ALSEL (i nie tylko)-wersja Farmer1971

[Farmer1971]

Nadszedł czas, abym i ja podzielił się z forumową bracią moimi dokonaniami. Zainspirowany postami dotyczącymi ALSEL-a/ USEL-a postanowiłem wykonać i zamontować coś takiego w moim czołgu. Jednocześnie wprowadziłem pewne modyfikacje, które moim zdaniem przyczynią się do zwiększenia jego funkcjonalności.
Pierwsza z nich, to miernik napięcia podawanego na elektromagnes sprzęgła wielopłytkowego skrzynki rozdzielczej napędów, wyskalowany tak, aby w przybliżeniu pokazywał, ile procent momentu napędowego jest przekazywane na przednią oś.
Nie jest to wbrew pozorom tylko gadżet, ponieważ pozwala szybko zdiagnozować, czy elektronika sterująca napędami działa prawidłowo. Ja o tym, że nie mam napędu na przednią oś (uszkodzony czujnik tylnego wału) dowiedziałem się próbując wjechać pod górę pokrytą mokrymi liśćmi. Gdybym miał taki miernik wcześniej, to od razu po wystąpieniu awarii mógłbym zabrać się za naprawę.
Drugi dodatek, to układ pozwalający w trybie 2WD podać na przednią oś część momentu napędowego z pominięciem sterownika napędów. Jest to, niezależny od sterownika TOD, generator przebiegu prostokątnego o wypełnieniu ok. 60%, co daje rozdział momentu napędowego w stosunku 30%- przód, 70%- tył.
Układ pozwala na szybkie podanie stałego momentu napędowego na przednią oś (zachowując możliwość skrętu), eliminując opóźnienia wprowadzane przez sterownik i jego samowolkę w wielkości doprowadzanej do przedniej osi mocy. Ponadto przy awarii elektroniki sterującej mamy dodatkową opcję rozdziału napędu oprócz 2WD i 4WD "na sztywno".
Ponieważ postanowiłem zamontować układ wykorzystując miejsce poniżej radia (1 DIN) zostało mi na płytce montażowej sporo wolnego miejsca.
Już wcześniej korzystając z informacji zawartych w tych wątkach:
http://forum.klubsorento.pl/viewtopic.php?f=67&t=2398
http://www.klubsorento.pl/forum/viewtopic.php?f=35&t=4032&hilit=vokala+boje
przerobiłem webasto na ogrzewanie postojowe i podłączyłem tak, aby zamiast fabrycznym czujnikiem temperatury -5°C było uruchamiane włącznikiem w kabinie. Rozwiązanie to miało jednak poważną wadę. Zarówno włączenie, jak i wyłączenie webasto wymagało wyjścia z domu, co wcześnie rano, zaraz po wstaniu z łóżka i przy -15°C na zewnątrz nie było czynnością zbyt przyjemną .
Postanowiłem więc założyć sterowanie radiowe i dodatkowo układ czasowy wyłączający ogrzewanie po ok. 40 min. od włączenia, żeby niepotrzebnie nie pracowało w przypadku zaniku pamięci użytkownika . Dodatkowo dołączyłem układ umożliwiający włączenie, jednocześnie z webasto, dmuchawy na ok. 1/2 mocy, a nie wymagający podłączenia do panelu climatronic-a.
Ponieważ na płytce jeszcze pozostało mi wolne miejsce, dołożyłem jeszcze dwa gniazda USB zasilane przetwornicami step-down 3A do zasilania np. nawigacji, smartfona, czy tabletu.
Całość zmontowałem na płytce uniwersalnej, chociaż gdybym montował to drugi raz, to zaprojektowałbym płytkę drukowaną. Obawiałem się jednak (i słusznie), że będą potrzebne zmiany i poprawki w trakcie montowania i testowania tego ustrojstwa .
Po zmontowaniu wygląda to tak:





a po zamontowaniu w samochodzie tak:



A teraz ''pokaż kotku, co masz w środku'', czyli schematy dla tych, którzy chcieliby coś takiego zrobić dla siebie (lub udoskonalić ).
1. Moduł USEL-a:
Jest to układ opracowany przez kol. Alkrak-a i według Jego schematu:



Więcej szczegółów oraz opis montażu można znaleźć w tych wątkach:
http://klubsorento.pl/forum/viewtopic.php?f=28&t=3914
http://klubsorento.pl/forum/viewtopic.php?f=28&t=3975&hilit=alsel

2. Moduł generatora podającego 30% momentu napędowego na przód (działa tylko w trybie 2WD):



3. Moduł miernika napięcia elektromagnesu:
Może to być dowolny woltomierz o zakresie pomiaru 5V lub większym. Ja zamontowałem taki miernik o zakresie 10V, kupiony na Allegro i wykorzystałem jego dwa lewe pola wyświetlacza (podawanie wyników z dokładnością do 0.1% m.z. mijałoby się z celem):



A tu schemat jego podłączenia:



4. Moduł układu czasowego webasto:



Jego wyjście podłączone jest do czarnego przewodu we wtyczce webasto, który jest fabrycznie połączony z czujnikiem temperatury przed chłodnicą.

5. Moduł generatora załączającego dmuchawę:



W które miejsce podłączyć jego wyjście opiszę za chwilę przy okazji przeróbki zasilania dmuchawy.

6. Moduł sterownika radiowego:
Włączanie radiowe webasto wykonałem w oparciu o taki moduł radiowy



kupiony tutaj:
http://botland.com.pl/moduly-radiowe/1733-modul-radiowy-4-kanaly-315-mhz-pilot.html

Ponieważ timer webasto jest wyzwalany masą, a odbiornik radiowy na wyjściu podaje sygnał +5V, konieczne było dodanie kilku elementów według schematu:



Dioda LED1 sygnalizuje błyśnięciem odebranie sygnału z nadajnika (powinna być włączona odwrotnie, niż na schemacie).
Po zmontowaniu na płytce wyglądało to tak:



a gotowy odbiornik w obudowie tak:



Odbiornik umieściłem za przednią szybą przed konsolą (miałem tam akurat mocowanie po antenie GPS ze starego radia) i połączyłem go z resztą układu za pomocą czteroprzewodowej taśmy LED RGB.



7. Moduł zasilania USB:
Wykonałem go na dwóch mini przetwornicach step-down (po jednej na każde podwójne gniazdo USB), zakupionych na Allegro:



Do wejść i wyjść przetwornic dołączyłem równolegle kondensatory 470 uF/25V, a do układów scalonych dokleiłem (inna metoda montażu nie była możliwa) radiatory z miedzianej blachy grubości 1 mm. Zasilanie przetwornic wziąłem z gniazda G2 (+14V stałe) dzięki czemu w gniazdach USB jest napięcie nawet po wyłączeniu stacyjki. Przetwornice wyregulowałem na napięcie wyjściowe 5,2V.
A teraz jeszcze schemat połączenia tego wszystkiego razem:



Zasilanie gniazd G1 i G2 jest przez bezpieczniki płaskie (G1- 10A, G2-15A) umieszczone w oprawkach na przewodach.
Ponieważ silnik dmuchawy jest zasilany dopiero po włączeniu zapłonu potrzebna była jeszcze jedna modyfikacja, aby mógł pracować razem z webasto przy wyłączonym zapłonie. W tym celu w przewód zasilający dmuchawę wpiąłem przekaźnik według następującego schematu:



Aby to zrobić zdemontowałem schowek przed siedzeniem pasażera i przykręciłem za pomocą jednej ze śrub mocujących dmuchawę taki przekaźnik:



Następnie tak, jak zaznaczyłem na zdjęciu



przeciąłem gruby, żółty przewód zasilania i koniec od strony kostki podłączyłem do styku nr 30 przekaźnika a drugi koniec do styków 86 i 87. Do tych styków podłączyłem również przewód zasilający do styku 3 gniazda G1. Do styku 87a podłączyłem stały plus ze styku 3 gniazda G2. Do tego gniazda jest doprowadzone przez bezpiecznik napięcie z zasilania webasto.
Na tym zdjęciu pokazane jest również miejsce podłączenia wyjście generatora 2 (przez styk 4 gniazda G2). Trzeba go połączyć z niebieskim przewodem w kostce silnika dmuchawy.
I to z grubsza tyle, jeżeli chodzi o budowę i podłączenie. Pora na wrażenia z testów.
Jestem bardzo zaskoczony tym, jak dziwnie (i moim zdaniem nielogicznie) sterownik TOD rozdziela moment napędowy na osie. Podczas jazdy na suchym asfalcie z prędkością 100 km/h na przód idzie 13-17% momentu, podczas gdy na śliskim zakręcie na śniegu zaledwie 3-6% . Przestało mnie dziwić, dlaczego na wyjściu z zakrętu, gdy jest ślisko, samochód potrafi zatańczyć. Jadąc w tych samych warunkach przy załączonym stałym trzydziestoprocentowym napędzie na przód czołg szedł, jak po sznurku. Należy więc, moim zdaniem, mieć bardzo ograniczone zaufanie do tego, że na ustawieniu AUTO mamy napęd na obie osie wtedy, gdy jest potrzebny, bo możemy się boleśnie rozczarować.
Największą jednak radość sprawił mi radiowy sterownik webasto. Zasięg pewnego włączania to około 100 m. (na otwartej przestrzeni), a odpalanie ogrzewania z ciepłego łóżka- BEZCENNE!
Uff! Kończę już, bo chyba dłużej pisałem ten post niż składałem sterownik Mam nadzieję, że opisałem wszystko w miarę przejrzyście. W razie niejasności chętnie odpowiem na pytania.

[ntgale]

...
Jestem bardzo zaskoczony tym, jak dziwnie (i moim zdaniem nielogicznie) sterownik TOD rozdziela moment napędowy na osie. Podczas jazdy na suchym asfalcie z prędkością 100 km/h na przód idzie 13-17% momentu, podczas gdy na śliskim zakręcie na śniegu zaledwie 3-6% . Przestało mnie dziwić, dlaczego na wyjściu z zakrętu, gdy jest ślisko, samochód potrafi zatańczyć. Jadąc w tych samych warunkach przy załączonym stałym trzydziestoprocentowym napędzie na przód czołg szedł, jak po sznurku. Należy więc, moim zdaniem, mieć bardzo ograniczone zaufanie do tego, że na ustawieniu AUTO mamy napęd na obie osie wtedy, gdy jest potrzebny, bo możemy się boleśnie rozczarować.
...

Pamiętaj jednak, że spinając napęd na sztywno w zakręcie doprowadzasz do zwiększonego obciążenia tarczki, które, jeśli będziesz nadużywał tego sztywnego połączenia, w krótkim czasie dokonają żywota. Jest to najsłabszy element tego napędu i szkoda pieniędzy i czasu na niszczenie go. Moje tarczki już dwukrotnie wykończyło sztywne spinanie napędu, acz z pełnym napięciem. To Twoje rozwiązanie pewnie jest bezpieczniejsze, ale tylko trochę. Ja sztywne połączenie całkowicie odłączam, ale napęd na tył jest fajny.

[Farmer1971]

Pamiętaj jednak, że spinając napęd na sztywno w zakręcie doprowadzasz do zwiększonego obciążenia tarczki, które, jeśli będziesz nadużywał tego sztywnego połączenia, w krótkim czasie dokonają żywota. Jest to najsłabszy element tego napędu i szkoda pieniędzy i czasu na niszczenie go.

Całkowicie się z Tobą zgadzam i dlatego ustawienie ''30% na przód'' (podobnie, jak ''sztywne'' 4WD) jest do stosowania tylko chwilowo i na mało przyczepnej nawierzchni. Niemniej jednak na tym ustawieniu samochód na śliskim zakręcie prowadzi się o niebo lepiej niż na AUTO.

[łysyKielce]

Jaaaaa Kolejny wątek, z którego nic nie qmam ale jednocześnie budzi moje wewnętrzne przeświadczenie, że należy się WIEEELKI szacun
Tak to jest, jak się umi, a na dodatek kce... i z tego kcenia takie oto piękne takie tam, tego wychodzą

[ntgale]

Beata, ale Farmer1971 pisał o jeździe na śliskim zakręcie. Nie widzę sprzeczności w tym co piszecie, tym bardziej, że pewnie na zakrętach (a tu samochód wie, że skręca) zmniejsza docisk sprzęgła aby minimalizować naprężenia. Natomiast ciekawe jest jak auto sprawdza, że jest ślisko, jeśli koła poruszają się z taką samą prędkością?
I ciekawe co Wasze wskaźniki pokażą, gdy na śliskim zakręcie dodacie gazu i auto będzie jechało w poślizgu?

[ntgale]

Najprawdopodobniej to kwestia kalibracji i co jest ustawione jako 100%. Coś podobnego również vokal robił i pewnie więcej nam wyjaśni.

[vokal]

Co do wskaźnika napędów to u mnie przy ok 120 km/h palą się wszystkie diody poza czerwoną. Czerwona dioda zapala się przy ok 12 V trafiających na EM.
TOD nie wie, że auto skręca. Rozpoznaje tylko prędkości obrotowe obu wałów.
Dopinanie przodu jest stopniowe, wraz ze wzrostem prędkości, albo mocniejsze przy stwierdzeniu uślizgu, zależne od różnicy obrotów wałów.

[ntgale]

Czyli ostre ruszenie z kołami skręconymi do oporu niszczy sprzęgło w skrzynce rozdzielczej?

[vokal]

Przy ostrym ruszaniu u mnie (w M/T) po puszczeniu sprzęgła potrafią na kilka sekund zapalić się wszystkie lampki, włącznie z czerwoną. Czyli to tak jakbyś jechał chwilę na sztywnym spięciu 4x4.
Jeśli połączysz to z ostrym skrętem i przyczepną nawierzchnią, to można co najmniej przypiec lekko płytki.

Poza tym, do mnie jakoś nie przemawia częściowe spinanie osi. ALSEL, to albo 100% spięte (50:50), albo 100% rozpięte (0:100) osie.
Fabryka dała wersje pośrednią, ale "myślącą", która natychmiast po zwolnieniu auta rozpina osie.
W przypadku stosowania stałego częściowego wysterowania (poniżej 100%) dla EM otrzymujemy niepełną siłę ściskającą płytki sprzęgła w reduktorze. Skutkuje to tym, że płytki te są luźniej ściśnięte i mogą łatwiej się ślizgać. Wiedząc, że ślizgają się jedna po drugiej można wywnioskować, że wcześniej spalą się na nich okładziny, niż przy jeździe 50:50.

To tylko moje przypuszczenia, bo doświadczenia w paleniu płytek nie mam, ale myślę, że jeśli już, to niewiele się mylę

[ntgale]

Moje doświadczenia pozwalają mi wnioskować, że nawet gdyby tarczki były w imadle skręcone i tak cięższy teren da sobie z nimi radę

[Farmer1971]

Poza tym, do mnie jakoś nie przemawia częściowe spinanie osi. ALSEL, to albo 100% spięte (50:50), albo 100% rozpięte (0:100) osie.
Fabryka dała wersje pośrednią, ale "myślącą", która natychmiast po zwolnieniu auta rozpina osie.
W przypadku stosowania stałego częściowego wysterowania (poniżej 100%) dla EM otrzymujemy niepełną siłę ściskającą płytki sprzęgła w reduktorze. Skutkuje to tym, że płytki te są luźniej ściśnięte i mogą łatwiej się ślizgać. Wiedząc, że ślizgają się jedna po drugiej można wywnioskować, że wcześniej spalą się na nich okładziny, niż przy jeździe 50:50.

To tylko moje przypuszczenia, bo doświadczenia w paleniu płytek nie mam, ale myślę, że jeśli już, to niewiele się mylę

Pozwolę się nie do końca z tym zgodzić, ponieważ podczas normalnej jazdy płytki praktycznie cały czas są spięte w jakimś stopniu zależnym od nawierzchni i prędkości. Nie zaobserwowałem (poza krótkimi momentami), żeby TOD całkowicie wyłączał napięcie na elektromagnesie. Podczas szybkiej jazdy siła spięcia jest nawet dość wysoka i nie szkodzi to tarczkom.
Zresztą, jak już napisałem dołączanie przodu na 30% nie traktuję jako ustawienia do jazdy na stałe lecz chwilowe.

Zastanowiła mnie jedna sprawa - podane przez Ciebie procentowe wartości mocy przekazywanej na przód są dużo niższe niż dane fabryczne, które wyglądają tak:
1. Szybkie ruszanie (podczas startu, w celu przekazania osiom potrzebnej mocy): 50:50.
2. Normalna jazda (gdy samochód porusza się po prostej drodze, w celu zachowania stabilności jazdy i optymalnego spalania): 0:100~30:70.
3. Przyspieszanie (podczas wyprzedzania innego pojazdu, w celu zapewnienia większej mocy i stabilnej jazdy): 30:70~50:50.
4. Standardowe prowadzenie pojazdu (podczas jazdy, w celu stabilnego prowadzenia pojazdu): 20:80~30:70.
5. Jazda po śliskiej nawierzchni (podczas jazdy po śliskiej nawierzchni, w celu ograniczenia uślizgu kół i utrzymania stabilności jazdy): 30:70~40:60
6. Kontrola parkowania (podczas prowadzenia pojazdu i ruszania): 5:95~20:80.
7. Kontrola hamowania (podczas zatrzymywania pojazdu, w celu zapewnienia stabilnego hamowania i skrócenia drogi hamowania): 0:100~10:90.
8. Kontrola ABS (podczas działania ABS, w celu zapewnienia stabilności jazdy): 30:70.
8. Jazda off-road. Jazda po stromym zboczu (w celu zapewnienia odpowiedniej mocy): 50:50.

To co zmierzyłeś, odbiega bardzo zwłaszcza od pkt. 5 - jazdy na śliskiej nawierzchni.
Dlaczego? Czyżby fabryka "kolorowała"?
Jeśli tak, to za bardzo jej wierzyliśmy.

Z drogiej strony - mam SL, który w czasie jazdy ok. 100 km/h pokazuje, że na przednią oś idzie ok. 25-30% mocy. To też inne wskazania niż u Ciebie. Zakładam jednak, ze wyświetlacz SLa jest tylko poglądowy, a nie dokładny.

Farmer1971, jak myślisz, skąd takie różnice

Może to kwestia kalibracji? Założyłem, że liniowy wzrost napięcia na EM przekłada się na liniowy wzrost momentu przekazywanego na przednią oś. Może jednak ta zależność jest inna .
Wartości momentu przekazywanego na przednią oś, jakie zaobserwowałem u mnie to:
1. Szybkie ruszanie (mokry asfalt, gaz ''w podłogę'')- nie więcej niż 40%
2. Normalna jazda, warunki j.w.- w zależności od prędkości 5-19%
3. Przyspieszanie podczas jazdy- max. 28%
4. Jazda po śliskiej nawierzchni (ujeżdżony śnieg)- 5-30%
5. Ostre ruszanie na śliskiej nawierzchni- do 45%
6. Hamowanie- 2-10% i raczej trzyma się niższych wartości
7. Hamowanie z ABS- spróbuję, jak będę jechał bez żony
Dodatkowo można zauważyć dość spore opóźnienie w dołączaniu przodu w stosunku do poślizgu tylnej osi. Ruszając na śliskim TOD dołącza napęd po ok. 1 sekundzie ''buksowania'' tyłem. Taka sama sytuacja jest przy śliskim zakręcie. Kiedy traci się przyczepność dopięcie przodu jest na poziomie kilku procent, natomiast już po wyjściu na prostą (bez przyspieszania) wzrasta do 25-30%

[vokal]

Podczas szybkiej jazdy nie pokonujesz zakrętów z mocno skręconymi kołami.
Żeby mocno skręcić koła musisz zwolnić do niskich prędkości, a wtedy TOD luzuje sprzęgło. Może nie całkowicie, ale na pewno znacznie. Przy stałym spięciu nawet 30% tarczki są ściśnięte i podczas skrętu trą o siebie.
Nie piszę tego, żeby negować to, co zrobiłeś. Jestem pełen uznania dla Twojej pracy. Poddaję tylko Tobie pewną myśl do rozważań.

[Farmer1971]

Podczas szybkiej jazdy nie pokonujesz zakrętów z mocno skręconymi kołami.
Żeby mocno skręcić koła musisz zwolnić do niskich prędkości, a wtedy TOD luzuje sprzęgło. Może nie całkowicie, ale na pewno znacznie. Przy stałym spięciu nawet 30% tarczki są ściśnięte i podczas skrętu trą o siebie.

Zapewne masz rację, ale i tak na śliskim na 30% skręca się lepiej, niż na AUTO .

[vokal]

No gratuluję z szacunkiem!!
Robota pierwsza klasa

Układ 555 jest fajnym układem, bo można go wykorzystać do wielu przydatnych obwodów. Generator PWM, timer, ja nawet na nim zaprojektowałem czujnik zmierzchu, ale muszę w nim poprawić histerezę.

U siebie do wyświetlania stopnia dopięcia przedniej osi wykorzystałem układ LM3914.
Wygląda i działa jak w tym wątku: viewtopic.php?f=28&t=6503

Mam do Ciebie 2 pytania:
1. Czy dioda LED na schemacie pilota nie jest wstawiona odwrotnie, tzn. w stronę zaporową do polaryzacji?
2. W jakim programie projektujesz / rysujesz schematy? Czy są tam biblioteki większej ilości układów cyfrowych takich jak LM39xx, LM78xx, 79xx, czy LM315/17? Czy można w nim sprawdzać działanie obwodu po jego zaprojektowaniu?

[Farmer1971]

Ale jesteś czujny . Faktycznie, na schemacie dioda LED powinna być odwrotnie.
Projektuję na kartce papieru , a schematy rysowałem w tym programiku online:
http://www.digikey.com/schemeit/
Z tego, co przejrzałem, to program nie ma specjalnie rozbudowanej biblioteki elementów i raczej nie ma możliwości testowania obwodów.
A Twój vBAR bardzo fajny .