Таймер включения нагревателя для сидения в автомобиле (К561ИЕ16, 4001)

В наших северных широтах бывает зимой очень неприятно садиться за руль промерзшего за ночь автомобиля, и, кстати, очень вредно. У дорогих автомобилей есть сидения с подогревом, для дешевых продаются греющие накидки на сидения, питающиеся от прикуривателя. Обычно функции только «включить» и «выключить».

Реже есть таймер, который нужно регулировать ручкой или кнопками. И то и другое не очень удобно по многим весьма веским причинам. Хотелось как-то процесс нагрева сидения автоматизировать.

И вот вопрос, что именно делать? Первое приходит в голову - термостат, который будет выключать нагрев, как только температура достигнет заданной. Но вопрос в том, как эту температуру контролировать. Если датчик вмонтировать в сидение, то он будет реагировать не только на подогрев сидения, но и на тепло тела человека.

Если по температуре салона, то салон может прогреться и быстрее сидения, или наоборот. Возможно поэтому, сидений (или накидок) с термостатами и не бывает, зато бывают с таймерами. Выходит, нужно сделать так, чтобы продолжительность нагрева зависела от температуры за бортом.

Принципиальная схема

На рисунке показана схема таймера, время выдержки которого зависит от температуры, и при температуре -25°С составляет 20 минут, а при температуре +25°С всего одну минуту. Время можно изменить в ту или другую сторону заменой емкости одного конденсатора. Впрочем, летом подогрев можно вообще выключить и не включать.

Рис. 1. Принципиальная схема таймера для управления нагревом сидения в автомобиле.

Продолжительность подогрева устанавливается терморезистором R1, которым регулируется частота импульсов, генерируемых генератором на D1.1-D1.2. Запуск таймера начинается с момента включения питания выключателем S2. При этом конденсатор С2 автоматически устанавливает счетчик D2 в нулевое положение.

В этом положении на всех выходах счетчика, включая и старший выход (вывод 3) будет логические нули. Нуль с вывода 3 D2 инвертируется элементом D1.3, и единица с выхода D1.3 поступает на базу транзистора VT1. Ключ на транзисторах VT1 и VT2 открывается и реле К1 включает нагреватель сидения.

При этом загорается светодиод HL2, показывающий что идет подогрев сидения.

Подогрев будет включен до тех пор пока счетчик D2 не насчитает 8192 импульса. Как только это произойдет на выводе 3 D2 возникает логическая единица, которая поступает на вывод 6 D1.2 и останавливает генератор, а также, инвертируется элементом D1.3, и ноль с выхода D1.3 поступает на базу транзистора VТ1. Ключ на транзисторах VТ1 и VТ2 закрывается и реле К1 своими контактами выключает нагрев.

Чтобы повторить нагрев нужно нажать S1. Либо выключить схему выключателем S2 и включить снова.

Таблица 1.

Для автоматической регулировки времени подогрева сидения в зависимости от внешней температуры используется терморезистор R1 фирмы Vishay, типа NTCLE203E2 номинальным сопротивлением 100 кОм. В таблице 1 приведены значения сопротивления данного терморезистора при различных температурах.

Как видно, сопротивление его очень существенно зависит от температуры, например, при температуре -25°С его сопротивление около 1,4 МОм, а при температуре +25°С сопротивление 100 кОм.

В результате такого изменения, соответственно изменяется и частота на выходе мультивибратора D1.1-D1.2, увеличиваясь при уменьшении сопротивления R1 (при увеличении температуры). При этом, чем выше частота на выходе мультивибратора D1.1-D1.2, тем меньше требуется времени для того, чтобы счетчик D2 сосчитал 8192 импульса.

Детали и их замена

Вместо терморезистора на 100 кОм, можно использовать и на другое номинальное сопротивление, но при этом потребуется соответствующим образом изменить емкость С1, чтобы сохранить необходимые пределы регулировки.

Изменить в процессе настойки, диапазон изменения выдержки времени можно подбором емкости конденсатора С1.

Для того чтобы импульс тока в катушке реле не влиял на работу счетчика, а так же, и другие помехи, возникающие в бортовой сети автомобиля, питание на микросхемы подается через парметрический стабилизатор R4-VD1-HL1. При этом HL1 служит индикатором включения. Помехи подавляются конденсаторами С3 и С4, блокирующим по питанию. Диод VD2 подавляет ЭДС самоиндукции катушки реле К1.

Реле К1 - автомобильное реле от цепи включения звукового сигнала. Такие реле продаются практически во всех магазинах, торгующими запчастями для автомобилей марки «ВАЗ». Есть и аналогичные реле зарубежных производителей. В любом случае, реле должно быть с обмоткой на 12V и ток контактов, достаточный для питания подогревателя сидения.

Груничев Б. С. РК-2016-04.