Контроллер управления подогревом сидений

[tolancop]

Часть 1. Контроллер

На моем хэтче штатных подогревателей сидений не было. Для сугрева пользовался накидкой "Жара", нагревательные элементы которой прожили недолго и пришлось их заменять матами "Полярник-2". Подогревает накидка очень неплохо, но очень скоро начинает припекать. Отключение помогает бороться с перегревом пятой точки, но очень скоро она начинает подмерзать. Так и приходится постоянно отвлекаться на регулировку температуры. В комплектацию "Жары" входит переключатель, позволяющий уменьшить нагрев на 30%, но все равно 70% нагрев для меня многоват. К тому же болтающиеся провода и занятое гнездо прикуривателя энтузиазма не вызывают.

Осенью 2017 года один из активных пользователе Drive2.ru дал толчок в сторону сознания контроллера управления нагревателями сиденья. Весь процесс создания описывать смысла нет, но к осени 2018 результат был получен и контроллер начал эксплуатироваться на моем автомобиле.
Контроллер создавался как универсальное устройство, способное работать с нагревателями, имеющими различные параметры. Кроме того, в контроллер заложены некоторые дополнительные функции, повышающие удобство его использования. Настройка параметров контроллера "под себя" очень проста и производится (как и у всех моих поделок) не вставая с сиденья автомобиля. Управление контроллером осуществляется от 2-х позиционного слаботочного клавишного переключателя без фиксации положений (можно обойтись и кнопкой без фиксации). Состояние контроллера индицируется 3-мя светодиодами.

Контроллер построен на основе МК AtTiny25 c минимальным обвесом. Степень нагрева регулируется шириной подаваемых на нагреватель импульсов тока (ШИМ-регулятор). Частота ШИМ выбрана невысокой, около 60 Герц - для нагревателя из-за его большой инерционности частота роли не играет, а ключевым транзисторам полегче.

Параметры контроллера:
1. Количество уровней мощности на выходе - от 1 до 5 (по умолчанию 5) с возможностью настройки количества уровней.
2. Минимальный уровень мощности на выходе - от 30% до 80% (по умолчанию 50%) с возможностью настройки с шагом, зависящим от количества уровней мощности на выходе.
3. Длительность непрерывной работы с момента последнего управляющего воздействия (нажатия на клавишу) - от 10 до 30 минут (по умолчанию 20 минут) с возможностью настройки с шагом в 5 минут, либо неограниченная длительность работы.
4. Включение определенного уровня мощности подогрева после запуска двигателя, либо блокировка автоматического включения (по умолчанию - блокировка). Данная опция может оказаться полезной при автозапуске двигателя для прогрева. После запуска двигателя и достижения напряжения в бортсети определенной величины контроллер включит подогрев сиденья с заранее выбранным уровнем мощности, что в холодное время года позволит получить не только прогретый двигатель и салон перед поездкой, но и теплое сиденье. Если необходимости в подогреве нет (летом), то данную опцию можно отключить.
5. Контроль уровня напряжения в бортсети. Выдача контроллером мощности происходит только при напряжении в бортсети выше определенного предела. Это позволяет при запуске двигателя снизить нагрузку на аккумулятор, а также не допустит разряда аккумулятора в случае, если генератором вырабатывается напряжение ниже нормы. Если контроллер находится в режиме выдачи мощности, то при снижении напряжения в бортсети ниже нормы, выдача мощности прекращается и контроллером включается индикация в виде медленного, с периодичностью в 2 сек., моргания красным цветом. После восстановления напряжения до нормального уровня, контроллер возобновляет выдачу мощности и включает индикацию текущего режима.

Включение нагрева производится кратковременным нажатием на клавишу "-" или "+". Включение индицируется светодиодом. Для уменьшения (увеличения) выдаваемой мощности следует кратковременно нажать клавишу "-" ("+"). Изменение режима будет проиндицировано зажиганием соответствующего светодиода. Цветовая индикация в порядке убывани мощности: Красный-Зеленый-Голубой-Фиолетовый-Желтый. Для индикации применен RGB LED 5050, Фиолетовый и Желтый цвет получаются смешением RB и RG.

Настройка параметров производится включением зажигания при нажатой клавише "-". Удерживая клавишу в нажатом положении ожидается зажигание светодиода определенного цвета после чего клавиша отпускается (выбор настраиваемого параметра сделан) и вновь нажимается. Вновь ожидается зажигание светодиода определенного цвета, после чего клавиша повторно отпускается (выбор значения параметра сделан). Настойка производится соответственно таблице.

У меня на плате собран контроллер в 2-х канальном исполнении: для подогрева водительского сиденья и пассажирского. Каналы абсолютно одинаковы и работа их, как и настройка, друг от друга не зависит. Общее для каналов только узел питания и узел отслеживания бортового напряжения. Разводка платы выполнена таким образом, что число каналов на плате легко увеличить. Но при большом числе каналов придется принять меры по предотвращению перегрузки силовой части, поскольку входной клеммник более 10А не выдержит. Кроме того, примененная ИМС стабилизатора 75L05 имеет предельный выходной ток в 0,1А, т.ч. при большом числе каналов ее потребуется заменить на что-то более мощное.

Схема контроллера, внешний вид, разводка платы и т.д. приведены на миниатюрах.
Продолжение в следующем посте.

[tolancop]

Часть 2. Клавиши

После создания контроллера встал вопрос об органах управления им. Стандартные клавиши подогрева сидений Lacetti имеют привлекательный внешний вид, хорошо вписываются в интерьер, просты в установке. Только стоят дороговато и являются однопозиционными с фиксацией, что для управления контроллером не подходит. Подобрать что-то подходящее мне не удалось. Изготовить самостоятельно - тоже. В конце концов разорился на блок стандартных клавиш и провел их переделку под требуемый функционал.

Переделка оказалась несложной: выброшена нижняя крышка с внутренностями, а вместо нее вставлена печатная плата со всеми необходимыми элементами. Кое-где пришлось просверлить и подрезать корпус переключателя и клавиши-качельки.

Видеоролик с результатом переделки клавиш и работой контроллера по ссылке (особая благодарность разместившему ролик на ютюбе) www.youtube.com/watch?v=UR3ZfyGd3S0
Посекундный комментарий к ролику:
"0-3 — общий вид
3-19 — демонстрация нажатия клавиши влево-вправо
19-28 — после включения зажигания тест свечения светодиодов: красный-зеленый-голубой-фиолетовый-желтый-белый
28-43 — Левый канал настроен на автоматическое включение 3-й ступени подогрева после включения зажигания. Мигание красного диода индицирует то, что напряжение в бортсети ниже нормы
43-58 — напряжение в бортсети нормальное, включена 3-я ступень подогрева (светится голубой диод)
59-71 — напряжение упало, мигает красный светодиод
72-76 — напряжение в бортсети нормальное, вновь включена 3-я ступень подогрева (светится голубой диод)
76-103 — демонстрация переключения режимов подогрева: короткое нажатие "-" — переход на более низкую ступень нагрева (красный-зеленый-голубой-желтый-фиолетовый); длительное нажатие на клавишу — отключение подогрева; короткое — включение"


Опыт эксплуатации. Здесь приведено описание 2-й версии контроллера. 1-я версия эксплуатировалась весной 2018 года в навесном варианте (подключение в прикуриватель, кнопки, висящие на проводах). По результатам эксплуатации 1-й версии проведены некоторые доработки до версии 2: упрощена и сделана более логичной настройка параметров, введено отслеживание напряжения бортсети).

В приложении: схема, разводка, прошивка, инструкция по настройке и применению. Существует .doc-файл с описанием процесса переделки клавиши, но из-за размещенных фотографий файл получился большим и приложить его не удается. Появятся желающие повторить - дерзайте, материалов я выложил достаточно. Понадобится консультация - пишите. На заказ устройства не делаю.

Аналогичный материал размещен на Drive.2.ru

Упустил в описаниях указать состояния фьюзов. Устраняю сей пробел. Итак,
фьюзы:
RSTDISBL = 0; PB5 — задействован как вывод порта
CKSEL3:0 = 0010; внутренний тактовый генератор на 8 МГц
BODLEVEL2:0 = 100; останов МК при снижении напряжения до 4,5V
"Играть" фьюзами не люблю и меняю их конфигурацию, отличную от "заводской" только в случае крайней необходимости.
1. RSTDISBL = 0; PB5 — задействован как вывод порта. Увы, пришлось задействовать, хотя перешить МК после установки этого фьюза весьма затруднительно — понадобится Реаниматор. У меня он есть…
2. CKSEL3:0 = 0010; внутренний тактовый генератор на 8 МГц. МК должен нормально работать и без выставления этих фьюзов. И ИМХО, это "заводская" конфигурация. Указываю потому, что в прошивальщике Khazama, которым я пользуюсь, с выдачей "заводских" установок есть небольшие проблемы.
3. BODLEVEL2:0 = 100; останов МК при снижении напряжения до 4,5V. Тоже не обязательная конфигурация, но я ее настоятельно рекомендую сделать. С некоторых пор в своих поделках использую в обязательном порядке. Дело в том, что при просадке напряжения питания МК ниже нормы и при стечении неблагоприятных обстоятельств, в МК может быть повреждено содержимое EEPROM. Если фьюзы сконфигурированы на останов процессора при снижении напряжения питания ниже 4.5V указанных неприятностей удастся избежать.

[albano-1967]

https://russian.alibaba.com/trade/se...edTab=products
И никаких контроллеров нафиг не надо

[tolancop]

Сообщение от albano-1967

https://russian.alibaba.com/trade/se...edTab=products
И никаких контроллеров нафиг не надо

А поведайте мне, как с помощью термостата добиться:
1. Желаемой температуры под 5-й точкой
2. Ограничить продолжительность нахождения во включенном состоянии
3. Отследить уровень бортового напряжения, чтобы подогрев АКБ не высасывал

и прочая и прочая и прочая....

[albano-1967]

Сообщение от tolancop

1. Желаемой температуры под 5-й точкой

Термостат соответствующего номинала.

Сообщение от tolancop

2. Ограничить продолжительность нахождения во включенном состоянии

Термостат соответствующего номинала и так, после нагрева до ~36°, не будет держать попогрей включенным.

Сообщение от tolancop

чтобы подогрев АКБ не высасывал

Запитывать вместе с включением зажигания.

Сообщение от tolancop

и прочая и прочая и прочая....

Я женат.
П.С
А если серьезно, то я ставил попогрей и тоже думал о супер умном управлении.
Но получилось так, что термостатов набрал с разной температурой отключения и в процессе экспериментов понял то, о чем писал выше.
Попогрей должен нагреваться до температуры тела и не более. Зимой холодное сиденье согреть до приемлемой температуры, а не яйца в мешочке сварить.
Какой номинал сейчас не помню. Еще зависит от того где разместить термостат.
Короче меня все устраивает.

[domovoy177]

Тоже поставил попогрейку Емеля -2 . Было это пять лет назад. С регулировкой и с отключением и т.д. Для себя понял,что подогрев сидений нужен примерно первые пять минут . А дальше и машина прогревается и сидение уже тёплое .

Контроллер хороший , но похоже кроме самого конструктора никого не заинтересует .

[Роман14]

Сообщение от albano-1967

мОшочке

.

[Boltovskiy]

Сообщение от domovoy177

Тоже поставил попогрейку Емеля -2 . Было это пять лет назад. С регулировкой и с отключением и т.д. Для себя понял,что подогрев сидений нужен примерно первые пять минут . А дальше и машина прогревается и сидение уже тёплое ..

Аналогично шесть лет назад, только регулировка и отключение это лишнее.

Сообщение от domovoy177

Контроллер хороший , но похоже кроме самого конструктора никого не заинтересует .

Так ить главное это процесс, а не результат.
Результат у профессионала предсказуем

[tolancop]

Сообщение от domovoy177

...Контроллер хороший , но похоже кроме самого конструктора никого не заинтересует .

За оценку моего труда благодарю.
Кроме меня устройство заинтересовало еще одного человека. Собственно говоря, контроллер и создан по толчку со стороны.
В процессе создания пытался сваять нечто универсальное. Применять контроллер можно не только для управления подогревом сидений, полагаю, что может найтись и другое применение, где потребуется ступенчатая регулировка мощности, электродвигатель постоянного тока, например. Правда, возможно понадобится корректировка прошивки из-за малой частоты ШИМ - для моторов это не слишком хорошо.

Я - сделал. Материалы выложил в открытый доступ. Применять или нет - личное дело.

[Voyage]

Тоже интересно, и с автором согласен про ступени прогрева 5той точки. Как можно получить данный девайс

[tolancop]

Сообщение от Voyage

Тоже интересно, и с автором согласен про ступени прогрева 5той точки. Как можно получить данный девайс

Под заказ больше ничего не изготавливаю. Но все материалы, необходимые для изготовления, выложил в свободный доступ. Если с паяльником, - скачивайте и используйте.

[Prianic]

tolancop, извиняюсь за реанимацию старой темы, но решил собрать этот контроллер. Запутался с фьюзами. Одну тиньку уже убил. Прошиваю с помощью AVRDude ([хазама не захотела работать). Вопрос такой. Если не трогать фьюзы вообще, оставить по умолчанию, то контроллер должен работать, кроме индикации?

[Prianic]

Для тех, кто захочет повторить, но не очень в теме программирования. Установите фьюзы как на картинке и будет вам счастье и не придётся узнавать, что такое HVSP_ATtiny.

[tolancop]

Сообщение от Prianic

tolancop, извиняюсь за реанимацию старой темы, но решил собрать этот контроллер. Запутался с фьюзами. Одну тиньку уже убил. Прошиваю с помощью AVRDude ([хазама не захотела работать). Вопрос такой. Если не трогать фьюзы вообще, оставить по умолчанию, то контроллер должен работать, кроме индикации?

Прошу извинить за запоздавший ответ.
1. состояние фьюзов:
RSTDISBL = 0; PB5 - задействован как вывод порта
CKSEL3:0 = 0010; внутренний тактовый генератор на 8 МГц
BODLEVEL2:0 = 100; останов МК при снижении напряжения до 4,5V
2. На "заводских установка фьюзов работать не будет, порт PB5 задействован для вывода ШИМ.
3. По опыту эксплуатации: подключать контроллер следует максимально толстым проводом, либо сделать двойное питание: на сигнальную часть пустить тонкий, на силовую отдельный толстый, чтобы падение напряжения на толстом проводе не сказывалось на значении напряжения бортсети (схему придется слегка подредактировать). Либо пересчитать делитель на входе АЦП, чтобы на нем было постоянно повышенное напряжение. Правда, в этом случае отслеживания напряжения бортсети не будет.