На самом деле вариантов использования у этого модуля может быть больше, но названное применение было толчком к разработке.Как известно, привезенные из США автомобили славятся своей дешевизной. Но при попытке получить разрешение на эксплуатацию в Европе новые владельцы таких машин сталкиваются с несоответствием стандартов на фары и сигнальные фонари в Америке и Европе. Приходится менять фары и задние огни. И тут подстерегает следующая неожиданность.
В европейских задних огнях могут оказаться встроенные противотуманные фонари, а в машине может не оказаться органа управления этими фонарями. Европейские же требования в этом плане суровы, если есть фонари, то они должны светить и не как попало, а в зависимости от состояния габаритных огней. Т.е. при включённых габаритах противотуманные фонари можно включить и выключить. При выключении габаритных огней противотуманные фонари тоже выключаются вслед за ними автоматически. И обязательно должна быть индикация включения противотуманных фонарей.
Решить данную проблему можно множеством способов. Здесь мы ее решили с позиции разработчика встраиваемых систем – с использованием микроконтроллера. За это в качестве бонуса получили дополнительные полезные функции (защита от КЗ, плавное включение ламп, индикация перегорания ламп и обрывов, индикация напряжения аккумулятора и мгновенных просадок напряжения и т.д.
Следующая приятная новость заключается в том, что основные комплектующие для этого модуля (микроконтроллер Kinetis и силовой 4-х канальный ключ) можно получить бесплатно в виде образцов от фирмы Freescale.
Комплектующие для модуля подобраны с расчетом на эксплуатацию при низких температурах, до -40 град.С.
Микроконтроллер модуля разработан на ядре ARM® Cortex-M0+ и предназначен специально для автомобильных применений, его отличает питание от 5 В и повышенная помехоустойчивость.
В модуле применяется прецизионный источник опорного напряжения необходимый для анализа состояния аккумулятора и измерения температуры. Преобразователь напряжения модуля имеет микроамперные токи утечки в активном режиме. Т.е. модуль может оставаться всё время подключенным к аккумулятору автомобиля без какого-либо заметного влияния на его процесс саморазряда.
Принцип работы модуля
Ниже дана схема подключения модуля в минивэнах марки Dodge и Chrysler:
Модуль состоит из двух плат
На верхней плате находится микроконтроллер, светодиодные индикаторы и стабилизатор напряжения. На нижней находится 4-х канальный силовой ключ.
Технические характеристики:
- Микроконтроллер семейства Kinetis — S9KEAZN64AMLC
- Тактовая частота — 40 МГц
- Объем Flash памяти — 64 КБ
- Объем ОЗУ — 4 КБ
- Объем EEPROM — 256 Б
- Напряжение питания 7...28 В
- Количество независимо коммутируемых нагрузок – 4
- Максимальный ток в каждой нагрузке – до 6 А
- Защита от коротких замыканий в каждом канале
- Защита от перегрузки в каждом канале
- Защита от перегрева ключа.
- 7-и битное диммирование с частотой ШИМ задаваемой микроконтроллером.
- Ток потребление модуля в пассивном режиме с активным слежением <300 мкА
- Температуры эксплуатации — -40…+85 С
| Верхняя плата, вид сверху | Верхняя плата, вид снизу |
|---|---|
 |
 |
| Нижняя плата, вид сверху | Нижняя плата, вид снизу |
|---|---|
 |
 |
Проект открыт для развития, исходные файлы можно найти тут: https://github.com/Indemsys/Light-Control-Module-PCB
Комментарии (19)
neverice
22.07.2015 14:37Коммутация фар в этом девайсе получилось немного второстепенная. Тем более, что вывод семисегментной индикации в салон красиво сделать крайне сложно и не нужно. Значительно практичней незаметный переключатель с подсветкой, вставленный в одно из пустующих штатных мест и желательно с оригинальной же кнопкой. А из обвязки достаточно одного реле.
Nem427
22.07.2015 14:51По-моему, усложнение сверхнужды. В нашей необъятной бы ПТФ запараллелили с габаритами через кнопку в салоне. Чтобы не было перегрузи по мощности, впендюриваем светодиоды.
Гораздо интереснее, как бороться с американскими поворотниками, которые совмещены со стоп-сигналами сзади и с габаритами спереди.
Спереди проблема решилась просто — установкой двухцветных светодиодов (белый / оранжевый) в цоколь двухконтактной лампы.
alexcom
22.07.2015 14:53+240мгц arm для управления фарами, не жирно ли?
progchip666
23.07.2015 10:31Сегодня ARM от STM стоит меньше восьмибитного микрочипа. Прогресс не стоит на месте и у 8 битных микроконтроллеров осталась совсем узкая ниша — сверхнизкое энергопотребление, ну может ещё приложения с экстремально низким количеством задействованных портов. В большинстве приложений они используются до сих пор чисто по историческим причинам.
Roman1977
22.07.2015 15:35С американцами (машинами) сам не сталкивался. У нас на Дальнем Востоке в основном японцы. Недавно знакомый попросил собрать одно устройство. Он хочет, чтобы стопари загорались не сразу, а моргали. Ну вот такая прихоть. Считает, моргание стопарей будет больше привлекать внимание едущих сзади. Идея есть. Причём на основе схемы электронной валентинки из моей статьи. 555 таймер, CD-4017. На некоторых его выходах, кроме первого и последнего, в желаемом порядке диоды, катодами на базу транзистора, который управляет релюшкой. Она прерывает питание стопарей. Единичка на 10 выходе блокирует сам счётчик-дешифратор. При отпускании педали схема обесточивается. При новом нажатии всё по кругу. Если схема выходит из строя — стопари работают штатно. Думаю над двумя возможными проблемами. 1) выход схемы из строя так, что реле постоянно включено. Как следствие — стопари вообще не загораются. 2) температурный диапазон эксплуатации. У нас это от +60 (летом в машине на солнце) до -40 зимой. Основные сомнения в двух электролитах.
alexxprg
22.07.2015 16:51+1Не забудьте добавить акселерометр и моргать стопами только при интенсивном замедлении, иначе стоящие сзади в пробке будут очень недовольны.
Roman1977
22.07.2015 17:13Нет, там суть будет моргнуть от одного до четырёх раз коротко. Потом стопари горят, пока удерживается педаль тормоза. На машине с автоматом тормоз на светофоре удерживается постоянно. Мои сомнения связаны с тем, что стопари вообще не загорятся, и кто-то въедет в опу. И вот тогда действительно будут очень недовольны. Но как развитие идеи… При интенсивном торможении включаются доп стопари под задним стеклом. Или же очень интенсивно мигают. Вполне…
Indemsys Автор
22.07.2015 20:09Как идею предложил бы просто приклеить светодиодную ленту как здесь — geektimes.ru/post/255548
И уже изображать на ней под задним стеклом все что угодно.
Кстати на приведенном здесь модуле это легко сделать.
Даже силовой блок 5 В на пару ампер потребует дополнительно всего одного дросселя и диода с конденсатором.
KonstantinSoloviov
22.07.2015 18:10+4Извините, но яйца таким фантазерам оторвать! ПОВТОРИТЕЛИ стоп сигналов, делайте моргающие, затухающие, как хотите. Но родные стопы не трогайте! Здесь, счет на милисекунды идет, та задержка которую вы возможно внесете своей схемой, может кому-то стоить жизни.
029ah
22.07.2015 18:31Думаю, заказать с ебея Brake Light Flasher за пять баксов проще будет. Ну и конечно после нескольких морганий лучше перейти в режим постоянного горения — а то у стоящего на светофоре сзади эпилиптический припадок случится :)
aitras
22.07.2015 20:15+6Совет: если делаете в Altium Designer 3D вид перпендикулярно плате, то стоит отключить перспективу — симпатичнее смотреться будет (Hotkey «L» -> Projection -> Orthographic). ИМХО, конечно.
ElectricFromUfa
23.07.2015 20:18У меня только один вопрос — как получить процессорный модуль бесплатно?
anatoly314
За гифку покарать надо!