Согласование логических уровней бортовой сети автомобиля

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

Добрый день.

Итак моделирую задачу, допустим мы хотим считывать какой-либо импульсный сигнал идущий из блока ЭБУ, например управления форсункой (напряжение 12В, либо 0, если форсунка закрыта). Задача состоит в том что-бы преобразовать эти 12В в 5В для ардуино. В этой задаче, как я уже понял имеется несколько вариантов решения: первый - это использование делителя напряжения, например:

(+15V - это контакт от ЭБУ) Однако, как я понял, эту схему многие не рекомендуют в силу низкой защищенности (поэтому и добавил в начале диод, не уверен нужен ли он). 

А еще есть схема реализованная на транзисторном ключе, суть которой я не могу понять. Можете ли вы помочь разобраться в том, какую схему мне лучше использовать?

Сразу прошу прощения если тема дублируется. Однако я несколько дней уже ищу приемлемое решение данной задачи, но так и не нашел ответа. 

Чечако
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2018

Оптрон или транзисторный ключ?

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

Как я понял, оптрон используется в задаче управления двенадцатью вольтами с ардуинки, а задача считывания показаний решается транзисторным ключом.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Обе задачи можно решать и тем, и другим. Мне оптрон больше нравится за счёт развязки.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Beatle пишет:
(+15V - это контакт от ЭБУ) Однако, как я понял, эту схему многие не рекомендуют в силу низкой защищенности.

не нужно задирать сопротивления резисторов, как в вашей схеме

чем выше входное сопротивление , тем чувствительнее схема к наводкам, каких в атво много

MaksVV
Offline
Зарегистрирован: 06.08.2015

не забываем, что форсунка это индуктивность. И там есть эдс самоиндукции. Пики напряжения доходят до 70В !!! Оптрон здесь лучше

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

А не будет ли резистор сильно греться, если взять его меньшим номиналом?

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

На сколько я понимаю, схема там примерно такая 

И в сторону ЭБУ ЭДС самоиндукции не должна проходить, я снимаю показания в данной схеме между выходом ЭБУ и базой транзистора.

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

Ладно, задача на переменных резисторах я понимаю как решается, но все же я не могу понять как ее решить транзисторным ключом? Может кто из гуру подкинет примерную схему. Будет ли это классическая схема транзисторного ключа, где управляющий сигнал (в моем случае 12В-15В бортсети) проходит через базу-эмиттер, а через коллектор-эмиттер сигнал идет на вход Ардуино? Если да, то какой для этого нужен транзистор?

Bront
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

Если прикрутить так? как в широко известном преобразователе уровня.
HV к плюсу +12, HV- к выходу с форсунки. LV к плюсу +5 вольт(питание ардуины),
PROFIT?

Естественно номиналы деталей другие, наверное, нада

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

Это жде двусторонняя схема, а мне нужно только односторонняя и насколько я понимаю эта еще и инвертирует сигнал (вроде). Ну и кроме того я бы хотел сделать именно одностороннюю схему, чтобы сломавшаяся ардуинка не могла ничего сделать ЭБУ.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Beatle пишет:
А не будет ли резистор сильно греться, если взять его меньшим номиналом?

вопрос , насколько меньшим.  все это рассчитывается, и кроме того что есть у вас на схеме, нужно учитывать и что у нее на входе, и что на выходе.  ведь те же резисторы до того можно доуменьшать, что просто спалится вход ардуины. Или спалится не сразу, а, скажем, когда ненароком запитаете от УСИи.

к этому в вашей схеме есть предпосылки при небрежном уменьшении.

 

 

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

10кОм и 4.7кОм - нормально?

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Не страдайте оверинжинирингом, возьмите оптрон, как вам советовали.

Bront
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

Тогда только на оптронах.
Хотя оптрон сгорит и все сгорит следом. И ардуинка и эбу и гараж.

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

Ээх, в целом понтяно... Что ничего не понятно)

Всем большое спасибо за советы, что-то буду думать.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Bront пишет:
Тогда только на оптронах.

Хотя оптрон сгорит и все сгорит следом. И ардуинка и эбу и гараж.

оценка возможных последствиях, это замечательное качество =)

 

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

Нету оптрона, стабилитрон вонзи, на 4.7В.  Ну или супрессор. 

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Супрессор заварит выход этого евонного ЭБУ. Чего потом делать с таким?

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

А я знаю?

Bront
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

ставьте оптрон и не мучайтесь :) для более спокойного сна, как сказали выше, вонзите стабилитрон на входах и выходахдля защиты
от перенапряжения и резисторы от тока. работать будет 100 лет без выходных.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Bront, вы бы уж тогда схему привели

Bront
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

ВН пишет:

Bront, вы бы уж тогда схему привели

Оказалось, все не так просто :(
Щас попробую разобраться.

MaksVV
Offline
Зарегистрирован: 06.08.2015

форсунки от ЭБУ обычно рулятся "минусом". Поэтому схема примерно такая. 

Bront
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

MaksVV пишет:

форсунки от ЭБУ обычно рулятся "минусом". Поэтому схема примерно такая.

Это да, но у меня в протеусе не моделируется почему-то. 

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

Господа, как вам такая схема? (50V - это я просто смотрел какой ток будет идти через светодиод, должно быть +12-15В бортсети, конечно же)

Bront
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

И мое произведение покритикуйте :)
По схеме:

R1 - форсунка
Кнопка это ее коммутация
D1 - Защита от обратного тока
D4 - для развязки
D3 - стабилитрон ограничивает до 15в в случае превышения
R2 - токоограничивающий
R3 - подтяжка входа ардуины
R4 - ограничение тока по входу
D2 - защита по току.

Но мне думается, что получился какой-то блуд.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

в обратном порядке

R4, D2 - лишние. D3 так ставить нельзя. почитайте о работе стабилитрона

Beatle нужно проверить максимально допустимый  ток светодиода.

Шунтирование диодом обмотки форсунки вызывает большие сомнения, т.к. это затягивает время ее выключения и вызывает дополнительный нагрев. 

Bront
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

D3 после R2 ставить нужно. Наверное. Но! Я полностью разочаровался в своих познаниях!
 

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

в D3 после R2 нет никакого смысла, там напряжение определяет светодиод 1,7в примерно

найдите в сети "Искусство схемотехники" написано доступным языком 

MaksVV
Offline
Зарегистрирован: 06.08.2015

а чем схема #23 не устраивает?

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

В общем посоветовался с человеком, который уже делал подобную вещь, он посоветовал вот такую схему(я её сделал с его слов, но он еще говорил про какие-то конденсаторы низкой емкости, куда их ставить я пока не понял, но это потом доработаю, в целом схема и так должна работать сегодя потестю). Но в целом, думаю, задумка ясна. (Резистор R7 должен быть 1 кОм)

И кстати, хочу тестить с блоком питания на 12В, а ардуинку запитаю от компа, мне же нужно будет объеденить землю у ардуинки и минусовой вывод БП, верно?

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Beatle пишет:

посоветовал вот такую схему

В понимаете, для чего здесь стабилитрон и при каких именно условиях он будет работать (и как именно работать)?

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

При возрастании входного напряжения он открывается и сбрасывает ток на землю, разве не так?

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Я Вас спросил, что он делает в этой схеме, а не вообще.

Вот если его убрать совсем,

Вопрос №1. какое напряжение будет в точке соединения резисторо R5, R6, R7?

Вопрос №2. какое напряжение будет в той же точке, если вместо 15 туда шарахнуть 150 вольт?

И наконец,

Вопрос №3. какой ток будет течь через стабилитрон? Ведь он работает не всегда, а только в некотором диапазоне токов - если ток больше предельного - он сгорает, а если меньше - ничего не стабилизирует.

Посчитайте и ответьте. Узнаете много интересного про эту схему.

Bront
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

У меня получилось так:

Для максимального напряжения 68в
И номинального 14

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

MaksVV пишет:
а чем схема #23 не устраивает?

я же уже написал в #27

мало-мальски развернутый ответ на ваш вопрос займет у меня с час времени, к чему пока морально не готов.

 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Bront пишет:

У меня получилось так:

Bront,

1. в схеме у Вас были резисторы по 10к, а сейчас Вы рисуете по 1к.

2. Я Вас спрашивал, что будет, если убрать стабилитрон, а Вы что убрали?

Это о чём вообще?

давайте, так я готов потратить время на то, чтобы научить Вас расчитывать такие схемы, но при условии, что Вы не будете тратить моё постоянной подменой схем и номиналов.

Если Вы согласны, то давайте вернёмся к схеме из поста #31, уберём из неё стабилитрон и расчитаем напряжение не тыком в протеус, а выпишем формулу зависимости напряжения в точке соединения резисторов R5, R6, R7 от напряжения входа и номиналов резисторов. Можете выписать такую формулу? Она прямо следует из закона Ома и правила Кирхгофа для токов. Можете? Выписывайте. Если нет, скажите мне в каком Вы классе (какое у Вас образование), чтобы я понимал как Вам объяснять.

Итак, задача №1 выписать формулу напряжения в точке соединения резисторов R5, R6, R7. Давайте.

Bront
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

схема с 10к резисторами не моя ни разу :)

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Виноват, это всё к Beatle относилось. Простите.

Но стабилитрон там один фиг не нужен :(

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

ЕвгенийП пишет:
Но стабилитрон там один фиг не нужен :(

справедливо, но только до тех пор, пока входное не подняли до 60-70В 

 

Bront пишет:
У меня получилось так:

это больше похоже на правду

симуль, насколько понимаю, мощность потерь считать не умеет, а тем более в динамике

посмотрите даташит на стабилитрон, макс токи, допустимые потери

шит на писишку, коэф передачи (ток ее наверно можно подуменьшить)

 

Bront
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

ВН пишет:

ЕвгенийП пишет:
Но стабилитрон там один фиг не нужен :(

справедливо, но только до тех пор, пока входное не подняли до 60-70В
Bront пишет:
У меня получилось так:

это больше похоже на правду
симуль, насколько понимаю, мощность потерь считать не умеет, а тем более в динамике
посмотрите даташит на стабилитрон, макс токи, допустимые потери
шит на писишку, коэф передачи (ток ее наверно можно подуменьшить)

Прежде всего прошу извинить, что вклинился в тему. Но мне действительно интересно
как реализовать задачу.

Задача стояла снять с топливной форсунки сигнал, и желательно не сжечь эбу.
Предлагалось использовать оптопару, для развязки этого колхоза.
В постах выше фигурировало, что в бортовой сети не редкие всплески до 60 вольт и выше. Наверняка они очень
кратковременные, и светодиод оптопары пережует превышение тока, но тем не менее, лучше постараться
избежать этого и ограничить максимальный ток на этом самом светодиоде 20миллиамперами, максимально допустимого для
пц817.

Держать ток светодиода в допустимых пределах можно в том числе ограничив прилагаемое к нему напряжение. Для этого
я впендюрил стабилитрон. Пятивольтовый потому что их дофига в окружающем нас мире и ток стабилизации до 178миллиампер и кроме этого, при прилагаемых к пц817 5 вольт проще ограничить ток до максимально допустимого, без ущерба для стабилитрона.

Но, честно признаюсь, что я не до конца понял что сделал. Отсюда и появились переменники в модели. ибо стабилитрон начинает работать в эмуляторе при протекающем через него токе чуть отличном от нуля, но это же должно быть в жизни не так.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

ВН пишет:

ЕвгенийП пишет:
Но стабилитрон там один фиг не нужен :(

справедливо, но только до тех пор, пока входное не подняли до 60-70В 

И при 70 справедливо.

Во-первых, при 70, напряжение там будет 5В безо всякого стабилитрона.

Во-вторых, а зачем вообще в этой точке именно 5В? Вот зачем? Если ток через резисторы приемлемый, а на базе транзистора её родные 0,6 вольта, то кому-какое-что до напряжения в этой точке?

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

ЕвгенийП пишет:
И при 70 справедливо. Во-первых, при 70, напряжение там будет 5В безо всякого стабилитрона.
Вы ошибаетесь, там будет явно больше 15 вольт . точно считать просто лень

ЕвгенийП пишет:
Во-вторых, а зачем вообще в этой точке именно 5В? Вот зачем? Если ток через резисторы приемлемый, а на базе транзистора её родные 0,6 вольта, то кому-какое-что до напряжения в этой точке?

посколку не я автор этой схемы, то могу только предполагать какие идеи реализовал автор.

Смысл фиксации в том, чтобы ограничить ток базы транзистора, тем самым не вгонять его в слишком большое насыщение и тем самым быстрее выключать. это, разумеется, мои догадки и в этом смысле, там не так уж хорошо сделано.

зы. на счет высоомных резисторов. которые снова или опять присутствуют в схеме, писал ранее.

 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

ВН пишет:
там будет явно больше 15 вольт . точно считать просто лень

Считать мне тоже лень, загнал в протеус. Тут Вы правы, что-то я в уме не то прикинул.

ВН пишет:

Смысл фиксации в том, чтобы ограничить ток базы транзистора

Нет смысла. При 70В ток базы получается меньше 2mA, см. рисунок

 

MaksVV
Offline
Зарегистрирован: 06.08.2015

ВН пишет:

Шунтирование диодом обмотки форсунки вызывает большие сомнения, т.к. это затягивает время ее выключения и вызывает дополнительный нагрев. 

с чего вы это взяли. больше чем уверен, что в ключе управления форсункой в РСМ диод тоже стоит. ну уберите его. схема еще проще будет. работать должна. маловероятен выход из строя pc817 из-за всплесков

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

ЕвгенийП пишет:
Нет смысла. При 70В ток базы получается меньше 2mA, см. рисунок

а я что написал, " и в этом смысле, там не так уж хорошо сделано."

ток коллектора около 0,5 мА

минимальная бетта у нынешних маломощных транзисторв куда как более 3-5-ти, что было характерно для старых мощных биполяров при Uкэ в районе вольта, т.е. хоть так хоть сяк, транзистор будет сидеть в глубоком насыщении. хоть 0,5мА подай, хоть 2

но тут, как всегда. влезает очередное НО, поскольку на частоте работы форсунок, а это не более 100Гц, собственно пофиг, как он там насыщается.   

так что в этот раз Вы совершенно правы, стабилитрон в той схеме погоды не делает.

 

Beatle
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2018

Поясняю чем я руководствовался при добавлении стабилитрона. Я исходил из простой схемы:

При добавлении стабилитрона я выравниваю напряжение до 5В.

Думаю, вы правы и стабилитрон там не нужен, мои познания в схемотехнике весьма поверхностны.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

MaksVV пишет:
с чего вы это взяли. больше чем уверен, что в ключе управления форсункой в РСМ диод тоже стоит. ну уберите его. схема еще проще будет. работать должна. маловероятен выход из строя pc817 из-за всплесков

судя по осллам диод там точно стоит, но только вместе с резистором, а не коротит катушку, иначе форма импульса была бы другой

https://sibac.info/studconf/tech/xxi/38585

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Beatle пишет:

 

я выравниваю напряжение до 5В.

Неясно, зачем. И почему именно 5В? Для открывания транзистора достаточно 0,6 вольта. Напряжение насыщени база-эмиттер у этого транзистора - максимум 1,3В. Так зачем там пять? Понимаете?

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

ЕвгенийП пишет:

Так зачем там пять? Понимаете?

Я понимаю. Штоп было как у ардуины.