Блок управления электрозеркалами

Итак, мы установили электроприводы в штатные зеркала, и теперь нужно каким-то образом ими управлять. Можно использовать для этого переключающие джойстики старого типа, где внутри стоят контакты, непосредственно включающие двигатели зеркал. Но современная электроника использует цифровые технологии, когда джойстик только даёт сигнал контроллеру (отдельный блок), а он в свою очередь оперирует двигателями зеркал. Именно о таком подходе и пойдёт речь. Почему именно о нём? Во-первых, потому, что найти коммутирующий джойстик непросто, а цена на него незаслуженно высокая; а во-вторых, цифровой подход даёт возможность дополнительного сервисного контроля над зеркалами, как например, их автоматического опускания при парковке.

Для блока управления понадобится "цифровой" джойстик. Я использовал джойстик, предназначенный для VW Golf 4-го поколения, аналогичный стоит на VW Passat B5 и других моделях VW. Эти джойстики имеют различные модификации (наличие управления обогревом, складыванием), но основные их функции - выдача сигналов выбора зеркала и направления движения зеркала. Это сигналы в виде различающегося уровнем постоянного напряжения. Понятно, что такие сигналы не смогут управлять двигателями, поэтому нужно собрать контроллер, задача которого - распознать эти сигналы, подключить нужное зеркало и включить нужный двигатель перемещения. Мозгом системы будет микроконтроллер, а управление будет происходить через многоконтактные реле. Используются именно реле, а не MOSFET'ы из-за изменения полярности при смене направления движения двигателей.

Логика управления простая: если выбрано одно из зеркал, то джойстиком можно менять его положение; если ручка джойстика в среднем положении, управление выключено.

Блок управления представляет собой единый модуль с джойстиком и устанавливается в подлокотнике двери водителя. Блок подключается девятью проводами: 3 на левое зеркало, 3 на правое, "+", "-", "габариты". Для питания цифровой части на плате размещается стабилизатор на 5В. В качестве реле были выбраны РГК15.301 - они были единственными доступными и вполне подходили по параметрам и габаритам.

В качестве микроконтроллера применены две микросхемы ATtiny13. Одна является ведущей (master), другая - ведомой (slave). Такой выбор обусловлен необходимостью минимизации размеров - одной из задач и сложностей проекта было создание как можно меньшей по габаритам плате, которую было бы удобно разместить в подлокотнике двери: плата должна свободна вставляться через отверстие для джойстика без демонтажа обшивки двери.
Задачи master-контроллера: слушать сигналы джойстика, переключать зеркала и подавать на slave-контроллер сигнал о выбранном направлении перемещения. Slave-контроллер включает соответствующий двигатель. Общение между контроллерами происходит посредством ШИМ-сигнала, который трансформируется в постоянное напряжение на slave-стороне.

Монтаж был выполнен на двусторонней плате SMD-компонентами. Плата разведена так, чтобы реле (как самые крупные элементы) находились снизу, и можно было легко устанавливать/снимать плату. Получившийся блок действительно легко монтируется и неплохо держится за счет сделанных дополнительно выступов на джойстике, хотя надо отметить, что всё равно есть тенденция к выскакиванию из обшивки при активных манипуляциях, но это несложно исправить, например, герметиком.

Джойстик прочно прикреплен к плате при помощи собственного разъема и винта, что делает блок монолитным и прочным. Провода подведены единым жгутов внутри подлокотника. Жгут оканчивается 9-контактным разъемом на основе 10-контактного HU-10. Для повышения безопасности и исключения "высасывания" тока в аварийном режиме на плате установлен дополнительный слаботочный самовосстанавливающийся предохранитель.

Разводка платы в формате Sprint Layout 6.0

Соответствие* сопротивлений, напряжений на джойстике и значений ШИМ:

R, Ом	U, В	PWM1024	PWM255
Направление перемещения:
0	0	0	0
240	0.97	198	49
820	2.25	460	115
2700	3.65	747	186
Выбор зеркала:
680	2	409	102
1500	3	614	153

* - при подтягивающем резисторе R=1кОм.

Блок управления потребляет в дежурном режиме - 5.3мА, при выборе зеркала - ~20мА, при перемещении одного зеркала - 100мА в работе и до 140мА в упоре.

Прошивка

Прошивка была написана на Basic'е в среде Bascom-AVR и получилась довольно простой. В обоих микроконтроллерах задействованы АЦП и ШИМ. Master-контроллер передает такой ШИМ-сигнал, который после преобразования даёт точно такие же уровни, которые поступают с джойстика при выборе направления перемещения.

Итак, коротко о функциях микроконтроллеров:
МК1:
Слушает джойстик, переключает зеркала, отдаёт сигнал о направлении на МК2.
Алгоритм:
Если выбрано левое, включить реле левого.
Если выбрано правое, включить реле правого.
Если нажато вверх, передать ШИМ "вверх".
Если нажато вниз, передать ШИМ "вниз".
Если нажато влево, передать ШИМ "влево".
Если нажато вправо, передать ШИМ "вправо".
МК2:
Слушает направление от МК1 и включает нужные двигатели.
Алгоритм:
Если ШИМ-вход "вверх", включить двигатель "вверх".
Если ШИМ-вход "вниз", включить двигатель "вниз".
Если ШИМ-вход "влево", включить двигатель "влево".
Если ШИМ-вход "вправо", включить двигатель "вправо".

Скачать прошивку

Видео работы электрозеркал на LADA Samara

Если видео не проигрывается, попробуйте открыть страницу в другом браузере.