschte Zeit zwischen den Wischvorgängen verstrichen ist, aktivieren Sie den Wischer erneut und schalten Sie die Steuerung aus. Das Mikro misst die Zeit zwischen diesen beiden Aktivierungen und wiederholt dieses Intervall für immer.

Um den Intervall-Timer auszuschalten, schalten Sie die Wischersteuerung für mehr als einen vollen Wischvorgang ein. Der Mikrocontroller erkennt, dass der Schalter länger als die ursprüngliche Zeit geschlossen ist und kehrt in den Ruhezustand zurück.

Ein paar andere Dinge: Ich zeite die Dauer des anfänglichen EIN-Impulses und repliziere diese Impulsbreite auf dem Relais. Ich starte auch einen Timer, wenn sich das System im aktivierten Zustand befindet, und zwinge das System zurück in den Leerlaufmodus, wenn zu viel Zeit vergangen ist, bevor der 2. Sweep registriert wird. Dies trägt dazu bei, unbeabsichtigte Wischerbewegungen zu vermeiden, wenn jemand, der mit dem System nicht vertraut ist, die Wischer nur einmal aus- und einschaltet.

Das ist eine neuartige Idee. Es verwendet derzeit einen kurzzeitigen Kontakt des Waschanlagenschalters, um Verzögerungszeiten zu durchlaufen (was gut funktioniert, da es eine Weile dauert, bis Sie jemals die Windschutzscheibe besprühen). Ich habe einen anderen gesehen, der die OFF- und HI-Positionen verwendet, um eine "Verzögerungsleiter" hoch und runter zu fahren. Ich mag Ihre Methode und es wäre nur eine Änderung des Codes. Danke für den Vorschlag.
@DwayneReid: War die Wiper-Schaltung Ihre eigene oder war es zufällig die Elektor-Schaltung vom April 1980? Siehe das Update zu meiner Antwort.