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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Elektronisches Scheibenwischerrelais für Zhiguli. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Automobil. Elektronische Geräte Bis heute sind Zhiguli-Autos seit vielen Jahren das häufigste „ausländische Auto“, das auf unseren Straßen fährt. Es gibt besonders viele VAZ 2101-2107-Modelle für „alte Damen“. Im Laufe der 30 Jahre haben meine „zwei“ mehr als einen Besitzer gewechselt. Viele Komponenten und Teile wurden ersetzt. Wenn dies anhand der Hardware nachvollzogen werden kann, erforderte der wiederholte Ausfall des Scheibenwischerrelais RS514 und des Relais-Reglers PP380 die Verweigerung ihrer Dienste. Eine Analyse der Amateurfunkliteratur der letzten 20 Jahre hat eine Tendenz gezeigt, PC514-Relais durch elektronische Geräte zu ersetzen. Zunächst handelte es sich dabei um Transistor-Multivibratoren. Als Last wurde in einem der Arme ein elektromagnetisches Relais oder ein leistungsstarker Transistor eingebaut. Dann begannen sie, einen Thyristor als Schlüssel zu verwenden. Die einfachste Scheibenwischer-Relaisschaltung [1] enthält einen KU201-Thyristor und einen Low-Power-Transistor. Die Dauer der Pause im Wischerzyklus hängt von der Entladezeit des Zeitkondensators ab und kann eingestellt werden. Das ist gut so, denn ein solcher Bedarf entsteht, wenn sich die Intensität von Regen oder Schnee ändert. Aber die Tatsache, dass diese einfachste Schaltung sehr kritisch für die Parameter des Thyristors ist und eine sorgfältige Auswahl vieler Elemente erfordert, ist sicherlich schlecht. Das Hinzufügen eines weiteren Transistors [2] eliminiert die Auswahl von Elementen. Die vorgeschlagene Schaltung des elektronischen Scheibenwischerrelais (Abb. 1) ist in wenigen Elementen komplexer, weist jedoch eine höhere Betriebssicherheit auf und kann eine dynamische Motorbremsung ermöglichen. Es sind keine Änderungen am Standardstromkreis des Fahrzeugs [3] erforderlich. Der eigentliche Scheibenwischer-Relaiskreis, in Abb. 1 durch eine strichpunktierte Linie hervorgehoben, ist auf einer Leiterplatte (Abb. 2 und 3) aus Folienfiberglas montiert und im Gehäuse des zerlegten PC514-Relais untergebracht. Der XR1-Anschlussstecker sowie die Anschlussdrähte stammen ebenfalls vom PC514-Relais.
Das Gerät funktioniert wie folgt. Der standardmäßige Doppelschlüsselschalter SB1 für die Betriebsarten des Scheibenwischers hat drei Stellungen: „0“ – der Scheibenwischer ist ausgeschaltet; I - zyklischer (mit Pause) Betriebsmodus; II - Dauerbetriebsmodus des Scheibenwischers. In Position II wird die Spannung (+12 V) über den int-Kontakt des Steckers XR1 direkt an die Wicklung M2 des Wischermotors angelegt. In diesem Fall hat der Endschalter SB2 keinen Einfluss auf den Betrieb des Motors. In Stellung I des Betriebsartenschalters SB1 werden +12 V Spannungen an Pin 3 der elektronischen Relaisschaltung angelegt. Dieser Zustand von SB1 ist in der Zeichnung dargestellt. Da der Kondensator C1 zunächst entladen ist, liegt an der Basis des Transistors VT1 relativ zu seinem Emitter keine Spannung an und VT1 ist gesperrt. In diesem Fall wird der Transistor VT2 durch den Basisstrom durch den Widerstand R5 und die Motorwicklung M1 entsperrt. Dementsprechend wird der Thyristor VS1 entsperrt und erhält über den Widerstand R7 ein positives Potential an der Steuerelektrode. Der Thyristor geht sofort in den leitenden Zustand über und „merkt“ sich diesen. Über Klemme 4 des elektronischen Relaiskreises werden +12 V an die Motorwicklung angelegt und der Scheibenwischer beginnt, die Wischerblätter zu bewegen. Der Endschalter SB2 schaltet nahezu gleichzeitig. In diesem Fall wird der Thyristor VS1 durch seine „int-C“-Kontakte (Stecker XR2) kurzgeschlossen und geht in einen nichtleitenden Zustand über, die Versorgungsspannung des Motors wird jedoch nicht unterbrochen. Über den Widerstand R6 wird der Transistor VT3 entsperrt, wodurch eine schnelle Aufladung auf die Spannung der Stromversorgung des Kondensators C1 über den Widerstand R4 gewährleistet wird und der Transistor VT1 über den Widerstand R3 entsperrt wird. Dies wiederum führt zur Sperrung des Transistors VT2. Nachdem die Bürsten einen Doppelhub ausführen und in ihre ursprüngliche Position zurückkehren, ändert sich der Zustand des Endschalters SB2, die Kontakte „int-C“ öffnen sich und die Kontakte „int-F“ schließen. Motor M1 stoppt, weil Thyristor VS1 im nichtleitenden Zustand ist. VT3 ist gesperrt. Es entsteht eine Pause im Wischerzyklus. Der Kondensator C1 wird über die Widerstände R1, R2, R3 und den Basisübergang des Transistors VT1 entladen. Die Entladezeit (Pause) kann mit Potentiometer R0,5 von 20 bis 1 eingestellt werden. Eine Abnahme der Ladung von C1 führt zum Abschalten des Transistors VT1. Transistor VT2 und Thyristor VS1 sind entsprechend entsperrt. Die Versorgung des Motors mit Versorgungsspannung erfolgt über den Thyristor VS1 und nach kürzester Zeit erfolgt die Spannungsversorgung über den Endschalter SB2. Der Vorgang des Bewegens der Bürsten wird wiederholt. Der Kondensator C2 reduziert die Funkenbildung an den Kontakten SB2 des Endschalters und Störungen beim Betrieb des Scheibenwischerrelais im Fahrzeug. Sein Wert ist nicht kritisch, er kann um das Zehnfache reduziert werden. Schutzdiode VD2. Es kann durch KD105, KD221, KD208, KD209 und ähnliche ersetzt werden. Als VS1 können Sie KU202-Thyristoren mit beliebigem Buchstaben verwenden. Der Einsatz von KU201 ist möglich, allerdings ist die Betriebssicherheit geringer. Die Leiterplatte ermöglicht den Einsatz von Thyristoren im Kunststoffgehäuse vom Typ KU202N-1 oder T106-10. In diesem Fall kann die Leiterplatte um 15 mm gekürzt werden. Die maximale Pausendauer kann bei Bedarf verlängert werden. Dazu genügt es, den Widerstand des Potentiometers R1 bzw. die Kapazität des Kondensators C1 proportional zu erhöhen. Nun ein paar Worte zur dynamischen Motorbremsung. Tatsache ist, dass der Antriebsmechanismus der Scheibenwischerblätter von Zhiguli-Autos geringe Reibungsverluste aufweist. Wenn Sie zum Stoppen des Motors nur den Motor in der anfänglichen Extremposition der Bürsten abschalten, dreht sich der Motorrotor aufgrund der Trägheit etwas mehr und die Bürsten bewegen sich um weitere 3–5 mm vor. Für den Fahrer stellt dies grundsätzlich keine besonderen Unannehmlichkeiten dar, dieser Nachteil lässt sich jedoch leicht beseitigen. In der Standardausführung mit dem PC514-Relais wurden hierfür die „int-F“-Kontakte des Endschalters genutzt, die in einer Pause die Wicklung des stromlosen Motors kurzschlossen. In der vorgeschlagenen elektronischen Relaisschaltung zum dynamischen Bremsen des Motors reicht es aus, den Widerstand R9 einzubauen. Sein Wert ist unkritisch von 4,7 bis 10 Ohm. Tatsächlich wird am Widerstand wenig Leistung verloren, da im normalen Betrieb des Relais nur für kurze Zeit Strom durch ihn fließt, ein Notzustand des Scheibenwischers kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, beispielsweise ein „Festklemmen“ des „ int-F“-Kontakte des Endschalters. Daher empfiehlt es sich, einen leistungsstarken Widerstand vom Typ PEV-10 zu verwenden. Wie bereits erwähnt, erfordert die Verwendung eines elektronischen Scheibenwischerrelais keine Änderungen am Standardschaltplan des Zhiguli-Autos. Ein ausgefallenes PC514-Relais sollte zerlegt werden und ein Kabelbaum aus vier Drähten mit einem Anschlussstecker sollte davon abgelötet werden. Die Farben der Drähte und ihre Verbindung zum Stecker sind in Abb. 4 dargestellt.
Wenn keine dynamische Bremsung verwendet wird und dies aus Gründen der Vereinfachung der Konstruktion durchaus gerechtfertigt ist, sollte das Ende des nicht verwendeten Kabels isoliert werden. Die Kabel des Kabelbaums werden an die elektronische Relaisplatine angelötet, und die Platine selbst wird in das PC514-Gehäuse gelegt und mit einem isolierenden Bodendeckel abgedeckt, der zur Größe der Platine passt. Das Potentiometer R1 wird an einer für den Fahrer geeigneten Stelle auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs platziert, beispielsweise in der Nähe des Schalters für die Betriebsart des Scheibenwischers. Mehr als fünf Exemplare des elektronischen Scheibenwischerrelais wurden hergestellt und in Autos eingebaut. Es gab keine Auswahl an Elementen. Alle Fahrer berichten von einer großen Bandbreite an Pausenintervallen. Der Betrieb des Scheibenwischermotors ist stabiler geworden. Abschließend ist festzuhalten, dass das vorgeschlagene elektronische Relais die einfachste technologische Lösung des Problems darstellt, weshalb die in der Literatur gefundenen digitalen Relaisschaltungen nicht als unnötig kompliziert angesehen wurden, zumal weder der genaue Wert der Pause noch deren Stabilität bekannt sind für den Fahrer unwichtig. Literatur
Autor: E. L. Jakowlew, Uzhgorod
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Kommentare zum Artikel: Vasily Die Transistoren VT1-VT2 sind im Diagramm falsch beschriftet. Korrigieren Sie KT3107 oder KT361.
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