Реле стеклоочистителя ВАЗ ГАЗ
На автомобилях ВАЗ первых выпусков, вплоть до 2107, а также 2121, 21213, предусмотрены два режима управления очистителем лобового стекла — непрерывный и прерывистый с фиксированным интервалом (4...6 с) движения щёток. На автомобилях ВАЗ-2110 и их модификациях, кроме этого, дополнительно предусмотрена увеличенная частота взмахов щёток в непрерывном режиме. Однако для эффективной работы стеклоочистителя в прерывистом режиме при различной интенсивности осадков фиксированной периодичности в большинстве случаев оказывается недостаточно.  Работает устройство следующим образом. Штатный сдвоенный клавишный переключатель SB1 режимов работы стеклоочистителя имеет три положения: "0" - стеклоочиститель выключен; I - циклический (с паузой) режим работы; II - непрерывный режим работы стеклоочистителя. В положении II питание (+12 В) подается непосредственно на обмотку двигателя М1 стеклоочистителя через контакт int разъема XR2. При этом концевой выключатель SB2 не влияет на работу двигателя. В положении I переключателя режимов работы SB1 напряжения +12 В подаются на контакт 3 схемы электронного реле. Это состояние SB1 показано на чертеже. Поскольку в первоначальный момент конденсатор С1 разряжен, то на базе транзистора VT1 отсутствует напряжение относительно его эмиттера, и VT1 заперт. При этом транзистор VT2 отпирается током базы через резистор R5 и обмотку двигателя М1. Соответственно отпирается тиристор VS1, получая положительный потенциал на управляющий электрод через резистор R7. Тиристор мгновенно переходит в проводящее состояние и "запоминает" его. Через клемму 4 схемы электронного реле напряжения +12 В подается на обмотку двигателя, и стеклоочиститель начинает движение щеток. Почти одновременно переключается концевой выключатель SB2. При этом тиристор VS1 закорачивается его контактами "int-С" (разъем XR2) и переходит в непроводящее состояние, но подача напряжения питания на двигатель не прекращается. Через резистор R6 отпирается транзистор VT3, обеспечивая быструю зарядку до напряжения источника питания конденсатора С1 через резистор R4, отпирание транзистора VT1 через резистор R3. Это в свою очередь приводит к запиранию транзистора VT2. После совершения щетками двойного хода и возврата их в исходное положение изменяется состояние концевого переключателя SB2, контакты " int-С" размыкаются, а "int-F" замыкаются. 
Двигатель М1 останавливается, поскольку тиристор VS1 находится в непроводящем состоянии. Запирается VT3. Начинается формирование паузы в цикле работы стеклоочистителя. Конденсатор С1 разряжается через резисторы R1, R2, R3 и базовый переход транзистора VT1. Время разряда (паузы) можно регулировать от 0,5 до 20 с потенциометром R1. Уменьшение заряда С1 приводит к запиранию транзистора VT1. Соответственно отпираются транзистор VT2 (транзисторы VT1, VT2 должны быть типа КТ209К) и тиристор VS1. На двигатель подается напряжение питания через тиристор VS1, а через очень небольшой промежуток времени питание подается концевым выключателем SB2. Процесс движения щеток повторяется. Конденсатор С2 уменьшает искрение контактов SB2 концевого выключателя и помехи работе радиоаппаратуры в автомобиле. Его величина некритична ее можно уменьшить в 10 раз. Диод VD2 защитный. Его можно заменить КД105, КД221, КД208, КД209 и аналогичными. В качестве VS1 можно использовать тиристоры КУ202 с любой буквой. Применение КУ201 возможно, но надежность работы будет ниже. Печатная плата позволяет применять тиристоры в пластмассовом корпусе типа КУ202Н-1 или Т106-10. При этом печатную плату можно укоротить на 15 мм. Максимальную длительность паузы при желании можно увеличить. Для этого достаточно пропорционально увеличить сопротивление потенциометра R1 или емкость конденсатора С1. Теперь несколько слов о динамическом торможении двигателя. Дело в том, что механизм привода щеток стеклоочистителя автомобилей "Жигули" имеет небольшие потери на трение. Если для останова двигателя использовать только обесточивание двигателя в исходном крайнем положении щеток, то по инерции ротор двигателя еще несколько провернется, а щетки дополнительно продвинутся на 3-5 мм. В принципе это не создает особых неудобств водителю, но от этого недостатка легко избавиться. В стандартной конструкции с реле РС514 для этого использовались контакты "int-F" концевого выключателя, которые при паузе закорачивали обмотку обесточенного двигателя. В предлагаемой схеме электронного реле для динамического торможения двигателя достаточно установить резистор R9. Его величина некритична от 4,7 до 10 Ом. Фактически на резисторе рассеивается небольшая мощность, поскольку ток через него при нормальной работе реле протека- ет только кратковременно, но нельзя исключать и аварийное состояние стеклоочистителя, например, "залипание" контактов "int- F" концевого выключателя. Поэтому целесообразно использовать мощный резистор типа ПЭВ-10. Как было сказано ранее, использование электронного реле стеклоочистителя не требует изменений штатной схемы электропроводки автомобиля "Жигули". Вышедшее из строя реле РС514 следует разобрать, от него отпаять жгут из четырех проводов с вилкой разъема. Цвета проводов и их соединение с вилкой показаны на рис.4. Если динамическое торможение не используется, а это вполне оправдано для упрощения конструкции, то конец неиспользуемого провода следует изолировать. Провода жгута подпаивают к плате электронного реле, а саму плату помещают в корпус РС514 и закрывают изолирующей крышкой-дном по размеру платы. Потенциометр R1 размещают в любом удобном для водителя месте на панели автомобиля, например, вблизи переключателя режимов работы стеклоочистителя. Были изготовлены и установлены на автомобили более пяти экземпляров электронного реле. Подбор элементов не проводился. Все водители отмечают широкий диапазон интервалов паузы. Работа двигателя стеклоочистителя стала более устойчивой. В заключение следует отметить, что предлагаемое электронное реле - наиболее простое технологическое решение поставленной задачи, поэтому встречающиеся в литературе схемы цифровых реле не рассматривались, как неоправданно усложненные, тем более что ни точное значение паузы, ни ее стабильность для водителя несущественны.
Эффективность работы стеклоочистителя автомобиля ВАЗ-2110 несложно повысить, если прерывистый режим сделать более гибким путём ступенчатого или плавного изменения длительности паузы между взмахами щёток. Фрагмент электрической схемы автомобиля ВАЗ-2110 и полная схема реле 524.37.47 показаны на рисунке 1 ниже   Для реализации плавного регулирования паузы необходимо включить переменный резистор (он обозначен R6) сопротивлением 20...30к0м в разрыв жёлтого с зелёной полосой провода, идущего от вывода J переключателя очистителя и омывателя ветрового стекла к контакту 10 разъёма LU4 монтажного блока и далее к контакту J разъёма реле 524.37.47. Кроме этого, следует вскрыть реле 524.37.47 и заменить резистор (обозначен R2) сопротивлением 2,7 кОм другим, сопротивлением 1,2...2кОм. От сопротивления резистора R6 зависит максимальная длительность паузы, а от R2 — минимальная, причём меньшие значения сопротивления соответствуют меньшим выдержкам времени. После описанной доработки периодичность взмахов щёток стеклоочистителя в прерывистом режиме можно регулировать переменным резистором в довольно широких пределах — от 2 до 15.. .20 с. Можно установить резистор R6 большего сопротивления, и тогда максимальная пауза будет длиннее, но, во-первых, как показала практика, в этом нет необходимости, а во-вторых, уменьшится точность установки нужной паузы в конкретных погодных условиях. Смонтировать переменный резистор можно на свободной заглушке панели приборов автомобиля или в другом удобном месте. Ручку для переменного резистора следует подобрать наиболее травмобезопасную. При необходимости работу узла можно сделать ещё более удобной. Дело в том, что при включении омывателя ветрового стекла на автомобиле, оснащённом этим реле, щётки стеклоочистителя совершают каждый раз четыре непрерывных взмаха. Нередко на четвёртом взмахе щётки движутся уже по почти сухому стеклу. Для того чтобы уменьшить число взмахов до трёх, необходимо заменить резистор R3 сопротивлением 130 кОм на другой, сопротивлением 68... 100 кОм (точное значение лучше всего определить опытным путём). На автомобилях ВАЗ от 2101 до 2107, 2121, 21213 для реализации регулируемой паузы между взмахами щёток стеклоочистителя в прерывистом режиме предназначено устройство, схема которого изображена на рис. 2. Оно полностью заменяет установленное на автомобиле реле управления стеклоочистителем РС-514 и позволяет ступенчато регулировать паузу между взмахами щёток в прерывистом режиме имеющимся на автомобиле клавишным переключателем управления стеклоочистителем. Каких-либо переделок в электрической проводке автомобиля при этом не требуется. В устройстве использован принцип подсчёта числа импульсов фиксированной длительности. Состоит устройство из мультивибратора на элементах DD1.1, DD1.2 с узлом синхронизации на транзисторе VT1, счётчика-дешифратора DD2, формирователя импульсов на элементах DD1.3, DD1.4 и транзистора VT2, управляющего работой реле К1. При включении питания через конденсатор СЗ и диод VD1 на вход R счётчика DD2 поступит обнуляющий импульс высокого уровня и на выходе 0 установится высокий уровень. Инвертор DD1.4 совместно с дифференцирующей цепью R8C4 сформируют импульс длительностью около 0,6 с, что приведёт к срабатыванию реле К1 на этот отрезок времени. Напряжение питания через контакты реле К1.1, К1.2, разъём Х1 и далее по электропроводке автомобиля (она показана упрощённо) поступит на электродвигатель М1 стеклоочистителя, который приведёт в движение механизм привода щёток. Подвижный контакт конечного переключателя SF1, механически связанный с осью моторедуктора механизма, переключится и подаст напряжение питания на электродвигатель М1 до конца рабочего хода щёток, а реле К1 отпустит якорь. В конце рабочего хода щёток подвижный контакт переключателя SF1 вернётся в исходное положение, обесточив и замкнув электродвигатель через контакты реле К1. Это необходимо для быстрого торможения ротора электродвигателя и гарантированной остановки щёток в исходном положении. Кстати, наличие функции торможения электродвигателя в конце рабочего хода щёток для описываемого устройства обязательно. Регулируют длительность паузы между взмахами щёток переключателем SA1. Мультивибратор вырабатывает прямоугольные импульсы с периодом следования около 1,2 с. Счётчик—дешифратор DD2 считает импульсы, поступающие на вход CN. При этом на выходах 0 - 9 счётчика поочерёдно появляется импульс напряжения высокого уровня длительностью 1,2 с. В положениях 1 и 2 переключателя SA1 импульс высокого уровня с выхода 3 (или 6) счётчика через диод VD2 поступит на вход R счётчика и обнулит его, после чего цикл счёта будет повторяться. Коэффициент деления счётчика для этих положений переключателя SA1 равен 3 и 6. В положении 3 цепь переключателя SA1 разомкнута и коэффициент деления счётчика равен 10. Таким образом, в зависимости от положения переключателя SA1 на выходе 0 счётчика DD2 будут появляться импульсы высокого уровня длительностью 1,2 с и периодом следования 3,6, 7,2 или 12 с. Такой же будет и длительность паузы между взмахами щёток. Привязку отсчёта длительности паузы к исходному положению щёток выполняет узел синхронизации. Во время рабочего хода щёток напряжение питания через контакты конечного переключателя SF1, разъём Х1 и цепь R1R2C1 поступает на базу транзистора VT1 и он открывается. При этом напряжение на его коллекторе спадает почти до нуля, мультивибратор оказывается заторможенным и подсчёт импульсов прекращается. Генерация и счёт импульсов возобновятся только в исходном положении механизма стеклоочистителя, когда электродвигатель будет обесточен, а транзистор VT1 закрыт. Цепь R1R2C1 предотвращает многократные переключения элемента DD1.2 импульсами помех, неизбежно появляющимися при работе электродвигателя стеклоочистителя. Диод VD3 и резистор R9 защищают вход элемента DD1.4 от всплесков напряжения, возникающих при переключении элемента DD1.3 и перезарядке конденсатора С4. Диод VD4 защищает транзистор VT2 от пробоя напряжением самоиндукции обмотки реле К1. Диоды VD1 и VD2, включённые по схеме ИЛИ, устраняют взаимное влияние цепей обнуления счётчика DD2. Наличие диода VD1 потребовало установки резистора R6 для разрядки конденсатора СЗ при выключении питания. Питается устройство (кроме узла реле) от параметрического стабилизатора R12VD5. Конденсатор С5 исключает сбои счётчика DD2 импульсными помехами от системы зажигания автомобиля. Транзистор VT1 — любой из серий КТ315, КТ3102. КТ503; VT2 - составной КТ972А или КТ972Б. Вместо диодов КД522А (VD1 —VD4) подойдут КД522Б. Стабилитрон VD5 — Д814Б1 (в стеклянном корпусе) или другой маломощный с напряжением стабилизации 8-10В.
Предположим пошел не сильный дождик. Вы включаете стеклоочиститель. Несколько циклов работы щеток, и лобовое стекло сухое. Вы выключаете стеклоочиститель. Но через 30 секунд на стекле снова брызги. Вы опять включаете стеклоочиститель и так много раз. Поэтому могу предложить для повторения достаточно простую и дешевую схему. Эта схема автоматического управления стеклоочистителем разработана в расчете на длительное время включения. Для обеспечения полной очистки стекла от брызг и грязи при первом включении двигателя щеток необходимо максимум восемь секунд. Далее, чтоб поддерживать чистоту лобового стекла, потребуется включить стеклоочистители лишь на пару секунд. А паузу в нашей схеме регулируем с помощью вынесенного на переднюю панель переменного резистора в диапазоне от 5 - 45 секунд.  Тактовый режим работы схемы обеспечивает операционный усилитель ТСА335А, т.к он допускает подключение к схеме высокоомных RС-цепей из-за весьма малых входных токов (меньше 20 нА). Выходной ток ТСА335А достаточен для срабатывания реле V23027—А002 фирмы Siemens. Но тогда необходимо подсоединить электродвигатель через нормально замкнутый (фронтовой) контакт. Первый восьми секундный интервал включения электродвигателя стеклоочистителя осуществляется благодаря тому, что времязадающий электролитический конденсатор заряжается только один раз до напряжения, задаваемого делителем напряжения (2,7/3,3 кОм) и резистором R1. Для следующих коротких интервалов это напряжение определяется только напряжением на сопротивлении R1. Электролитический конденсатор разряжается через резистор R3 и внешний регулировочный резистор R3′, который задает продолжительность паузы. Два диода 1N4148 предназначены для обеспечения заряда и разряда электролитического конденсатора. Третий диод 1N4148 срезает пики напряжения на реле. Аналогичные задачи и у диода 1N4001, включенного параллельно двигателю. А 1N5624 не дает возможности попасть напряжению на переключатель интервала включения двигателя при постоянной работе схемы.
Как только мы нажимаем на рычаг омывателя происходит одномоментное включение и стеклоочистителя, а пока вода не смочила лобовое стекло дворники пройдут несколько раз по сухому. Данная схема предназначена для создания небольшой задержки между включением насоса омывателя и мотором стеклоочистителя.  Вмонтировать эту доработку в электросхему вашего автомобиля очень просто, для этого контакты реле К1 подключаем в цепь питания электродвигателя стеклоочистителя, а цепь насоса омывателя не изменяем.
Это приспособление актуально для владельцев старых автомобилей у которых стеклоочиститель работает только в непрерывном режиме, а это не всегда удобно и практично. Поэтому предлагаемая ниже схема решит эту проблему.  Схема работает следующим образом: как только открывается транзистора Т1 открывается и транзистор ТЗ. При этом срабатывает реле Р1 включенное в его коллекторную цепь, а затем начинает работать двигатель стеклоочистителя. Через небольшой промежуток времени транзистор Т1, а а почти сразу за ним и ТЗ закроются, и реле отключится. Но электродвигатель остается включенным через свои блок-контакты (на схеме не показаны) до момента завершения цикла движения щеток. Новый цикл начнется со следующего открывания транзистора Т1. Длительность паузы между циклами можно регулировать переменным сопротивлением R3 в пределах 5—40 секунд. В схеме применено реле РЭС-10 или его аналог, но с током срабатывания 50—70 мА. Транзисторы Т1—ТЗ могут быть любые низкочастотные. Переменный резистор R3 типа СП или СПО. Эта схема скопирована из журнала "В помощь радиолюбителю № 53", если она вас заинтересовала, то чертеж печатной платы вы можете позаимствовать оттуда.
Паузу между циклами работы стеклоочистителя можно регулировать от 1 до 20 секунд с помощью переменного резистора, вынесенного на переднюю панель. 
Времязадающий узел построен на таймере 1006ВИ1. Микросхема генерирует импульсную последовательность с регулировкой длительности импульса с помощью резистора R1 (двигатель стеклоочистителей работает) и паузы переменным резистором R2 (двигатель не работает). При включении схемы выключателем на передней панели автомобиля, по цепи R3, VD1 и R1 заряжается конденсатор C2. На выходе таймера устанавливается высокий уровень напряжения. Транзистор КТ827 открыт, и двигатель стеклоочистителя запускается. Обвес таймера выполнен так, что как только конденсатора С2 зарядится до 70% напряжения питания на выходе таймера напряжение исчезнет, и транзистор закроется. Двигатель же остановится только после возвращения щеток в начальное состояние. Седьмая нога микросхемы таймера 1006ВИ1- это выход открытого коллектора транзистора, сопротивление R3 является его нагрузкой. В момент переключения таймера он открывается. В результате напряжение в точке "А", стремится к нулю. Конденсатор С2 разряжается через R2, VD2 до уровня 30% напряжения питания, а таймер снова переключается в единичное состояние, и закрывает внутренний транзистор. Конденсатор опять начнет заряжаться. Питание таймера и времязадающих цепочек стабилизировано с помощью микросхемы. Диод VD3 защищает транзисторы VT1 от ЭДС самоиндукции обмотки электродвигателя при коммутации. С помощью R4 задаем базовый ток VT1 на уровне 50...70 мА. Устройство размещается под приборной доской автомобиля. После этого подстроечным сопротивлением R1 задают количество циклов работы щеток от 1 до 3.
Как только начинается дождь на датчиках влажности Е1 и Е2 меняется сопротивление между пластинками из-за попавших капель и брызг запускается генератор, собранный на микросхеме К561ЛА7. Сигнал с выхода генератора подается на транзисторный ключ, который управляет стеклоочистителем. Частота движения стеклооочистителей зависит от влажности лобового стекла автомобиля, чем сильнее дождь, тем ниже сопротивление между пластинами и выше частота следования импульсов. С ролью датчика влажности отлично справляются две тонкие алюминиевые пластины из фольги, наклеенные на стекло так, чтобы щетки дворников вытирали между ними воду. Резисторами R1 и R2 можно добиваться различной работы стеклооочистителей. Размер и расстояние между пластинами подбирают опытным путем.
Если резиновая поверхность «дворника» с течением времени испортилась и не способна больше выполнять свою основную задачц – качественно очищать переднее автомобильное стекло, то можно достаточно просто выполнить ремонт дворников своими руками. При этом сама щетка может оставаться на поводке очистителя. |
    
|
