Коммутатор фар и фонарей для автомобиля с контролем состояния аккумулятора и термометрами

в 9:35, , рубрики: arm cortex-m0+, diy или сделай сам, embedded, Kinetis, автомобильная электроника, микроконтроллеры, программирование микроконтроллеров, Электроника для начинающих

Коммутатор фар и фонарей для автомобиля с контролем состояния аккумулятора и термометрами - 1

На самом деле вариантов использования у этого модуля может быть больше, но названное применение было толчком к разработке.
Как известно, привезенные из США автомобили славятся своей дешевизной. Но при попытке получить разрешение на эксплуатацию в Европе новые владельцы таких машин сталкиваются с несоответствием стандартов на фары и сигнальные фонари в Америке и Европе. Приходится менять фары и задние огни. И тут подстерегает следующая неожиданность.

В европейских задних огнях могут оказаться встроенные противотуманные фонари, а в машине может не оказаться органа управления этими фонарями. Европейские же требования в этом плане суровы, если есть фонари, то они должны светить и не как попало, а в зависимости от состояния габаритных огней. Т.е. при включённых габаритах противотуманные фонари можно включить и выключить. При выключении габаритных огней противотуманные фонари тоже выключаются вслед за ними автоматически. И обязательно должна быть индикация включения противотуманных фонарей.

Решить данную проблему можно множеством способов. Здесь мы ее решили с позиции разработчика встраиваемых систем – с использованием микроконтроллера. За это в качестве бонуса получили дополнительные полезные функции (защита от КЗ, плавное включение ламп, индикация перегорания ламп и обрывов, индикация напряжения аккумулятора и мгновенных просадок напряжения и т.д. )

Следующая приятная новость заключается в том, что основные комплектующие для этого модуля (микроконтроллер Kinetis и силовой 4-х канальный ключ) можно получить бесплатно в виде образцов от фирмы Freescale.
Комплектующие для модуля подобраны с расчетом на эксплуатацию при низких температурах, до -40 град.С.
Микроконтроллер модуля разработан на ядре ARM® Cortex-M0+ и предназначен специально для автомобильных применений, его отличает питание от 5 В и повышенная помехоустойчивость.
В модуле применяется прецизионный источник опорного напряжения необходимый для анализа состояния аккумулятора и измерения температуры. Преобразователь напряжения модуля имеет микроамперные токи утечки в активном режиме. Т.е. модуль может оставаться всё время подключенным к аккумулятору автомобиля без какого-либо заметного влияния на его процесс саморазряда.

Принцип работы модуля

Ниже дана схема подключения модуля в минивэнах марки Dodge и Chrisler.
Коммутатор фар и фонарей для автомобиля с контролем состояния аккумулятора и термометрами - 2

Модуль состоит из двух плат.

На верхней плате находится микроконтроллер, светодиодные индикаторы и стабилизатор напряжения. На нижней находится 4-х канальный силовой ключ.

Коммутатор фар и фонарей для автомобиля с контролем состояния аккумулятора и термометрами - 3

Технические характеристики:

  • Микроконтроллер семейства Kinetis — S9KEAZN64AMLC
  • Тактовая частота — 40 МГц
  • Объем Flash памяти — 64 КБ
  • Объем ОЗУ — 4 КБ
  • Объем EEPROM — 256 Б
  • Напряжение питания 7...28 В
  • Количество независимо коммутируемых нагрузок – 4
  • Максимальный ток в каждой нагрузке – до 6 А
  • Защита от коротких замыканий в каждом канале
  • Защита от перегрузки в каждом канале
  • Защита от перегрева ключа.
  • 7-и битное диммирование с частотой ШИМ задаваемой микроконтроллером.
  • Ток потребление модуля в пассивном режиме с активным слежением <300 мкА
  • Температуры эксплуатации — -40…+85 С
Верхняя плата, вид сверху Верхняя плата, вид снизу
Коммутатор фар и фонарей для автомобиля с контролем состояния аккумулятора и термометрами - 4
Коммутатор фар и фонарей для автомобиля с контролем состояния аккумулятора и термометрами - 5
Нижняя плата, вид сверху Нижняя плата, вид снизу
Коммутатор фар и фонарей для автомобиля с контролем состояния аккумулятора и термометрами - 6
Коммутатор фар и фонарей для автомобиля с контролем состояния аккумулятора и термометрами - 7

Проект открыт для развития, исходные файлы можно найти тут: https://github.com/Indemsys/Light-Control-Module-PCB

Автор: Indemsys

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля