Кнопка запуска двигателя

Наверное, каждый водитель хотел сделать своей автомобиль немного комфортабельнее в плане функционала. Кто то устанавливает в машину телевизор, кто то дополнительную подсветку салона, а есть те, кого интересует кнопка запуска двигателя. Такая кнопка значительно упрощает пуск двигателя и избавляет от неудобных манипуляций с ключами в замке зажигания. В этой статье мы рассмотрим все варианты установки кнопки для запуска двигателя, а также разберемся, как производится замена штатной кнопки.

Какие существуют варианты кнопок запуска двигателя?

Существуют различные способы запуска двигателя. Прежде чем устанавливать подобную кнопку, необходимо решить для себя, какой вариант подходит вам больше всего.

• Немного о ключе. Первый вариант все же предусматривает участие ключа в запуске двигателя. Для этого необходимо вставить ключ и включить зажигание. После этого нужно зажать кнопку, которая приведет в действие стартер. Выключение зажигание осуществляется при помощи ключа. Второй вариант подразумевает полное отсутствие ключа зажигания. То есть, для того, чтобы включить зажигание и запустить двигатель достаточно пользоваться только кнопкой.
• Варианты работы кнопки. Здесь тоже есть два варианта. Первый предполагает, что для запуска двигателя необходимо удерживать кнопку до тех пор, пока стартер не запустит двигатель. Второй вариант запуска предусматривает кратковременное нажатие кнопки. То есть, кнопку нажимают и отпускают. Стартер будет вращаться, пока не запустится двигатель и отключится автоматически.
• Управление зажиганием. Можно сделать так, что кнопка будет включать зажигание, а затем вместе с педалью тормоза и повторным нажатием можно запустить двигатель. Другой способ позволяет включить зажигание наравне со стартером. Таким образом, чтобы запустить двигатель, достаточно будет сесть в машину и нажать единственную кнопку.

Варианты запуска можно комбинировать, при этом, состав и сложность схемы будет заметно отличаться. Ниже будут рассмотрены основные комбинации по возрастанию от самой легкой к самой сложной.

Запуск двигателя с ключом при помощи кнопки

Данная схема является самой элементарной и ее применение наиболее распространено среди владельцев отечественных автомобилей. Она имеет следующий принцип работы. Без ключа кнопку активировать невозможно. Чтобы завести автомобиль, необходимо вставить ключ и повернуть его в положение 1. После этого зажать кнопку и держать до тех пор, пока стартер не запустит двигатель. Чтобы остановить мотор, необходимо ключ повернуть в положение 0.

Чтобы это реализовать, необходимо приобрести реле зажигания от ВАЗ 2109. На нем имеются 4 контакта, два из которых представляют собой контакты цепи высокого тока, а остальные два – низкого. Один из проводов, выходящих из контактов цепи высокого тока, подключите к контакту 15 на замке зажигания, а второй на контакт 30 (первый провод должен быть розового цвета, а второй — красного). Третий провод (цепь малого тока) прикрепите к «массе» автомобиля, а второй к «плюсу» (провод зеленого цвета). В промежутке между реле и зеленым проводом монтируется кнопка запуска.

Установить кнопку можно в любом желаемом месте. Очень важно, чтобы она располагалась как можно удобнее и в то же время исключала запуск двигателя случайным касанием.

Кнопка запуска двигателя с применение реле включения ЗПФ

Этот способ позволяет избавиться от ключа зажигания и запускать двигатель только с кнопки. Реле ЗПФ включает задние противотуманные фонари на автомобиле. Его можно использовать для запуска двигателя. Красный и синий провода идут на реле стартера и зажигания соответственно. Провод серого цвета можно соединить с красным или подключить к контакту зажигания. Оставшийся розовый провод соединяется с «массой» автомобиля, через толстую клемму.

Подсветку кнопки подключают к сигнализации автомобиля. Таким образом, как только мы снимаем машину с сигнализации, загорается лампа подсветки и сигнализирует о том, что запуск автомобиля разрешен. После постановки автомобиль на сигнализацию, лампа тухнет, и напряжение с кнопки снимается, что делает невозможным запуск двигателя без снятия с сигнализации.

Работа схемы:

1. При выключении охранной системы автомобиля, на контакте реле ЗПФ появляется напряжение, и подсветка кнопки загорается.
2. Нажимаем кнопку запуска двигателя, при этом, под ток встает реле ЗПФ, затем реле зажигания и реле стартера. Таким образом, стартер начинает вращаться одновременно с включением зажигания.
3. После того, как двигатель запустился, кнопку отпускают. Получается, что реле стартера размыкается и останавливает его, а реле зажигания продолжает работу.
4. Повторное нажатие кнопки размыкает стартер, соответственно двигатель останавливается. Постановка автомобиля на сигнализацию, отключает подсветку кнопки и снимает с нее напряжение.

Внимание! Если вы решили исключить использование ключа зажигания, то не забудьте вытащить механическую блокировку руля. Иначе вы рискуете потерять управление автомобилем из-за заблокированного руля на повороте.

Запуск двигателя с кнопки, совместно с педалью тормоза

За основу можно взять ту же самую схему с реле задних противотуманных фонарей. В этой схеме теперь отсутствуют недостатки предыдущей – возможность отдельного включения зажигания. Алгоритм действий, при этом, следующий:

1. Нажимаем на кнопку – включается зажигание.
2. Зажимаем одновременно с кнопкой педаль тормоза – включается стартер и запускает двигатель. Чтобы отключить стартер, необходимо отпустить кнопку или педаль тормоза.
3. Остановка двигателя, как и в предыдущем варианте, осуществляется при помощи того же нажатия на кнопку включения зажигания.

Касаемо подключения педали тормоза в цепь запуска стартера. На самом деле мы подключаем не педаль, а контакты педали, которые замыкают цепь стоп сигнала. У этого способа подключения есть существенный недостаток – если двигатель заглохнет на ходу, то его запуск можно осуществить, только выжав педаль тормоза. На самом деле это очень неудобно. Такой способ применим только к автомобилям с автоматической коробкой передач. Для механики же, лучше всего, такие контакты разместить на педали сцепления, так как, когда мы запускаем двигатель, то выжимаем педаль сцепления, а не тормоза.

Внимание! Если вы применили схему с педалью тормоза, то не выключайте зажигание при выжатой педали. Дело в том, что выжатая педаль и кнопка запуска двигателя могут включить стартер, который может испортиться. Пожалуй, это единственный серьезный недостаток данной схемы.

Видео — Кнопка запуска двигателя без ключа

Прочие методы

На основе имеющихся схем можно конструировать собственные. Например, чтобы сделать кратковременное нажатие кнопки запуска, то необходимо поставить реле времени, которое будет отключать стартер с определенной выдержкой времени.

Последний метод применим только для опытных электриков – это подключение специального цифрового экрана с возможностью ввода ключа на замок зажигания. После этого, возможен запуск двигателя с кнопки.

Как видите, в подключении кнопки запуска двигателя нет ничего сложного. Достаточно минимум знания электротехники и немного времени. Желаем вам удачи на дороге

Управление щёточными моторами с Arduino

Как вы знаете, никакую нагрузку мощнее светодиода нельзя подключать к Ардуино напрямую, особенно моторчики. Ардуино, да и вообще любой микроконтроллер – логическое устройство, которое может давать только логические сигналы другим железкам, а те уже могут управлять нагрузкой. Кстати, урок по управлению мощной нагрузкой постоянного и переменного тока у меня тоже есть. “Драйвером” мотора могут быть разные железки, рассмотрим некоторые из них.

При помощи обычного реле можно просто включать и выключать мотор по команде digitalWrite(пин, состояние) , прямо как светодиод:

При помощи двойного модуля реле (или просто двух реле) можно включать мотор в одну или другую сторону, а также выключать:

Купить модуль реле можно на Aliexpress.

Мосфет

Полевой транзистор, он же мосфет, позволяет управлять скорость вращения мотора при помощи ШИМ сигнала. При использовании мосфета обязательно нужно ставить диод, иначе индуктивный выброс с мотора очень быстро убьёт транзистор. Скорость мотора можно задавать при помощи ардуиновской analogWrite(пин, скорость) .

Вместо “голого” мосфета можно использовать готовый китайский модуль:

Купить мосфет модуль можно на Aliexpress.

Реле и мосфет

Если объединить реле и мосфет – получим весьма колхозную, но рабочую схему управления скоростью и направлением мотора:

Специальный драйвер

Лучше всего управлять мотором при помощи специального драйвера, они бывают разных форм и размеров и рассчитаны на разное напряжение и ток, но управляются практически одинаково. Рассмотрим основные драйверы с китайского рынка:

Остальные драйверы смотри у меня вот тут. Схемы подключения и таблицы управления:

Пины направления управляются при помощи digitalWrite(pin, value) , а PWM – analogWrite(pin, value) . Управление драйвером по двум пинам может быть двух вариантов:

Моторы переменного тока

Мотором переменного тока (220V от розетки) можно управлять при помощи диммера на симисторе, как в уроке про управление нагрузкой.

Библиотеки

У меня есть удобная библиотека для управления мотором – GyverMotor, документацию можно почитать вот здесь. Особенности библиотеки:

• Контроль скорости и направления вращения
• Работа с ШИМ любого разрешения
• Программный deadtime
• Отрицательные скорости
• Поддержка всех типов драйверов
• Плавный пуск и изменение скорости
• Режим “минимальная скважность”

Помехи и защита от них

Индуктивный выброс напряжения

Мотор – это индуктивная нагрузка, которая в момент отключения создаёт индуктивные выбросы. У мотора есть щетки, которые являются источником искр и помех за счёт той же самой индуктивности катушки. Сам мотор потребляет энергию не очень равномерно, что может стать причиной помех по линии питания, а пусковой ток мотора так вообще сильно больше рабочего тока, что гарантированно просадит слабое питание при запуске. Все четыре источника помех могут приводить к различным глюкам в работе устройства вплоть до срабатывания кнопок на цифровых пинах, наведения помех на аналоговых пинах, внезапного зависания и даже перезагрузки микроконтроллера или других железок в сборе устройства.

Отсечь индуктивный выброс с мотора можно при помощи самого обычного диода, чем мощнее мотор, тем мощнее нужен диод, то есть на более высокое напряжение и ток. Диод ставится встречно параллельно мотору, и чем ближе к корпусу, тем лучше. Точно таким же образом рекомендуется поступать с электромагнитными клапанами, соленоидами, электромагнитами и вообще любыми другими катушками. Логично, что диод нужно ставить только в том случае, если мотор или катушка управляется в одну сторону. Важные моменты:

• При работе с драйвером и управлением в обе стороны диод ставить не нужно и даже нельзя!
• При управлении ШИМ сигналом рекомендуется ставить быстродействующие диоды (например серии 1N49xx ) или диоды Шоттки (например серии 1N58xx).
• Максимальный ток диода должен быть больше или равен максимальному току мотора.
• Защитный диод, принимающий на себя обратный выброс ЭДС самоиндукции, также называется шунтирующим диодом, снаббером, flyback диодом.
• В природе существуют мосфеты со встроенным защитным диодом. Этот диод является отдельным элементом и такой мосфет обычно имеет нестандартный корпус, читайте документацию на конкретный транзистор.
• Диод, который показан на схематическом изображении мосфета, не является защитным диодом: это слабый и медленный “паразитный” диод, образованный при производстве транзистора. Он не защитит мосфет от выброса, нужно обязательно ставить внешний!

Помехи от щёток

Искрящиеся щетки мотора, особенно старого и разбитого, являются сильным источником электромагнитных помех, и здесь проблема решается установкой керамических конденсаторов с ёмкостью 0.1-1 мкФ на выводы мотора. Такие же конденсаторы можно поставить между каждым выводом и металлическим корпусом, это ещё сильнее погасит помехи. Для пайки к корпусу нужно использовать мощный паяльник и активный флюс, чтобы залудиться и припаяться как можно быстрее, не перегревая мотор.

Помехи по питанию, просадка

Мотор потребляет ток не очень равномерно, особенно во время разгона или в условиях переменной нагрузки на вал, что проявляется в виде просадок напряжения по питанию всей схемы. Беды с питанием решаются установкой ёмких электролитических конденсаторов по питанию, логично что ставить их нужно максимально близко к драйверу, то есть до драйвера. Напряжение должно быть выше чем напряжение питания, а ёмкость уже подбирается по факту. Начать можно с 470 мкф и повышать, пока не станет хорошо.

Разделение питания

Если описанные выше способы не помогают – остаётся только одно: разделение питания. Отдельный малошумящий хороший источник на МК и сенсоры/модули, и отдельный – для силовой части, в том числе мотора. Иногда ради стабильности работы приходится вводить отдельный БП или отдельный аккумулятор для надёжности функционирования устройства.

Экранирование

В отдельных случаях критичными являются даже наводки от питающих проводов моторов, особенно при управлении ШИМ мощными моторами и управлении мощными шаговиками в станках. Такие наводки могут создавать сильные помехи для работающих рядом чувствительных электронных компонентов, на аналоговые цепи, наводить помехи на линии измерения АЦП и конечно же на радиосвязь. Защититься от таких помех можно при помощи экранирования силовых проводов: экранированные силовые провода не всегда удаётся купить, поэтому достаточно обмотать обычные провода фольгой и подключить экран на GND питания силовой части. Этот трюк часто используют RC моделисты, летающие по FPV.

Видео

Источник Источник https://vipwash.ru/dvigatel/knopka-zapuska-dvigatelya
Источник Источник Источник Источник https://alexgyver.ru/lessons/dc-motors/