Тема: Как да си оправим регулатора на вентилатора - "таралежа"

[ivos]

Здравейте колеги
Пускам тази тема тук защото се отнася до всички автомобили W124, W126, W190, W140, W210 с климатроник. Моля ако модераторите преценят да я направят важна тема.
И така...
Преди около половин година вентилатора на климатроника спря да духа и причината се оказа изгорял регулатор така наречения „таралеж”. Всички знаем цената и надеждността му, както и по-евтините варианти, който са и с по-ниска надеждност от оригинала. Проблема на този регулатор е в това, че работи в аналогов режим и се нагрява много. При W124 поради тази причина е монтиран върху радиатора наричан още „таралеж”, а той от своя страна е разположен между турбините на вентилатора за да може да се обдухва от него и така да се осигури охлаждане. При W210 и мисля при W140 регулатора е монтиран направо на корпуса на вентилатора и няма „таралеж”. Това от своя страна го поставя в още по-тежък температурен режим на работа – прегрява и дава дефекти по-често от W124. Когато след много часове работа четките на вентилатора се поизхабят и прахта „обвие” целиия електромотор скорастта на въртене намалява, а с това и охлаждането на регулатора. Затова и много колеги прежалили баснословната сума на оригиналния регулатор скоро след смяната пак се оплакват от дефектирането му, ако преди това не са обслужили електродвигателя. Най-тежкия режим на регулатора е когато вентилатора е включен на половината си мощност, т.е. 6-7 волта и 14-15 ампера ток което прави около 85 до 105 вата отделени под формата на топлина!
Друг недостатък на тази „система” е че след като вентилатора обдуха регулатора, затопления въздух се вкарва вътре през питата на климатроника, който пък се опитва да охлади купето.
Когато и при мен спря да духа вентилатора реших да си направя собствен регулатор като избегна изброените по-горе недостатъци на оригиналния, а именно:

1. Не отделя топлина, която да влиза в купето.
2. Да работи не в аналогов а в импулсен режим, което води до отделяне на мизерно количество топлина при всички режими на вентилатора. Поради тази причина необходимия радиатор е няколко ПЪТИ по-малък от „таралежа” и не му е необходимо никакво обдухване.
3. В следствие на горните две точки новия регулатор може да се монтира на лесно достъпно място, а не върху „таралежа”, така че ако се повреди не е необходимо да се разглобява всичко (който го е правил знае за какво става дума).
4. Ако изгори, то да е така че вентилатора да не спре, а да работи на максималната си мощност.
5. Ако гадината все пак се прецака и вентилатора спре по време на път много лесно се дават накъсо двете изходни клеми (поради лесния достъп) и вентилатора веднага заработва на MAX, т.е. има хладинка докато го ремонтираме.
6. Да е НАДЕЖДЕН.
7. Да се получава винаги с повтаряеми параметри.
8. Да е ЕВТИН. Частите са около 10-20 лева.
9. Да е с масово достъпните части от магазините за електроника, т.е. евтини.
10. Да е прост за повторение от повече хора.

Смея да твърдя, че схемата която се получи е по-надеждна от оригиналния регулатор. На моята кола работи непрекъснато вече половин година, като никога не си спирам вентилатора и всекидневно вися в софииските задръствания. На регулатора не съм предвидил защита от късо съединение на изхода (междудругото и оригиналния няма такава). Видя ми се излишно усложнение, защото единствения елемент който ще изгори е ключовия транзистор струващ под два лева парчето.
В тази тема ще пусна цялата необходима информация за направата на регулатора. Ясно ми е че няма да мога да се защитя от търговци и затова Ви МОЛЯ не го мултиплицирайте с търговска цел. Целта ми е повече хора да имат достъп до информация и да си помогнат сами или с помощ от приятел. Затова накрая ще направя списък с това кое колко струва, за да няма никой очи да поиска трицифрена сума. Аз самия не се занимавам с направата и продажбата на такива регулатори.

[ivos]

Малко теория и предистория...
Оборотите на вентилатора на климатроника (парното) са функция на температурата в купето, която се сравнява със предварително зададената на контролера от копчето на централната конзола. От своя страна контролера „решава” с какви обороти трябва да се върти вентилатора и какъв ток трябва да консумира електромотора. Въпросния регулатор на оборотите прави точно това – регулира тока през мотора във функция от управляващото напрежение, което му подава контролера на климатроника. Тока на двигателя се изменя от около 2 ампера при минимални обороти до 28 ампера при максимални. Управляващото напрежение подавано на регулатора от контролера е:

Обороти Ток Управляващо напрежение
Минимални 2A 0.7V – 0.9V
Средни 13А-15А 4.3 V – 4.5 V
Максимални 28А – 29А 8 V – 8.7 V

Тези управляващи напрежения са измерени на моята кола при съответните скорости на вентилатора. Управляващото напрежение за средни обороти съм приел това което най-често подава контролера към регулатора. Най-високото управляващо напрежение което съм измерил в автоматичен режим на климатроника беше около 5.3 V, а най-ниското 3.5 V, т.е. максималните и минималните обороти са достъпни само в ръчен режим и областта на автоматично регулиране е меко казано тясна. Това обаче значително намалява изискванията за точност на регулатора, а оттам и до по-проста и надеждна схема с минимални загуби и много малко отделена топлина, т.е. необходимия радиатор е колкото да не е без хич.

[ivos]

Ето го и продължението…
Това е опростена блокова схема на тази част от климатроника, която управлява вентилатора:

В предишния пост съм обяснил кое какво е и за какво служи. Куплунга се намира до кутията с предпазители, дълбоко под предното стъкло, но е сравнително лесно достъпен. Цветовете са като на блоковата схема:
- Черен „-„ шаси.
- Червен „+” захранване.
- Жълт – управление (0.8V до 8V).

При новия регулатор схемата се запазва съшата, но той не се монтира върху таралежа, а близо до куплунга – при кутията на предпазителите. За целта оригиналния кабел се реже на 100мм - 150мм от куплунга и краят му се свързва с новия регулатор. От останалото по-дълго парче се изтегля жълтия кабел, защото вече не е необходим, маха се стария регулатор и се свързва към новия. След това червения кабел с кабелната си обувка се запоява за червения кабел, а синия кабел с кабелна обувка се запоява за черния кабел идващ от новия регулатор. Наставянето на кабелите става със ЗАПОЯВАНЕ и изолиране с два слоя термошлаух (от магазините за електроника или Mr. Bricolage)! В никакъв случай да не се усукват кабелите един за друг и да не се изолират с изолирбанд каквато е масовата практика! Тук токовете са големи и си трябват сигурни връзки и добра термоустойчива изолация, в противен случай може да стане късо и ще изгори ключовия транзизтор в новия регулатор. Връзките направени с усукване на проводниците са с голямо съпротивление и при тези токове се ще се нагряват прекомерно, което води до разлепване на изолирбанда и евентуално окъсяване!

Съжалявам че съм толкова подробен, но в днешно време за да си защити човек труда е необходимо изделието да бъде или много скъпо и да няма смисъл да се копира с търговска цел или да е евтино и достъпно за реализация до възможно по-голяма група хора с по-малко познания в дадената област.

[ivos]

Ето я и схемата...

Сърцето на регулатора е широко разпространената интегрална схема за импулсни захранвания TL494. Има я във всяко едно компютърно захранване. С нея е изграден генератор на правоъгълни импулси с честота 30kHz и променлив коефициент на запълване, управляван от напрежението на краче 1. Избрал съм такава висока честота на генератора, защото е много над прага на чуваемостта и няма да пищи както старите телевизори. Освен това хода на електромотора е много по-плавен, като при аналогов регулатор. Резисторния делител R1 и R2 е така подбран, че при подаване на управляващо напрежение от 8V, тока през мотора да е максимален – около 28А – 30А, в зависимост от напрежението поддържано от алтернатора. Диодите D1 до D3 са необходими за „разширяване” на обхвата на регулиране при ниски управляващи напрежения под 1.2V. Ако ги няма (дадени са на късо) вентилатора тръгва едва при управляващо напрежение над 1.5V. Всъщност R1, R2 и D1 до D3 моделират характеристиката на оригиналния регулатор и не бива да им се променят стойностите! Диодите D1 до D3 са най-обикновени маломощни силициеви диоди. Да не се използват маломощни шотки диоди, тъй като имат по-ниско напрежение на отпушване и характеристиката на регулатора ще се промени!
Импулсния MOSFET транзистор Q1 е тип IRF1405 или IFR3205. Това са транзистори издържащи големи токове 170А и съответно 110А, с много ниско съпротивление на насищане - 5 mOhm респективно 8 mOhm, което пък е пряко свързано със загубите и съответно отделяната топлина. Стават обаче и други типове MOSFET-и със съпротивление в отпушено състояние по-ниско от 20mOhm, дрейнов ток не по-малък от 50A и напрежение дрейн-сорс по-високо от 50V, например IRFZ48. Шотки диода D5 е тип SR3060 или MBR 3060 за ток 30А и пробивно напрежение 60V. Става и друг шотки диод с подобни параметри. На схемата не съм означил, но кондензатора С2 трябва да е за импулсни захранвания, т.е. с ниско еквивалентно съпротивление, напрежение 25V или 35V и капацитет от 2200uF до 4700uF. Аз съм използвал два паралелно свързани по 2200uF/25V. Подходходящи са кондензаторите от серията EXR на Hitano или от серията FC на Panasonic. Може и други типове отговарящи на горните изисквания, например свалени от някое импулсно захранване. Ценеровия диод D4 предпазва гейта на транзистора Q1 от отскоци на напрежението по-големи от 15V. Подходящ е всякакъв тип с напрежение на стабилизация между 15V и 18V и мощност 0.5W до 1W. Резистора R5 е с мощност поне 1W, може и 2W. Това е единствения компонент който се загрява малко повече. Всъщност ключовия транзистор през който тече над 400 пъти по-голям ток грее незначително в сравнение с този резистор.
Както се вижда схемата е доволно елементарна и доста надеждна (с избраните компоненти), защото е преоразмерена по мощност повече от 3 пъти.
Този регулатор може да се ползва за управление на всеки колекторен електродвигател с мощност до 500 вата и напрежение 12V до 24V. В този ред на мисли ако някой има желание може да си го монтира и на старата Лада, не че МБ-то е много по-ново. В такъв случай на входа се свързва средния извод на един потенциометър 10kOhm, а другите два извода са съответно на маса и на +12V.

[ivos]

Малко инфо и за конструктивното оформление и практическата реализация...
Ето я и платката:



Тя е с размери 52x48mm, едностранно фолирана, което наложи да използвам мостчета на две места. Късата писта GND в средата трябва да се свърже с две мостчета към пистите с дупки означени също с GND! Размера на платката съм избрал така че да се събере в конкретната кутиика и радиатор, като в същото време изводите на мощния транзистор и на големия диод да се запояват директно върху нея с максимално къси и широки тоководещи писти. Поради тази причина не остана място за две писти и бяха заменени от мостчета, които се монтират откъм страната на елементите. Сигурно може платката да се оптимизара още, за да си остане еднослойна и без мостчета, но истината е че ме налегна мързел. Тук всеки може да импровизира, а в краен случай може да се използва и универсална платка и връзките да се направят с къси жички.
На картинката надписите са огледални, защото са откъм страната на елементите, а платката я гледаме откъм пистите. Изводите на транзистора Q1 и диода D5 са изкривени под 90 градуса на корпуса и сочат към надписите му. По-този начин елементите се монтират легнали върху радиатора, а сглобената вече платка се нанизва върху огънатите изводи, от снимките по-долу ще стане по-ясно. Да не се забравят изолационни подложки между радиатора и транзистора Q1 и диода D5, иначе ще се получи много мощно късо! Големите дупки 1 и 2 на платката са направени с цел да има достъп с отвертка до винтовете закрепващи транзистора Q1 и диода D5 към радиатора. По този начин при евентуална нужда от ремонт се развиват винтовете и платката се сваля заедно с мощните компоненти без да е необходимо те да се разпояват предварително и да се разлепят пистите.

Основните компоненти:



Вярно, че тази конструкция е по-пипкава за изпълнение, но за сметка на това е компактна и се събра в една доста малка кутийка. Кутията е стандартна и я има в повечето магазини за електроника, а радиатора е от стар процесор K6 на AMD, или друг с подобни размери – 60мм х 60мм. Размерите на радиатора не са критични и са избрани така, че да има място за хоризонтален монтаж на елементите, както и всички крепежни отвори на платка, радиатор и кутия да съвпадат и да се използват само четири винта. Ако на някой му се струва по-лесно може да ползва и по-голяма кутийка и да не монтира мощните елементи легнали.
Ето така изглежда в сглобен вид, без капачка:

Кондензаторите са два паралелно свързани, защото заемат по-малко място отколкото един с двойно по-голям капацитет. Освен това при такова свързване паразитните елементи на кондензатора намаляват наполовина, а филтрацията се подобрява два пъти.
Ето така вече изглежда сглобения регулатор:

Габаритните му размери са приблизително 65мм х 80мм х 45мм.
На гърба на капачката се монтира и една пластина чрез която регулатора се закрепя на един винт, точно зад сервоусилвателя на спирачките. По купето нищо не се разпробива, а се използва винта който крепи някакъв пластмасов държач за маркучи.
Една снимка на “таралежа”, стария регулатор, новия такъв с крепежната пластина и преработения оригинален кабел:

Оригиналния радиатор, „таралежа” се монтира отново на старото си място, защото се използва като конзола на електромотора, а освен това разделя двете турбини на вентилатора. В противен случай може би вентилатора няма да духа толкова силно, незнам... Стария регулатор не се монтира обратно, а се изхвърля в боклука  .
Снимки от монтажа на колата...

Тук се вижда къде точно е закрепена пластината.

Ето и един примерен списък на елементите...
Чип TL494 – 1бр. – 0.6лв.
Мощен Шотки диод SR3060 или MBR3060 – 1бр. – 1.2лв.
Ключов транзистор IRF1405 или IRF3205 – 1бр. – 1.8лв.
Импулсен кондензатор 2200uF/25V EXR на Hitano
или друг за импулсно захранване– 2бр. – 0.8лв.
Клема HD323 6PH - 1бр. – 2лв.
Кутия – 1бр. – 2 до 3лв.
Радиатор – 1бр. – 3 до 5лв.
Платка – 1бр. – 5лв.
Резистори и маломощни диоди < 0.5лв.
Общо – под 20лв.

Това са цени на елементите ор каталога на Комет електроникс:
newbielink:http://www.comet.bg/main/index.html [nonactive]

Футурел:
newbielink:http://www.futurel.bg [nonactive]

МТ1:
newbielink:http://www.mt1components.com/ [nonactive]
Кондензаторите тип EXR на Hitano са оттук.

Електронинвест:
newbielink:http://www.electroni [nonactive]...ain.php?kutii=1
Кутии и всякакви електронни елементи.

Елимекс/Пасат:
newbielink:http://www.pasatbg.com/ [nonactive]
Евтини елементи, но има доста ментета! Не го препоръчвам с изключение на кутийките и радиаторите. Кутията на снимката е оттам.

Това е PDF файл на платката в размер 1:1.
Attached File  TL494_Dimmer Multilayer Composite Print.pdf (4.77K)

Е, това е цялата информация за регулатора. Направата му е по силите на всеки средностатистически тинейджър занимаващ се с електроника ;). Цената на компонентите е около 20лв. Колеги, нека всеки който не е в състояние сам да си изработи регулатора да прецени с колко е готов да спонсорира някое по-будно момче на което електрониката му е в кръвта, за да могат и тинейджърите да се занимават със смислени неща. Знанията, уменията, предприемчивостта и любопитството към света трябва да се насърчават по всякакъв повод. Нека не се стремим да изкараме "някой лев" на всяка цена като крием знанията си от другите!
Успех на всички решили да си помогнат сами!

[ivos]

Ето това е PCB файла от който във всяка платкаджииница могат да ви направят платка.

[Bogo®]

Лично искам да изкажа своята Благодарност за предоставената тема от колегата ivos 
Тази тема, ще спести доста пари и нерви на доста колеги.
Благодаря ти!    Добра работа!

Не ми се щеше да спамя в темата, но се чувствувам вътрешно задължен, да изразя това което мисля.
п.с. по късно ще си премахна поста.

[Vladek]

Супер темичка
Прочетох я с интерес
Обяснението на работата на драйвер ми хареса
Май ще я пробвам и аз
Благодарско и от мен
 

[ponipav]

Е това е колегата трябва много да го черпим.

[FIREE]

Браво колега жив и здрав да си . 

[jor000]

здравей! би ли се заел да ми изработиш такава транзисторна джаджа и за моята кола?
или поне съвет къде могат да ми го направят, понеже не съм в тези среди и нямам идея.
Жоро 0883 31 33 73

[ceciko]

здравей колега.искам да те питам това "таралежче" дали ще стане за w210-2001 facelifta и дали ще можеш да ми го направиш.благодаря ти предварително.0888813536

[ivos]

Здравей колега,
Идея си нямам дали на твоята кола ще стане едно към едно. По-принцип не би трябвало да е проблем. Аз обаче не се занимавам с изработката и монтажа на регулаторите.

[Bogo®]

Моля, придържайте се към темата "Как да си оправим регулатора на вентилатора - "таралежа"" на колегата ivos за която огромно му Благодаря! А не да му задавате въпроси: "Дали ще изработи тази негова модификация на таралежа". Според мен, стана ясно на всички, че колегата ivos, не иска и не желая да се нагърбва с подобна работа.

[modo86]

Благодаря много за информацията  . Тъй като не ме бива в тази област възложих задачата на човек, които е добър в нея . Направи ми модула, но се оказа че не става изцяло за C180 94г. с Климатроник. С малко донастройка човекът го направи перфектно и сега всичко работи идеално. За Тези които не са се сблъскали все още ще допълня :
При C180 с таралеж с голямата бяла букса има малко разминаване с тази схема .... Например напреженията за регулиране на степените са от 0.7V до 5V и плюсът към вентилатора е постоянен.....
Дано това помогне на някой, а колкото до тези, които нямат възможност или знания - ето телефона на човека изработил старателно и 100% изпипано моето модулче 0894639966 - Петко  .... (за района на София)
Поздрави