//

Мысли (Автор: dez)

Что ж, погрузимся в тему электрооборудования советских мотоциклов еще разочек, и на этот раз речь пойдет про реле указателей поворота. В моем случае это ИЖРП-4 от Планеты, но отдельные моменты могут быть справедливы и для другой техники, поскольку принцип работы поворотников на Планете вполне себе классический. Кстати, тот же ИЖРП-4 ставился и на автомобили, например ИЖ-2715.

Данная заметка основана на событиях прошлого лета. Началось все с того, что поворотники начали работать несколько хаотично - они мигали, но частота была непостоянной, при этом все лампы были целыми. Страшного в этом ничего не было, выразительность на дороге не страдала, но все же захотелось разобраться и сделать "как надо". Говорю сразу - сделать "как надо" так и не вышло, работа была прервана. Поэтому статья, как и сами поворотники, тоже будет несколько хаотичной - обо всем и ни о чем одновременно. Просто изложение опыта, полученного при столкновении с ситуацией.

 

Принцип работы

Прежде чем перейти к самому реле, полезно будет разобраться, в каком окружении оно работает. Посмотрим на всю систему в целом.

Поворотники / turning lights

Реле поворотников работает в связке с переключателем и пятью лампами накаливания - контрольной лампой на приборной панели (около 3 Вт) и еще четырьмя лампами поворотников (по 21 Вт). От положения переключателя зависит, какая пара поворотников будет мигать - левая, правая или никакая. Реле имеет 3 вывода: питание, нагрузка и минус (масса). Для ламп указателей поворота реле работает как верхний ключ - вывод нагрузки внутри реле периодически замыкается на плюс питания с частотой около 90 раз в минуту.

Контрольная лампа встроена в эту систему довольно остроумным образом - она подключена параллельно верхнему ключу, между питанием и нагрузкой. Казалось бы, какой в этом смысл? Однако, есть пара нюансов. Во-первых, речь идет о лампах накаливания, которые можно рассматривать как резисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC). Во-вторых, речь идет о лампах разной мощности. На этих двух подвохах и держится логика работы. Допустим, включили мы поворотники и реле зашевелилось. Ключ внутри реле замкнулся - основной ток пошел мимо контрольной лампы через 2 лампы поворотников (которые по 21 Вт). Их нити нагреваются и начинают светиться, при этом на поворотниках падает практически полное напряжение питания, и контрольной ничего не достается. Через полсекунды реле поворотников решает моргнуть и размыкает ключ - и тут роль ключа подхватывает контрольная лампа. Вот только при номинальной мощности 3 Вт и напряжении 12 В ток через нее будет ограничен скромным значением 0.25 А, а этого не хватит для свечения поворотников. Нити в лампах поворотников остывают, их сопротивление падает, в итоге все напряжение достается контрольной лампе и она светится от счастья.

Больше тут и добавить нечего, система довольно простая, если разобраться. Когда поворотники начинает колбасить при исправных лампах, первое, что приходит на ум - это проверка контактов, переключателя, чистка клемм от окисла. Если это не помогает, то следующим по списку подозреваемым становится реле указателей поворота. А если это окажется не реле... ладно, не будем так далеко прыгать.

С потенциально неисправным реле у нас три возможных действия - починить, заменить, смастерить.

 

Рожденный в СССР (powered by KT315)

ИЖРП-4 выполнен на полупроводниках и в качестве силового ключа в нем служит биполярный транзистор. Наверно, именно поэтому в руководстве избежали слова "реле" и назвали его "прерыватель указателей поворотов" - в конструкции просто нет ничего электромеханического.

ИЖРП-4 Схема принципиальная / schematic diagram

Схема соответствует "духу времени" - без КТ315 никуда. На них и на комплементарных КТ361 собрана большая часть схемы, и лишь ближе к выходу появляются детали помощнее - например, силовым ключом является PNP-транзистор КТ837 с максимальным током коллектора 7.5 А.

Разбирать работу этой схемы до каждого отдельного элемента я не стал - у меня не было столько "академического интереса". Все-таки это была попытка по-быстрому осмотреть и отремонтировать. Если кратко, то V11 выполняет роль верхнего ключа для ламп поворотников, а на куче 315/361 с пассивками, по логике, должен строиться мультивибратор. В принципе, ключ и мультивибратор - необходимый минимум для реле поворотников, но было бы неплохо, если бы реле могло реагировать на нештатные ситуации. Например, несоответствующая нагрузка, обрыв или короткое замыкание вместо нее. На счет КЗ не скажу, а вот на обрывы ИЖРП-4 вроде как должен реагировать. Здесь нужно обратить внимание на эмиттер транзистора V4 и базу V7 - они связаны с выходом нагрузки. Полагаю, в зависимости от падения напряжения на нагрузке V4 и V7 могут влиять на частоту и/или скважность мультивибратора.

Но мы забегаем вперед. Прежде чем влезть внутрь оригинального ИЖРП-4, надо его снять и разобрать. Снять не сложно - на Планете он закреплен на двух винтах на раме под бензобаком. А вот разбирать было веселее.

Устройство представляет собой черную коробку с двумя ножевыми клеммами (питание и нагрузка) и одним "ухом" для соединения с массой. Пластмассовое дно снятого реле держится только за счет загнутых частей металлического корпуса. Когда мы его снимаем, нам открывается вид на проводящую сторону платы. И вроде уже вот она, бери и вытаскивай, но нет - ее пока еще что-то держит. И этим "чем-то" оказывается винт, которым силовой транзистор КТ837 крепится к корпусу.

 

ИЖРП-4 Фото 1 ИЖРП-4 Фото 2

ИЖРП-4 Разрез / Cross section

При этом не факт, что его получится открутить - в моем случае гайка не захотела слазить с винта и передавала вращение изолирующей втулке. Пришлось снимать плату путем выпаивания транзистора.

Итак, допустим я смог ее снять, передо мной лежит плата (но вы этого не увидите, потому что я мало фоткал). Дальше что? А дальше идет осмотр на предмет горелых компонентов и холодных паек, прозвонка подозрительных мест и прочие мероприятия... которые практически ничего не дают. Все выглядит целым, кроме резистора R12 на 200 Ом. Это резистор, ограничивающий ток через стабилитрон V1, и выглядел этот резистор конкретно прожареным. Заменил на резистор номиналом раза в полтора-два больше, на всякий случай поменял стабилитрон, и на этом все.

Собрал реле обратно. На столе проверять не стал, проще было тут же поставить на мотоцикл. Хорошие новости - поворотники все еще работают. Плохие новости - поворотники работают так же. Ничего не поменялось. Тут я решил временно отложить оригинал в сторону и попробовать поступить проще - добыть новую запчасть.

 

Щелкунчик на минималках

Покупка мотозапчастей - тот еще квест, когда ты живешь в средней полосе в маленьком городе вроде моего. Тем не менее, парочка нужных магазинов у нас пока еще существует, и в итоге реле поворотников было куплено чуть меньше чем за 200 рублей. Не знаю, чьего оно производства, но на нем есть немного кириллических букв. Основное внешнее отличие от оригинала - отсутствие винта крепления транзистора.

Новый прерыватель 1 Новый прерыватель 2

При работе эта штука издает щелчки - на этот раз в качестве ключа выступает электромеханическое реле, что объясняет отсутствие винта под транзистор. На фотках ниже запечатлен небольшой, так сказать, teardown. Элементов здесь немного - кроме упомянутого реле здесь стоят 2 конденсатора, 4 резистора и 2 корпуса SOT-23 - можно смело предполагать, что это транзисторы.

Новый прерыватель внутри 1 / teardown Новый прерыватель внутри 2 / teardown

Ну и как оно проявило себя в деле? Установил, завел двигатель - поворотники мигают стабильно. Прихожу на следующий день - поворотники не работают вообще. Даже километра не проехал с этим реле :( Всякого повидал с запчастями на Планету, но это совсем уж быстро.

Правда, надо отдать должное новому реле - оно не откинуло копыта и все еще работает, если проверять его на столе от блока питания. Но какая разница, если оно капризничает на мотоцикле? В общем, схема на двух транзисторах, да еще после такого инцидента, доверие утратила. Раз пошли такие непонятки, то мне проще продолжать использовать родной прерыватель - пусть частота мигания немного плавает, это не мешает поворотникам сообщать мои намерения другим участникам движения. Но это еще не значит, что новое реле осталось совсем без дела. Как минимум у него есть хороший корпус...

 

Should have used a 555

В качестве третьего варианта я решил поэкспериментировать с самодельным прерывателем, засунутым в корпус от покупного. Ведь если упростить схему до самого минимума, нам нужен только генератор прямоугольного сигнала и ключ - сюда так и напрашивается знаменитый и даже меметичный 555-й таймер. Многие любительские схемы реле поворотников сделаны именно на нем.

Почему именно NE555? Это универсальный таймер с максимальным допустимым питанием 18 В и выходным током до 200 мА. Он может спокойно и без посредников управлять хоть биполярным, хоть полевым транзистором, а также работать напрямую от бортовой сети. А еще он широко доступен и есть практически в любой радиолавке. Цена одной микросхемы в корпусе DIP в местном магазине составила примерно 10 рублей. Пока видно лишь сплошные плюсы.

В качестве ключа я взял IRF5305 - это P-канальный полевик, способный протащить через себя ток 31 А и имеющий низкое сопротивление открытого канала, равное 65 мОм. При таких параметрах можно не заморачиваться с теплоотводом, по крайней мере в условиях редко включенной нагрузки.

Кроме этих двух основных компонентов понадобится еще немного рассыпухи. Во-первых, нужна времязадающая цепь из двух резисторов и конденсатора. Поворотники должны моргать с частотой примерно 1.5 Гц (90 раз в минуту), поэтому номиналы выбраны 15 кОм, 47 кОм и 10 мкФ. Слишком высокими сопротивления делать не советую. У меня был соблазн за счет резисторов по 470 кОм уменьшить конденсатор, закончилось это фиговой работой схемы на частоте в несколько раз больше расчетной.

Во-вторых, нужно позаботиться о питании. Большинство автомобилей и мотоциклов имеют постоянное напряжение около 14 В в бортсети (при работающем двигателе), но постоянное - не значит ровное. Работа системы зажигания создает немало помех, бросков и провалов. Обилие мощной нагрузки вроде ламп тоже не особо помогает ситуации. Поэтому в схему добавлен RC-фильтр. Кроме этого был поставлен диод, который как бы прячет конденсатор от мощных нагрузок снаружи и позволяет питаться от него только таймеру.

Реле поворотников структура

Что вышло на практике? Еще одно реле, которое ровно работает на столе, но начинает чудить на мотоцикле. Да ну блин :( Получилось лучше, чем было с покупным, потому что не отваливается с концами, но хуже, чем с оригинальным, потому что моргание стало еще более хаотичным.

Причины провала остались невыясненными. Черная магия помех как-то добралась до таймера? Или это выходной транзистор поддавался на провокации? Сейчас сложно что-то сказать. По уму это нужно было проверять с осциллографом, но на тот момент заниматься этим было несподручно. А теперь мотоцикл ушел, эксперименты закончились и проверить ничего не выйдет.

 

Выводы

Какие уроки можно извлечь из всего этого?

  • Качество запчастей для советских мотоциклов уже не то. По крайней мере, связанных с электрикой. Кроме ситуации с поворотниками, у меня уже были нарекания по поводу отсутсвия лака в реле-регуляторе, а так же негативный опыт с кнопкой стоп-сигнала от переднего тормоза, сдохшей через месяц. С другой стороны, я остался вполне доволен кучей других запчастей, например, новым карбюратором и ремкомплектом с резинками от гидравлики переднего тормоза, так что не все так печально.
  • Если у вас странно работают поворотники, не факт, что в этом виновато только реле. Если оно работает на столе от ЛБП, но не работает от бортсети, то может стоит посмотреть на проблему шире? Занесите реле-регулятор и генератор в план работ.
  • Помните БСЗ? Напрашивается вопрос: как она проявила себя на фоне этих проблем? Мой ответ - понятия не имею :) Но я бы не ждал хорошего исхода в такой ситуации. Я демонтировал БСЗ достаточно давно, еще до приключения с поворотниками. Хоть она и работала, я решил, что родной прерыватель надежнее, да и вдруг мотоцикл продавать еще... Наверно, правильно решил. С датчиком можно гадать, сдохнет ли он совсем, будут ли ложные срабатывания или еще что. А про родной прерыватель я точно могу сказать, что с ним мотоцикл нормально едет.
  • Сделать реле на базе NE555 в принципе можно. В простых вариантах отсутствуют защита от КЗ и функция распознавания сгоревших ламп, но эта дубовость является плюсом для тех, кто хочет поставить светодиодные лампы.
  • Если хочется сделать вариант для ламп накаливания, и сделать по уму, лучше смотреть в сторону маленьких микроконтроллеров вроде Attiny13. Холодная нить лампы имеет очень низкое сопротивление, из-за чего в задачах защиты от КЗ и распознавания обрывов появляются нюансы. С помощью ШИМ можно сделать soft-start для лампочек, а с помощью АЦП и шунта можно измерять ток и определять КЗ - и при всем этом иметь шансы вписаться в плату 40х40 мм.

 

Эпилог

Планета в итоге продана, поэтому замут с поворотниками не имеет логического завершения. Заметок про нее больше не предвидится.

Что я могу сказать про свою Планету после нескольких лет владения? В принципе, хороший попался мотоцикл. Особых проблем я с ним не испытывал - один раз порвался тросик сцепления, боковой упор ломался, ну и в реле-регулятор пару раз залезть пришлось. Сложившаяся напоследок ситуация с поворотниками хоть и неприятна, но эксплуатации не мешала. Карбюратор вообще менялся для эксперимента, а не для ремонта. Разве что по заводке мотоцикл был капризный. Первое время совсем тяжело было по неопытности, особенно в холодную погоду. Потом я понял основную идею, чего он от меня хочет, но все равно порой чуток напрягало.

Но если он такой хороший, зачем от него избавляться? Чтоб другие тоже порадовались :) А если серьезно, то поездки на дальние дистанции показали, что трасса - не его стихия. В принципе, я давно знал, что сотка - его предел, а динамики хватает разве что для комфортного обгона тракторов и автобусов. Но одно дело короткие поездки, и совсем другое, когда ты сунулся на крупную трассу и два часа получаешь вибромассаж рук под дикий рев мотора на 4-й передаче, пока тебя каждые 10 секунд кто-то обгоняет. В общем, мой план - пересесть на что-то большего объема и хотя бы 5-ступенчатой коробкой. Он долго зрел и теперь пора воплощать его в жизнь.

Статья опубликована 2021-02-02 18:59:46, её прочитали 1598 раз(а).

Внимание! Комментарии публикуются после проверки.

Добавить комментарий