Автомобильная электроника: взяться за ПО или откатиться в прошлое / Хабр

Автомобильная электроника: взяться за ПО или откатиться в прошлое

image

Все идет к тому, что автомобильная электроника будет определяться программным обеспечением.

С момента внедрения различных электромеханических и электронных компонентов, автомобили стали самыми сложным продуктами в серийном производстве за последние 50 лет. За это время электронные систем дополнили (и заменили) различные узлы и системы, и еще многое только предстоит сделать.

Все это значит, что рано или поздно автомобильные системы станут самыми сложными продуктами в производстве на рынке электроники (возможно, они уже значительно отличаются от всех прочих продуктов). Да, возможно компоненты для самолетов более сложны в плане деталей, а у суперкомпьютеров более сложная электроника, но их и не производят десятками миллионов каждый год.

Благодаря электронным системам, в автомобилях используется намого больше ПО – объем использования зависит от автомобиля. Существует множество статей, в которых утверждается, что в современных автомобилях используется более 100 миллионов строк кода. Я не видел подробного разбора, в котором объяснялось бы что входит в эти 100 миллионов – если такой существует, его данные могут быть очень полезны. Конечно, чем дальше будут развиваться системы ADAS, интернет автомобилей, технологии сетевого взаимодействия, кибербезопасность и системы беспилотной езды, тем больше в автомобилях будет использоваться программных компонентов.

Я не видел обсуждений автомобильного ПО в контексте стратегических решений, сегментов рынка ПО, ключевых технологий и других важных проблем. В этом тексте мы рассмотрим все эти вопросы, а также изучим перспективы рынка автомобильного ПО. Существуют значительные отличия между аппаратным и программным обеспечением в автомобилях, и именно эти отличия влияют на успех рынка автомобильного ПО.

За последние два десятилетия автомобильное ПО прошло большой путь. В 1990-х ПО в автомобилях использовалось только для управления встроенной электроникой в системах вождения и простых развлекательных устройствах. Со временем сложность этих систем значительно увеличивалась, но лишь в немногих (если такие вообще были) встроенных системах использовалось порядка миллиона строк кода. Автопроизводители и их поставщики справлялись с разработкой встроенных систем своими силами.

Все изменилось в 1990-х, когда информационно-развлекательные и навигационные системы получили множество функций и возможностей, требовавшие наличие полноценной ОС, которая позволяла бы справляться с сложностью ПО. Операционные системы вывели компании из области высоких технологий на автомобильный рынок (в список таких компаний входят QNX, Green Hills, Wind River, Microsoft и многие другие). За последнее время в автомобильной промышленности значительно выросла важность открытого ПО (такого, как Linux).

Концепция «Разработка-сборка-маркетинг-использование»

На приведенном ниже изображении представлены все различия между аппаратным и программным обеспечением в автомобилях. Впрочем, структура данного сравнения требует некоторых пояснений. На картинке представлены 4 фазы, через которые проходят все продукты и индустрии. Фаза разработки представляет собой процесс исследований и работы над созданием продукта. Фаза сборки подразумевает производство продукта – включая стоимость всех запчастей, затраты на производственные мощности и цепочку поставок. Третья фаза – это маркетинг. В эту фазу входят такие аспекты как реклама, продажи и работа с каналами распространения – все операции, необходимые для поставки продукта непосредственному покупателю. Четвертая фаза – использование – в автомобильной промышленности является достаточно длительной.

Я ознакомился с концепцией «разработка-сборка-маркетинг» в Texas Instruments, она была очень популярна в 70-х и 80-х годах. Когда я работал в IHS Markit, я добавил фазу использования. Я использовал различные идеи из этих фаз в отчетах и презентациях в качестве инструмента для анализа различных сегментов автомобильного рынка (включая ПО, батареи в электромобилях, 3D печать и многих других).

В приведенной ниже схеме сделан акцент на индивидуальной значимости каждого из четырех этапов для аппаратного и программного обеспечения. Также в ней приведены комментарии о том, как эти компоненты влияют на рыночные успех автомобиля на каждом из этапов.

Фазы работы над аппаратным обеспечением

В верхней части схемы представлены ключевые характеристики каждой из четырех фаз создания аппаратной части автомобиля. Фаза разработки определяет набор характеристик и свойств электронных систем, ее важность продолжает расти и по сей день. Большая часть аппаратных компонентов поставляется компаниями из индустрии производства чипов, и эта отрасль будет только развиваться. Экосистема аппаратных платформ, используемых в автомобильной электронике, также приобретает все большее значение. Стоимость первой фазы разработки аппаратуры оценивается в миллионах (или десятках миллионов) долларов, но поскольку объем производства составляет сотни тысяч единиц, стоимость в пересчете на один автомобиль невысока.

Фаза сборки – самая дорогая в этой цепочке. Причиной тому является стоимость всех компонентов аппаратуры (или ведомость материалов). Также необходимо учитывать стоимость управления цепочками поставок, стоимость человеческого труда и многие другие аспекты. В целом, затраты на аппаратуру составляют малую долю от общей стоимости автомобиля, но эта сумма растет даже с учетом снижения стоимости отдельных компонентов. Средняя стоимость всех компонентов электронных систем составляет от 3 до 8 тысяч долларов (верхняя граница относится к люксовым автомобилям).

Фаза маркетинга для аппаратного обеспечения варьируется в зависимости от компонентов и типа системы. В большинстве случаев, этой фазой занимается Tier-1 поставщик, в результате чего продукт становится полноценной системой с автомобильной электроникой.

Характеристики и возможности аппаратных компонентов также оказывают очень большое влияние на продажи автомобилей (и это влияние продолжает расти). Это влияние возникает за счет функциональности, которую и обеспечивают компоненты электронных систем. Возможности, над которыми сейчас ведется работа (равно как и возможности, которые появятся в будущем), относятся к системам ADAS, аппаратным средствам кибербезопасности, улучшаемым платформам и технологиям беспилотной езды.

Фаза использования продуктов автомобильного рынка, в среднем, длится от 10 до 15 лет, иногда немного дольше. Такой длительный срок службы требует высокой надежности оборудования, чтобы сократить расходы производителей на гарантийное обслуживание и отзывные кампании. В рамках фазы использования наибольшие возможности появляются у представителей рынка послепродажного обслуживания – особенно после того, как у компонентов заканчивается заводская гарантия. Значительное количество ДТП также создает для таких компаний бизнес-возможности, поскольку пострадавшим автомобилям необходимы новые аппаратные компоненты.

Фазы работы над программным обеспечением

В нижней части схемы представлены ключевые характеристики четырех фаз работы над автомобильным ПО. Программное обеспечение существует исключительно в цифровом виде, а потому его характеристики отличаются от характеристик аппаратной части. Впрочем, ПО, конечно, полностью зависит от связанных с ним аппаратных компонентов.

Фаза разработки – самая долгая и, как правило, самая дорогая стадия создания программного продукта. Крупные программные проекты требуют длительного времени разработки, которое, в том числе, уходит на сложные процедуры тестирования для исправления как можно большего количества ошибок (что абсолютно оправданно с экономической точки зрения). Ни одна крупная программная платформа никогда не обходится без ошибок, а новые ошибки обнаруживаются на протяжении всего срока службы программного обеспечения. Требования к кибербезопасности создали новый класс программных ошибок – уязвимости, которые могут эксплуатироваться злоумышленниками с различными целями. Поскольку большинство программистов в автомобильной промышленности не являются экспертами в области кибербезопасности, они не всегда знают как писать код так, чтобы он был полностью неуязвимым к атакам хакеров.

Фаза сборки автомобильного ПО выдвигает значительные требования к экосистеме – речь о необходимости написания новых программ и тестировании получившихся программных продуктов. Автомобильная индустрия добивается в этой сфере хороших успехов (некоторые ее представители также используют инструменты для разработки с открытым исходным кодом).

Фаза сборки также обычно является самой дешевой – это просто запуск готового ПО на имеющейся аппаратной платформе. Иногда производители сталкиваются с необходимостью выплачивать роялти, но обычно это лишь небольшая часть стоимости аппаратных компонентов. Фаза сборки, по сути, представляет собой загрузку программ в электронные системы автомобиля. Также существует некоторая гибкость в плане того, когда и как именно ПО загружается в электронные системы.

Фаза маркетинга в случае с ПО варьируется от сегмента использования и типа программного продукта. В большинстве случаев фазой маркетинга занимается Tier-1 поставщик, представляя программный продукт как часть электронных систем автомобиля.

Функциональные возможности ПО оказывают значительное влияние на продажи автомобилей. Во многом это влияние основано на удобстве использования или том, как ПО реализует человеко-машинный интерфейс (HMI). Удобство использования влияет на все области функциональности – функции интернета автомобилей, обновления по воздуху, функциональные обновления, системы ADAS и функции беспилотной езды, которые появятся в будущем. Низкий уровень удобства использования ПО приведет к негативным отзывам, что отрицательно скажется на потенциале конкретной модели. Подобные негативные тенденции являются проблемой для современных информационно-развлекательных систем и одной из причин недавних успехов Apple и Google в области интеграции информационно-развлекательных систем со смартфонами.

Фаза использования продуктов автопромышленности длится от 10 до 15 лет, в некоторых странах дольше. Столь длительный жизненный цикл приводит к тому, что автомобилям требуются многочисленные исправления ошибок в ПО. Снижение затрат на исправление ошибок, возникающее за счет возможности обновления по воздуху, необходимо для экономии на гарантийном обслуживании и отзывных кампаниях.

Фаза использования – этап, в котором рынок ПО может значительно развиваться и имеет большие перспективы для роста в сегментах SaaS (Software as a Service, ПО как услуга) и облачного ПО. Кибербезопасность на основе SaaS – это очень многообещающая возможность. Исправления ошибок, устанавливаемые по воздуху, и функциональные обновления уже сейчас представляются как основные возможности этапа использования продукта. Стоит отметить, что рынок информационно-развлекательного контента с использованием SaaS сейчас на подъеме. Также новые возможности могут возникать за счет случающихся ДТП, поскольку новые аппаратные системы будут нуждаться в установке нового ПО.

Заключение

Четыре этапа создания ПО показывают, что этап разработки является самым дорогостоящим. Эта концепция предполагает, что решение заключается в использовании программных платформ для снижения затрат на разработку и уменьшения количества ошибок в больших программных продуктах. Автомобильная промышленность начинает внедрять стратегию использования программных платформ, и представители рынка высоких технологий ей в этом помогают, но этого недостаточно.

Подписывайтесь на каналы:
@TeslaHackers — сообщество российских Tesla-хакеров, прокат и обучение дрифту на Tesla
@AutomotiveRu — новости автоиндустрии, железо и психология вождения

image

Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Самодельная электроника своими руками, сделай сам электрические схемы

Интересные электронные самоделки для авто и дома можно смастерить из подручных предметов и старой аппаратуры по простым схемам. А за счет пошаговых мастер-классов с фотографиями и описаниями это сделать еще проще. В своей работе начинающий мастер может применить лайфхаки, перечисленные в этом материале.

Линейный привод из дисковода и мотор-редуктора

Привод изготавливают из 4-миллиметровой латунной трубки и мотор-редуктора N20. Для работы нужна старая техника – дисковод.

  • На первом этапе нужно демонтировать из дисковода шаговый двигатель с механической передачей червячного типа. Далее вынимают червяк и примерно по его длине обрезают трубку так, чтобы был небольшой запас.

  • На одном из концов сбоку проделывают отверстие диаметром 0,6 мм и запрессовывают трубку из латуни на вал редуктора.

  • В проделанное отверстие нужно вставить штифт так, чтобы он попал в паз червяка. После место соединения следует зафиксировать паяльником, обрезать кусачками, отшлифовать до тех пор, пока поверхность не станет гладкой.

В результате можем получить такой экскаватор:

Беспроводной микрофон

Чтобы сделать микрофон в домашних условиях, нужны следующие детали:

  • микрофонная головка;
  • батарейка (12 В);
  • конденсатор (1 мкФ);
  • резистор (47 кОм и 100 Ом).
  • эмалированный провод (0,5 мм);
  • кварцевый автогенератор (10 МГц).

Для работы мастера применяют электронные схемы.

Для питания головки предназначен резистор R2, а для микросхемы – R1. Антенну, состоящую из тридцати витков, подключают на входе контакта 3. Затем можно начинать сборку. Данная схема предусматривает навесную установку.

  • Резистор 100 Ом необходимо припаять к 4 контакту на микросхеме. Далее кембриком следует заизолировать контакт и припаять резистор 47 кОм.

  • Следующий шаг – допаять конденсатор с соблюдением полярности. После этого можно припаять микрофон к конденсатору и резистору и сделать общий контакт с применением перемычек.

  • Далее батарейку припаивают через разъем (он будет использоваться, как переключатель).

  • Когда будет готова схема, можно приступать к изготовлению антенны: проволоку наматывают на сверло (оно будет применяться в качестве каркаса) и припаивают антенну по схеме.

  • Разъем замыкают перемычкой (при этом включается микрофон).

Самодельную радиоэлектронику необходимо настроить на диапазон коротких радиоволн (10 МГц).

Автопереключатель гирлянд

Переключатель делается по простой инструкции «сделай сам». Чтобы создать самоделки своими руками, понадобятся следующие материалы:

  • цилиндр из алюминия;
  • широкий скотч;
  • жесть;
  • электрический двигатель с редуктором;
  • суперклей;
  • ПВХ-листы;
  • переключатель;
  • батарейка (3,7 В).

  • Сначала собирают цилиндрический контакт (подойдет корпус от конденсатора): его ошкуривают, чтобы полностью очистить поверхность и обматывают клейкой лентой (5 мм с краю оставляют).

  • После этого из бумаги следует вырезать шаблон, на него располагают изолированный цилиндр. На его поверхности вырезают дорожки для подключения электро гирлянд: в этих местах нужно оголить поверхность конденсатора.

  • Далее на цилиндр приклеивают шкив моторчика. Следующий шаг – склеить корпус из ПВХ-ластов в виде буквы «П». В каждой стойке нужно просверлить отверстия для мотора и вала барабана.

  • В центральной части цилиндра напротив шкива вкручивают винт. Здесь необходимо добиться соосности. После – барабан и двигатель закрепляют на станину.

  • Следующий этап – нарезка жести на узкие полосы для трущихся контактов и замыкания цепи. Затем их выгибают и прикрепляют на станину с применением перемычки из пластика. Один из контактов располагают на неизолированном участке барабана.

  • На контакты электрики советуют припаивать клеммы. Батарея подключают к мотору через переключатель. Затем проводок, идущий от кабеля питания, подсоединяют к крайнему контакту, который постоянно соприкасается с барабаном. После этого подключают остальные контакты. Проводки, которые остались, скручивают вместе.

Таким образом можно сделать авто переключатель своими силами. В результате получится интересное поочередное мерцание лампочек.

Фотореле для уличных светильников

Фотореле делается по схеме, и станет для дома полезным дополнением. Такие самоделки предназначены для управления уличным освещением.

Самое простое руководство:

  • При изготовлении на плате размещают стабилизатор 7805 и датчик, состоящий из микросхемы lm358, фоторезистора, подстроечного резистора, обвязки. Реле с транзистором и блок питания можно спаять по отдельности, с применением навесного монтажа.

  • Плату делают по методам ЛУТ и вытравливают в жидкости, содержащей перекись, лимонную кислоту, соль. Затем необходимо запаять детали. Фоторезистор советуют выносить на проводках с термоусадочными кембриками.

  • БП выполняют на трансформаторе (напряжение на выходе – 11,1 В), диодном мосте в корпусе, конденсаторе.

  • Также понадобится распределительная коробка для установки всех элементов. Для крепления платы и датчика применяется винт, а для БП и фотореле – стяжки.

Чтобы подключить питание пригодятся специальные разъемы.

USB-микроскоп из веб-камеры и фотообъектива

Такая электроника достаточно сложна в изготовлении, и для начинающих этот метод может показаться не таким простым.

Схемы самодельных зарядных устройств для автомобильного аккумулятора

Для того чтобы автомобиль завёлся, ему необходима энергия. Такая энергия берётся из аккумулятора. Как правило, его подзарядка происходит от генератора во время работы двигателя. Когда автомобиль долго не используется или батарея неисправна, она разряжается до такого состояния, что машина уже не может завестись. В этом случае требуется внешняя зарядка. Такое устройство можно купить или собрать самостоятельно, но для этого понадобится схема зарядного устройства.

Принцип работы автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор подаёт питание на различные приборы в автомобиле при выключенном двигателе и предназначен для его запуска. По виду типу исполнения применяется свинцово-кислотная батарея. Конструктивно она собирается из шести элементов питания с номинальным значением напряжения 2,2 вольта, соединённых между собой последовательно. Каждый элемент представляет собой набор решетчатых пластин из свинца. Пластины покрываются активным материалом и погружаются в электролит.

Раствор электролита включает в свой состав дистиллированную воду и серную кислоту. От плотности электролита зависит морозостойкость батареи. В последнее время появились технологии, позволяющие адсорбировать электролит в стеклянном волокне или сгущать его с использованием силикагеля до гелеобразного состояния.

Каждая пластина имеет отрицательный и положительный полюс, а изолируются они между собой использованием пластмассового сепаратора. Корпус изделия выполняется из пропилена, не разрушающегося под действием кислоты и служащий диэлектриком. Положительный полюс электрода покрывается диоксидом свинца, а отрицательный губчатым свинцом. В последнее время стали выпускаться аккумуляторные батареи с электродами из свинцово-кальциевого сплава. Такие аккумуляторы полностью герметичные и не требуют обслуживания.

При подключении к аккумулятору нагрузки активный материал на пластинах вступает в химическую реакцию с раствором электролита, и возникает электрический ток. Электролит со временем истощается из-за осаждения сульфата свинца на пластинках. Аккумуляторная батарея (АКБ) начинает терять заряд. В процессе зарядки химическая реакция происходит в обратном порядке, сульфат свинца и вода преобразуются, повышается плотность электролита и восстанавливается величина заряда.

Аккумуляторы характеризуются значением саморазряда. Он возникает в АКБ при его бездействии. Основной причиной служит загрязнения поверхности батареи и плохого качества дистиллятора. Скорость саморазряда ускоряется при разрушении свинцовых пластин.

Виды зарядных устройств

Разработано большое количество схем автомобильных зарядных устройств, использующих разные элементные базы и принципиальный подход. По принципу действия приборы заряда разделяются на две группы:

  1. Пуско-зарядные, предназначенные для запуска двигателя при нерабочем аккумуляторе. Кратковременно подавая на клеммы аккумулятора ток большой величины, происходит включение стартера и запуск двигателя, а в дальнейшем заряд батареи происходит от генератора автомобиля. Они выпускаются только на определённое значение тока или с возможностью выставления его величины.
  2. Предпусковые зарядные, к клеммам аккумуляторной батареи подключаются выводы с устройства и подаётся ток длительное время. Его значение не превышает десяти ампер, в течение этого времени происходит восстановление энергии батареи. В свою очередь, они разделяются: на постепенные (время зарядки от 14 до 24 часов), ускоренные (до трёх часов) и кондиционирующие (около часа).

По своей схемотехники выделяются импульсные и трансформаторные устройства. Первого вида используют в работе высокочастотный преобразователь сигнала, характеризуются малыми размерами и весом. Второго вида в качестве основы используют трансформатор с выпрямительным блоком, просты в изготовлении, но обладают большим весом и низким коэффициентом полезного действия (КПД).

Выполнено зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками или приобретено в торговой точке, требования, предъявляемые к нему одинаковы, а именно:

  • стабильность выходного напряжения;
  • высокое значение КПД;
  • защита от короткого замыкания;
  • индикатор контроля заряда.

Одной из главных характеристик прибора заряда является величина тока, которым заряжается батарея. Правильно зарядить аккумулятор и продлить его рабочие характеристики получится только при подборе нужного его значения. При этом важна и скорость заряда. Чем больше ток, тем выше и скорость, но высокое значение скорости приводит к быстрой деградации аккумулятора. Считается, что правильным значением тока будет величина равная десяти процентам от ёмкости батарейки. Ёмкость определяется как величина тока, отдаваемая АКБ за единицу времени, измеряется она в ампер-часах.

Самодельный зарядный прибор

Приспособление для заряда должно быть у каждого автолюбителя, поэтому если нет возможности или желания приобрести готовый прибор, ничего не останется, как сделать зарядку для аккумулятора самостоятельно. Несложно изготовить своими руками как простейшее, так и многофункциональное устройство. Для этого понадобится схема и набор радиоэлементов. Существует также возможность переделать источник бесперебойного питания (ИБП) или компьютерный блок (АТ) в прибор для подзарядки АКБ.

Трансформаторное зарядное устройство

Такое устройство самое простое в сборке и не содержит дефицитных деталей. Схема состоит из трёх узлов:

  • трансформатор;
  • выпрямительный блок;
  • регулятор.

Напряжение из промышленной сети поступает на первичную обмотку трансформатора. Сам трансформатор может использоваться любого вида. Состоит он из двух частей: сердечника и обмоток. Сердечник собирается из стали или феррита, обмотки — из проводникового материала.

Принцип работы трансформатора основан на появлении переменного магнитного поля при прохождении тока по первичной обмотке и передачи его на вторичную. Для получения на выходе требуемого уровня напряжения количество витков во вторичной обмотке делается меньше, по сравнению с первичной. Уровень напряжения на вторичной обмотке трансформатора выбирается равным 19 вольт, а его мощность должна обеспечивать троекратный запас по току заряда.

С трансформатора пониженное напряжение проходит через выпрямительный мост и поступает на реостат, подключённый последовательно к аккумулятору. Реостат предназначен для регулирования величины напряжения и тока, путём изменения сопротивления. Сопротивление реостата не превышает 10 Ом. Величина тока контролируется включённым последовательно перед аккумулятором амперметром. Такой схемой не получится заряжать АКБ с ёмкостью более 50 Ач, так как реостат начинает перегреваться.

Упростить схему можно, убрав реостат, а на входе перед трансформатором установить набор конденсаторов, использующихся как реактивные сопротивления для уменьшения напряжение сети. Чем меньше номинальное значение ёмкости, тем меньше напряжение поступает на первичную обмотку в сети.

Особенность такой схемы в необходимости обеспечения уровня сигнала на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем рабочее напряжение нагрузки. Такую схему можно использовать и без трансформатора, но это очень опасно. Без гальванической развязки можно получить поражение электрическим током.

Импульсное устройство подзаряда

Достоинство импульсных устройств в высоком КПД и компактных размерах. В основе прибора лежит микросхема с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Собрать мощное импульсное зарядное устройство своими руками можно по следующей схеме.

В качестве ШИМ контроллера используется драйвер IR2153. После выпрямительных диодов параллельно АКБ ставится полярный конденсатор С1 с ёмкостью в пределах 47−470 мкФ и напряжением не менее 350 вольт. Конденсатор убирает всплески сетевого напряжения и шумы линии. Диодный мост используется с номинальным током более четырёх ампер и с обратным напряжением не менее 400 вольт. Драйвер управляет мощными N-канальными полевыми транзисторами IRFI840GLC, установленными на радиаторах. Ток такой зарядки будет равен до 50 ампер, а выходная мощность до 600 Ватт.

Изготовить импульсное зарядное устройство для автомобиля своими руками можно, используя переделанный компьютерный источник питания формата АТ. В качестве ШИМ контроллера в них используется распространённая микросхема TL494. Сама переделка заключается в увеличении выходного сигнала до 14 вольт. Для этого понадобится правильно установить подстроечный резистор.

Резистор, который соединяется первую ногу TL494 со стабилизированной шиной + 5 В, удаляется, а вместо второго, связанного с 12 вольтовой шиной, впаивается переменный резистор с номиналом 68 кОм. Этим резистором и устанавливается требуемый уровень выходного напряжения. Включение блока питания осуществляется через механический выключатель, согласно указанной на корпусе блока питания схеме.

Устройство на микросхеме LM317

Довольно простая, но стабильно работающая схема зарядки легко выполняется на интегральной микросхеме LM317. Микросхема обеспечивает установку уровня сигнала 13,6 вольт при максимальной силе тока 3 ампера. Стабилизатор LM317 снабжён встроенной защитой от короткого замыкания.

Напряжение на схему прибора подаётся через клеммы от независимого блока питания постоянного напряжения 13−20 вольт. Ток, проходя через индикаторный светодиод HL1 и транзистор VT1, поступает на стабилизатор LM317. С его выхода непосредственно на АКБ через X3, X4. Делителем, собранным на R3 и R4, устанавливается необходимое значение напряжения для открывания VT1. Переменным резистором R4 задаётся ограничение тока подзарядки, а R5 уровень выходного сигнала. Выходное напряжение устанавливается от 13,6 до 14 вольт.

Схему можно максимально упростить, но её надёжность уменьшится.

В ней резистором R2 подбирают ток. В качестве резистора используется мощный проволочный элемент из нихрома. Когда АКБ разряжен, ток заряда максимальный, светодиод VD2 горит ярко, по мере заряда ток начинает спадать и светодиод тускнеет.

Зарядное из источника бесперебойного питания

Сконструировать зарядник можно из обычного бесперебойника даже с неисправностью узла электроники. Для этого удаляется из блока вся электроника, кроме трансформатора. К высоковольтной обмотке трансформатора на 220 В добавляется схема выпрямителя, стабилизации тока и ограничения напряжения.

Выпрямитель собирается на любых мощных диодах, например, отечественных Д-242 и сетевом конденсаторе 2200 мкФ на 35−50 вольт. На выходе получится сигнал с напряжением 18−19 вольт. В качестве стабилизатора напряжения используется микросхема LT1083 или LM317 с обязательной установкой на радиатор.

Подключив аккумуляторную батарею, выставляется напряжение, равное 14,2 вольта. Контролировать уровень сигнала удобно с помощью вольтметра и амперметра. Вольтметр подключается параллельно клеммам батареи, а амперметр последовательно. По мере заряда АКБ его сопротивление будет возрастать, а ток падать. Ещё проще выполнить регулятор с помощью симистора, подключённого к первичной обмотке трансформатора наподобие диммера.

При самостоятельном изготовлении устройства следует помнить про электробезопасность при работе с сетью переменного тока 220 В. Как правило, верно выполненный прибор зарядки из исправных деталей начинает работать сразу, требуется лишь только выставить тока заряда.

Источник https://habr.com/ru/company/itelma/blog/518168/

Источник https://encom74.ru/samodelnaya-elektronika-svoimi-rukami-sdelay-sam-elektricheskie-shemy/

Источник https://www.lighting-sale.ru/elektrooborudovanie/dlya-avtomobilya/shemy-samodel-nyh-zaryadnyh-ustroystv-dlya-avtomobil-nogo-akkumulyatora/

Похожие записи

Оставить комментарий