Замечания к паспорту Борей-АВ

[ksiman]

- В приложении А при подключении двухпроводного датчика в штатную систему управления должно идти 2 провода (масса и подтяжка подключаются именно там). Иногда вместо массы идёт образцовое напряжение (обычно +5V).
В современных автомобилях обычно стоит сдвоенный датчик температуры: однопроводный для приборной панели (с подключением на корпус датчика) и изолированный двухпроводный только для ЭБУ.
- В приложении Б температура будет измеряться очень неточно, т.к. напряжение цепи зажигания может меняться в довольно широких пределах (12-14,5V). Гораздо лучше и правильней добавить в настройках 5 режим - подключение внутренней подтяжки с внутреннего образцового напряжения самого Борея. Тем более, сделать это совсем не сложно.
- Режим 4 Двухконтактный ДТ R(-) 0,04В/С 0,5 – 5,0 также широко применяется в одноконтактном исполнении
- Не указан максимально-допустимый потенциал между массами силовой и измерительной цепей. Во время запуска, этот потенциал может быть довольно высоким (вплоть до бортового напряжения при плохом контакте массы двигателя)
- Не указан конкретный метод регулирования, написано только что нелинейный (подозреваю, что это нелинейный П-регулятор). Не задумывались применить более совершенные методы регулирования?

[ksiman]

Предлагаю в следующей версии сделать доработку, позволяющую нормально измерять температуру с дополнительно установленного датчика, как написано в Приложении Б + возможность докупить установочный комплект.

[YKt.silich]

Предложение по подключению стабилизированного питания датчика температуры для случая автономного датчика полностью поддерживаю, для этого мы планируем установить обычный джампер, так как подключение через ключ затруднительно из-за занятости выводов процессора. Возможно при замене процессора именно так и сделаем.
При использовании внешней подтяжки 300 Ом от бортовой сети (аналог одноконтактного датчика - тип 1) будет работать алгоритм компенсации провалов бортовой сети, что сглаживает изменения показаний датчика.

Что касается Приложения А, то подключение к датчику и производится по двум проводам - измерительная масса и сигнал. Подтяжка здесь не нужна - она штатная.

Что касается алгоритма регулирования, то не вижу смысла в подробном описании - он достаточно сложен. По поводу усовершенствования могу сказать только то, что надо отталкиваться от проблемы - существующий алгоритм вполне справляется с задачей.

[ksiman]

Предложение по подключению стабилизированного питания датчика температуры для случая автономного датчика полностью поддерживаю, для этого мы планируем установить обычный джампер, так как подключение через ключ затруднительно из-за занятости выводов процессора.

Ну хотя-бы так :)
Пора переходить на megaAVR

При использовании внешней подтяжки 300 Ом от бортовой сети (аналог одноконтактного датчика - тип 1) будет работать алгоритм компенсации провалов бортовой сети, что сглаживает изменения показаний датчика.

Выкрутились как смогли :)

Что касается Приложения А, то подключение к датчику и производится по двум проводам - измерительная масса и сигнал. Подтяжка здесь не нужна - она штатная.

Только на отображённой схеме это не очень очевидно показано :)

Что касается алгоритма регулирования, то не вижу смысла в подробном описании - он достаточно сложен. По поводу усовершенствования могу сказать только то, что надо отталкиваться от проблемы - существующий алгоритм вполне справляется с задачей.

Ну если проблем нет, то замечательно :)

[YKt.silich]

Ну хотя-бы так :)
Пора переходить на megaAVR


А вот это как раз планируется, в связи с чем появится много нового, но об этом пока еще рано говорить.

[ksiman]

Ну что-же, подождём версии 2015г, а пока:

Очередные каверзные вопросы разработчику до прихода и установки Борея :)
- Какое внутреннее сопротивление между силовой и измерительной массами?
- Какая максимально-допустимая разность потенциалов между ними (постоянная и импульсная)?
- Предположительно, минус питания процессора привязан к измерительной массе, т.е. реально измеряется не дифференциальный входной уровень и по измерительной массе протекает уравнивающий ток? :eek:
- При двухпроводном подключении датчика температуры при отключении разъёма ЭБУ измерительная масса оказывается отключённой от корпуса авто. Это может привести к проблемам при наличии питания?

Предлагаю для будущей версии Борея использовать нормальный входной дифусилитель однополярного питания (например AD8200, MAX478 и др.) и питать устройство через единую Массу. Как альтернатива - организуйте дифференциальный вход программно-аппаратными средствами самого контроллера (нижняя схема), используя два аналоговых входа. При этом обрыв силовой или измерительной Массы не будет выжигать устройство. Канал С-И дополнительно зашунтировать супрессором на 30V, чтобы при ненадёжном контакте силовой массы не пробивался полевик.

http://datasheet.elcodis.com/pdf2/73/36/733651/ad8200.pdf

Чтобы мои предложения не выглядели бредовыми и голословными, накидал варианты упрощённых схемок Борея-АВ, как я бы его сделал :D
Схемы не только нормально измеряет сигнал с температурного датчика (при любых разумных наводках на измерительной массе), но и не боиятся обрывов любых проводников, косвенно грубо контролируют ток двигателя вентилятора (по падению напряжения на открытом канале). Для точного контроля тока, также можно добавить операционник, как и на входе. Или ещё лучше поставить интегральный датчик тока (например CSA-1V, ACS754-050 и т.п). Схема конечно усложниться, но станет почти неубиваемой :D
Ещё как вариант - можно попробовать поставить "умный мосфет" со встроенным драйвером и защитой (например BTS50015-1TAA, BTS555 и т.д) - получается конечно дороже, но теоретически выше надёжность работы.

[YKt.silich]

Отвечу по пунктам на ваши каверзные вопросы:
1) Внутреннее сопротивление между массами 10 кОм.
2) Должен выдерживать напряжение питания, на всякий случай проверю и сообщу по-позже.
3) Да, минус питания процессора привязан к измерительной массе, но током между массами можно пренебречь по причине достаточно большого сопротивления.
4) Нет, это не может привести к проблемам, проблема с отключением измерительной массы - это болезнь "минусовых" блоков со старой схемотехникой.

Благодарим за содействие и поддержку. Но обе предложенные схемы страдают одним недостатком: они будут отслеживать входной сигнал с ошибкой при отрицательном смещении входов (в данном случае вход "измерительная масса") относительно массы устройства (в вашем случае это силовая масса). Такие ситуации могут возникнуть при подключении силовой массы на кузов (вдали от АКБ) причем с учетом того, что контакты по цепи массы могут быть окислены. Именно по этой причине точкой отсчета всех потенциалов выбрана измерительная масса, благо схемотехника драйвера построена таким образом, что такие смещения не должны приводить к выходу из строя.

[ksiman]

Но обе предложенные схемы страдают одним недостатком: они будут отслеживать входной сигнал с ошибкой при отрицательном смещении входов (в данном случае вход "измерительная масса") относительно массы устройства (в вашем случае это силовая масса).

Ошибки не будет в схеме на ОУ, т.к. он нормально работает при небольшом отрицательном напряжении на входах (а оно после входного делителя всяко будет небольшим). Ситуацию, когда на измерительном входе напряжение будет меньше, чем на массе можно и не рассматривать, т.к. реально такого быть не должно.
Ну а в схеме без ОУ на входы контроллера можно элементарно поставить смещение на середину диапазона (1,25V) с делителя из +2,56V или +5V (схема ниже) :)

1) Внутреннее сопротивление между массами 10 кОм.

Очень хорошо :) Но в этом случае через измерительную массу всё равно течёт ток, питающий контроллер, что не очень...

2) Должен выдерживать напряжение питания, на всякий случай проверю и сообщу по-позже.
Очень хорошо, если так :)

Всё-же рассмотрите такой вариант подключения датчика - при использовании MegaAVR это довольно хорошее решение ;)

[YKt.silich]

Ошибки не будет в схеме на ОУ, т.к. он нормально работает при небольшом отрицательном напряжении на входах (а оно после входного делителя всяко будет небольшим). Ситуацию, когда на измерительном входе напряжение будет меньше, чем на массе можно и не рассматривать, т.к. реально такого быть не должно.
Ну а в схеме без ОУ на входы контроллера можно элементарно поставить смещение на середину диапазона (1,25V) с делителя из +2,56V или +5V (схема ниже) :)


Очень хорошо :) Но в этом случае через измерительную массу всё равно течёт ток, питающий контроллер, что не очень хорошо...


Очень хорошо, если так :)

Всё-же рассмотрите такой вариант подключения датчика - при использовании MegaAVR это очень хорошее решение ;)

Проверил еще раз: подача напряжения питания на измерительную массу не приводит к фатальным последствиям - контроллер будет выключен, вентилятор остановлен.
Спасибо еще раз за ваши советы. Решение действительно хорошее - ОУ отличный, ничего не скажешь. Но проблема в том, что потребуется согласование с поставщиками по комплектации, выделение дополнительных средств (он достаточно дорог) и т. д. Мне он приглянулся тем, что позволяет контролировать ток, как для верхней нагрузки, так и для нижней. Возможно удастся организовать какое-нибудь комбинированное решение. А схема с непосредственным подключением к измерительным входам процессора по-прежнему будет давать ошибку при отрицательных смещениях.
На профессиональные темы можно общаться по электронной почте, мой email: ykt.silich@yandex.ru

[ksiman]

А схема с непосредственным подключением к измерительным входам процессора по-прежнему будет давать ошибку при отрицательных смещениях.

Не будет ошибки. Даже при подаче на оба входа -14V напряжения на входах контроллера будут всё-равно положительными. Можете в Spectrum Micro-Cap проверить :)

Проверил еще раз: подача напряжения питания на измерительную массу не приводит к фатальным последствиям - контроллер будет выключен, вентилятор остановлен.

Спасибо, теперь буду ставить спокойно :)

[YKt.silich]

Не будет ошибки. Даже при подаче на оба входа -14V напряжения на входах контроллера будут всё-равно положительными. Можете в Spectrum Micro-Cap проверить :)

За счет чего они будут положительными и для какого процессора?

[ksiman]

За счет чего они будут положительными и для какого процессора?

За счёт сдвига уровня на +1,2V
При подаче на любой вход напряжения -14V, напряжение на входе контроллера понижается до +0,23V.
При подаче на любой вход напряжения +14V, напряжение на входе контроллера повышается до +2,10V.

Смоделировал в Micro-Cap работу такого каскада - входное напряжение может изменяться в диапазоне -17V +20V, при этом на входах контроллера напряжение не выходит за пределы 0-2,55V :)
При нуле на обоих входах на самом контроллере +1,166V

Входы контроллера представил как виртуальный ОУ с К=16

[ksiman]

Чтобы темы не плодить, тут спрошу :)
1. Борей буду ставить около монтажного блока моторного отсека и все силовые провода подключать к нему-же, поэтому длинный хвостик силового питания мне не нужен, но т.к. обрезать его по видимому нельзя - могу-ли я намотать его на родной феррит насколько позволит окно? Мощность вентилятора всего 130Вт, предохранитель на него 20А, поэтому насыщения кольца всяко не будет. Или лучше взять другое кольцо, побольше (их у меня навалом) или просто длинные провода в моток скрутить?

2. Металлический корпус устройства гальванически развязан от схемы?

3. Подключаться решил всё-таки к одноконтактному датчику температуры, но он имеет стабилизированную подтяжку +5V и стало-быть компенсация бортового напряжения не нужна, значит очевидно надо выбирать 4 тип датчика?

[YKt.silich]

1. Можно добавить несколько витков на родной феррит, но сильно это не укоротит провод. Не помешает добавить еще одно кольцо с намоткой на него. Для "Силичъ-Борей-АВ" длина провода не нормируется, поэтому можно и укоротить.

2. Металлический корпус гальванически развязан с электрическими цепями платы (для силовых элементов используется алюминиевая плата - подложка).

3. Скорее всего да 4-й тип. Если окажется, что масштаб шкалы по входу сильно отличается от масштаба самого датчика, есть возможность корректировки.

[ksiman]

В процессе настройки Борея возникли очередные вопросы производителю :D
- Неужели систему программных настроек нельзя было сделать по человечески понятной и логичной? Есть-же нормальные системы меню однокнопочного управления...
- Зачем задействовать вход кондиционера для некоторых настроек, нельзя было только магнитиком обойтись? Например, я не собираюсь использовать этот вход, но из-за настроек наглухо его изолировать не получится.
- По измерительному входу массы протекает ток питания мозгов 12мА, что теоретически может внести погрешность измерения штатной системы измерения температуры двухпроводным датчиком. У меня показания не искажаются, но за всех не поручусь
- В инструкции не написано, что по сигналу включения кондиционера вентилятор включается только на разогретом двигателе.
- В инструкции не написано, что корректировку точек включения и масштаба шкалы производится при включённом зажигании.
- Зачем при изменении масштаба шкалы сбрасывается коррекция точек включения? Настраивать их отдельно и независимо - удобнее.

[YKt.silich]

Что касается настроек, связанных с проводом кондиционера, то это однократные процедуры в процессе установки.
Ток в 12 мА по проводу массы (медному) никакого влияния оказать не может.
По сигналу включения кондиционера вентилятор включается независимо от температуры ДВС, но только после выполнения настройки точки включения (этот пункт действительно надо добавить в паспорт).
Корректировки выполняются при включенном зажигании (этот пункт тоже упущен).
При изменении масштаба шкалы выполняется сброс точки включения ЭВСО - это связано с тем, что изменяется масштаб всей температурной шкалы и точка включения меняет свое положение (можно считать это недостатком текущей версии, в будущем это можно будет исправить).

[ksiman]

Спасибо

Ток в 12 мА по проводу массы (медному) никакого влияния оказать не может.
Не может, пока минус датчика сидит чисто на массе в ЭБУ, но это не всегда так :(
Иногда именно с него идёт сигнал температуры (при этом на положительный конец датчика приходит чисто +5В). Бывают и другие методы измерения...

[YKt.silich]

Спасибо

Не может, пока минус датчика сидит чисто на массе в ЭБУ, но это не всегда так :(
Иногда именно с него идёт сигнал температуры (при этом на положительный конец датчика приходит чисто +5В). Бывают и другие методы измерения...

В этом случае "Борей" работать не сможет - нужна схема с дифференциальным входом. К сожалению ATtiny441 не имеет расширенного температурного диапазона и для "Борея" не подойдет по температуре - нужен аналогичный процессор с диапазоном до 105 гр.

[ksiman]

В этом случае "Борей" работать не сможет - нужна схема с дифференциальным входом.

Кроме того в этом случае с Борея по измерительному минусу в ЭБУ пойдёт +10 - +12В, что может ему не понравиться. На всякий случай добавьте предупреждение в мурзилку ;)

К сожалению ATtiny441 не имеет расширенного температурного диапазона и для "Борея" не подойдет по температуре - нужен аналогичный процессор с диапазоном до 105 гр.

Но можно подобрать кучу других вариантов ;)
Например:
ATTINY261A-MN (-40°C to 105°C)
ATTINY24A-MF (-40°C to 125°C)
ATTINY24A-MFR (-40°C to 125°C)
ATTINY24A-SSF (-40°C to 105°C)
ATTINY24A-SSFR (-40°C to 105°C)
ATTINY24A-SSN (-40°C to 105°C)
ATTINY24A-SSNR (-40°C to 105°C)
ATTINY24-15MZ (-40°C to 125°C)
ATTINY24-15SSZ (-40°C to 125°C)
ATTINY44A-MF (-40°C to 125°C)
ATTINY44A-MFR (-40°C to 125°C)
ATTINY44A-SSFR (-40°C to 105°C)
ATTINY44A-SSN (-40°C to 105°C)
ATTINY44A-SSNR (-40°C to 105°C)
ATTINY44-15MZ (-40°C to 125°C)
ATTINY44-15SSZ (-40°C to 125°C)
ATTINY84A-MF (-40°C to 125°C)
ATTINY84A-MFR (-40°C to 125°C)
ATTINY84-15MZ (-40°C to 125°C)
ATTINY87-A15MZ (-40°C to 125°C)
ATTINY87-A15SZ (-40°C to 125°C)
ATTINY87-A15XZ (-40°C to 125°C)
ATTINY1634-MF (-40°C to 125°C)
ATTINY1634-MFR (-40°C to 125°C)
ATTINY167-A15MD (-40°C to 150°C)
ATTINY167-A15MZ (-40°C to 125°C)
ATTINY167-A15SZ (-40°C to 125°C)
ATTINY167-A15XD (-40°C to 125°C)
ATTINY167-A15XZ (-40°C to 125°C)
ATTINY261-15MAZ (-40°C to 125°C)
ATTINY461-15MAZ (-40°C to 125°C)
ATTINY861-15MAZ (-40°C to 125°C)

И это только часть Тинек с расширенным диапазоном рабочих температур :D

[Иван Шмит]

Ksiman, от вас идёт столько идей, схем и предложений. Скажите, а почему вы сами не сделали подобный прибор, который будет работать как нужно?

[ksiman]

Ещё вопрос - зачем Борей в режиме автонастройки точки включения (и в режиме ручной настройки тоже) иногда пытается охладить двигатель до обледенения в течении 4 минут? При этом реальная температура (по БК) опускается с 90гр до 78гр. Борей подключен к двухконтактному датчику, тип 4, масштаб скорректирован на -50% (иначе возникает перерегулирование). При этом сама настройка проходит нормально :)
Заодно вопрос - коррекция на -50% - это снижение исходной чувствительности 0,04В/гр до 0,06В/гр или всё-таки до 0,08В/гр?

[ksiman]

Ksiman, от вас идёт столько идей, схем и предложений. Скажите, а почему вы сами не сделали подобный прибор, который будет работать как нужно?

Потому и не делаю, что хорошо знаю, что такое разработать, отладить и изготовить работоспособное устройство :D Только на одну отладку программы может месяц уйти :mad:
За это время я заработаю гораздо больше, чем оно стоит готовое...
p.s. я разрабатываю и изготавливаю устройства, которые нельзя купить готовыми за разумные деньги :D

[YKt.silich]

Ещё вопрос - зачем Борей в режиме автонастройки точки включения (и в режиме ручной настройки тоже) пытается охладить двигатель до обледенения в течении 4 минут? При этом реальная температура (по БК) опускается с 90гр до 78гр. Борей подключен к двухконтактному датчику, тип 4, масштаб скорректирован на -50% (иначе возникает перерегулирование). При этом сама настройка проходит нормально :)
Заодно вопрос - коррекция на -50% - это снижение исходной чувствительности 0,04В/гр до 0,06В/гр или всё-таки до 0,08В/гр?

Тестовое включение (сразу после установки точки включения) должно снижать температуру на 5 гр. для вычисления параметров регулятора, которые зависят от охлаждающей способности всей системы.
По поводу коррекции масштаба: поскольку корректируется масштабирующий коэффициент равный в исходном состоянии 1, то -50% получаем коэффициент 1/2 и, соответственно, чувствительность 0,08 В/гр.

[ksiman]

Тестовое включение (сразу после установки точки включения) должно снижать температуру на 5 гр. для вычисления параметров регулятора, которые зависят от охлаждающей способности всей системы.
По поводу коррекции масштаба: поскольку корректируется масштабирующий коэффициент равный в исходном состоянии 1, то -50% получаем коэффициент 1/2 и, соответственно, чувствительность 0,08 В/гр.

Ага, теперь понятно, значит -90%(коэффициент 1/9) - это уже 0,44В/гр?
Выходит с -50% я переборщил. Поставил -30% (0,057В/гр) и стало более-менее адекватно регулировать в пределах +-2гр. При коэффициенте -20% происходит перерегулирование - колебательный процесс регулирования от 0 до 100%.
Но всё равно при настройке температуры вентилятор иногда не останавливается в течении 4-х минут, хотя температура привязывается. Похоже на какой-то глюк...

Ещё предложение - добавить пятый тип датчика ДТ R (+) 0,04В/гр

Насколько я заметил, вентилятор начинает крутиться с 30% мощности. Пусковой момент при этом довольно небольшой - исправный чистый вентилятор запускается без проблем. Но если вентилятор забит пылью, грязью и не смазан - он может и не запуститься. Для исключения такой возможности, момент страгивания можно было-бы увеличить до 50%-70% на время 0,3 сек

Ещё в руководстве написано, что состояние зажигания определяется по напряжению с ДТ с периодом 16 сек, но реально Борей срабатывает почти без этой задержки.

Также имеет смысл в руководства вписывать дату исправлений, чтобы было легче ориентироваться в дальнейшем.

[YKt.silich]

С перерегулированием не очень понятно - действительно от 0 до 100%? Если можно, опишите ситуацию по-подробнее мне на почту.
Начальное включение ограничено 4-мя минутами. Вы пишите, что иногда работает 4 мин., а в других случаях сколько?
Пятый тип датчика с положительной характеристикой - не сталкивались, а где такие применяются?
Насчет пускового момента: изначально был 20, 25% - и действительно бывали такие случаи, после увеличения до 30% вроде бы все запускаются. Предложенный вами вариант реализован в Аргесте - там минимальное значение 20% и старт выполняется с 50%.
Насчет периода в 16 сек. при выключенном зажигании - это верно для индикации, реально - спящий режим разбит на интервалы по 64 мс именно для быстрого просыпания при обнаружении зажигания. В предыдущей версии этого не было, а фраза осталась.

[ksiman]

Начальное включение ограничено 4-мя минутами. Вы пишите, что иногда работает 4 мин., а в других случаях сколько?

В других случаях - до понижения температуры на нужные 5гр, т.е около 1,5 минут :confused:

Насчет пускового момента: изначально был 20, 25% - и действительно бывали такие случаи, после увеличения до 30% вроде бы все запускаются. Предложенный вами вариант реализован в Аргесте - там минимальное значение 20% и старт выполняется с 50%.
Нормальный вариант :)

Насчет периода в 16 сек. при выключенном зажигании - это верно для индикации, реально - спящий режим разбит на интервалы по 64 мс именно для быстрого просыпания при обнаружении зажигания. В предыдущей версии этого не было, а фраза осталась.
Вот и я заметил, что врубается сразу :D

С перерегулированием не очень понятно - действительно от 0 до 100%? Если можно, опишите ситуацию по-подробнее мне на почту.

Написал подробно и отправил :)

Пятый тип датчика с положительной характеристикой - не сталкивались, а где такие применяются?
Это как раз вариант подключения датчика прямо на +5В. В этом случае на Борей можно подавать измерительный сигнал с датчика, а измерительную массу подключить к сигнальной массе ЭБУ (например с любого другого ближайшего датчика). Точные модели авто не скажу, но это точно иномарка

[ksiman]

Провёл ещё серию экспериментов, и замеров, проверил точнее чувствительность датчика. Т.к. чувствительность термодатчика сильно зависит от температуры (он нелинейный), в диапазоне рабочей температуры 85-95гр его реальная чувствительность оказалась 0,036В/гр :) Так-что зря коррекцию вносил. После установки точки включения 89гр, вентилятор не может опустить температуру до 89-5=84гр, т.к. термостат почти закрыт. Приходится включать печку на полную и температура опускается до нужных 84гр довольно быстро (за 1-1,5мин), после чего вентилятор останавливается и в дальнейшем работает вполне корректно, поддерживая температуру в пределах 87-91гр без резких скачков скорости от 0 до максимума :cool:

[PetrMoto]

В инструкции не написано, что по сигналу включения кондиционера вентилятор включается только на разогретом двигателе