Предназначен для работы с внешними устройствами искрообразования (коммутатор, блок зажигания) с ДВС, имеющими четное количество цилиндров более 4.
ЭТ (принципиальная схема на рис.1) имеет два входа. Вход "DH" предназначен для подключения датчика Холла или контакта прерывателя. Вход "IND" предназначен для работы с индуктивным датчиком. Для нормальной работы во всем диапазоне возможных оборотов ДВС, таймером U2 формируется последовательность положительных импульсов оптимальной ширины (2,8-3,2мс), неизменной в широком диапазоне частоты вращения коленчатого вала. Длительность импульса при необходимости меняется подстроечным резистором PR2.
Сформированный импульс подается на делитель частоты (вход CLK U4.1), выполненный на сдвоенном регистре U4 (CD4015) и монтажном ИЛИ-НЕ (Q2, VD6-VD10,R21), сконфигурированном для 6-фазного режима.
На выходах U4 (Q1…Q4 U4.1-Q1 U4.2) формируется 6-фазная последовательность импульсов с частотой 1/6 относительно входной последовательности импульсов. С выходов U4 импульсы подаются на входы формирователя длительности импульсов (элементы U5.1-U5.4, U6.1,U6,2), на выходах которых формируется 6-фазная последовательность импульсов равных по длительности импульсу на выходе формирователя U2, но инвертированных по отношению к нему.
Далее, сформированные по длительности импульсы, подаются на входы элементов микросхемы U7 (шесть инверторов с тремя состояниями), блокирующих работу выходных ключей Q3-Q8 до активации сигналом с датчика ДПКВ (вход Unit на плате) и инвертирующего импульсы 6-фазной последовательности для нормальной работы выходных ключей (т.е., время замыкания каждого из ключей равно длительности импульса на выходе формирователя U2).
Узел стартовой синхронизации выполнен на элементах U6.3, U6.4, включенных по схеме RS-триггера, исходное состояние которого при подаче питания в схему ЭТ обеспечивает заряд конденсатора С10, устанавливая триггер в «нулевое» состояние, приводя ЭТ в стартовую готовность. При этом на выходе элемента U6.4 (вывод 11) появляется логическая «1», зажигая светодиод HL12 и блокируя работу инверторов микросхемы U7, а, следовательно, и работу выходных ключей Q3-Q8, удерживая их в запертом состоянии.
Для запуска ключей ЭТ на вход «Unit» подается сигнал с датчика положения коленчатого вала. Первым, пришедший с ДПКВ импульс транслируется транзистором Q9 через конденсатор С17 на второй вход триггера, выполненного на элементах U6.3, U6.4, опрокидывая его в противоположное (условно «единичное») состояние. На выходе элемента U6.3 появляется логическая «1» (зажигается светодиод HL5), «обнуляя» посредством заряда конденсатора С12 входу RST U4 выходы этой микросхемы, задавая начало работы с выхода Q1 U4.1, а, значит, выходной ключ Q3 замкнется первым. Выход U6.4 до отключения питания будет находиться в «нулевом» состоянии, разрешая работу инверторов U7.
По входу «Unit» ЭТ может работать с двумя типами датчиков – индуктивным и Холла, т.к. на плате предусмотрено трансформирование входного узла на транзисторе Q9. Для работы с датчиком Холла резисторы R29,R31 заменяются на номиналы с нулевым значением, либо перемычками. Исключаются элементы: С16, VD11, R40, VZ4. Для работы с индуктивным датчиком из схемы исключается R32, а вместо R39 устанавливается перемычка.
Встроенный генератор на таймере U1 предназначен для проверки собственно ЭТ, упрощая диагностику и настройку устройства. Частота работы генератора варьируется от 10 до 150Гц, что соответствует 300-4500 об/мин 4-тактного 4-цилиндрового или 200-3000 – для 6-цилиндрового ДВС. Генератор включается с помощью кнопки S1. Частота импульсов регулируется потенциометром PR1. Кроме генератора на плате присутствуют диагностические светодиоды для оценки работоспособности устройства и входных сигналов от датчиков.
HL2 – включение генератора; HL1 – контроль срабатывания датчиков, подключенных к входам или визуализация импульсной последовательности на выходе генератора; HL3 – контроль выхода формирователя импульса; HL5 - состояние «работа» ЭТ; HL12 – состояние «готовность» ЭТ; HL6 – HL11 – контроль импульсов управления ключами Q3-Q8.
Настройка собранного устройства не вызывает сложностей и сводится к установке длительности импульсов на выходе формирователя (U2) – 2,8-3,2мс (либо иные значения с привязкой к конкретной конфигурации ДВС). Для этого необходимо включить встроенный генератор, нажав на кнопку S1 и подключить осциллограф (частотомер в режиме измерения длительности импульсов) к выходам С1, С2. Установив минимальное значение частоты встроенного генератора, по зажиганию светодиодов HL6 – HL11 можно оценить работоспособность ЭТ. Для разрешения работы выходных ключей Q3-Q8 необходимо кратковременно замкнуть вход «Unit» на общий провод схемы GND (если вход выполнен для работы с датчиком Холла). Можно так же кратковременно замкнуть К-Э транзистора Q9.
ЭТ выполнен на печатной плате размером 88Х54мм. Подключение к плате внешних устройств, расположение регулировочных компонентов и индикации показано на рис.2.
ЭТ в данном исполнении имеет 6 каналов последовательного управления внешними устройствами искрообразования и может быть применен для работы с ДВС, имеющими различное количество цилиндров с распределением фаз до 6 . Режимы для работы с разными ДВС могут быть изменены на плате путем установки/удаления нескольких компонентов. Для изменения конфигурации ЭТ для работы с ДВС, требующего меньшего количества фаз распределения, следует удалить следующие компоненты:
VD8, VD10 – для 4-фазной последовательности
VD8, VD10, VD9 – для 3-фазной последовательности
Выходные ключи, светодиоды и резисторы не нужные для работы, так же – не устанавливаются на плату.
Перед эксплуатацией плату следует заключить в металлический кожух, с закрепленными на нем разъемами для соединения с внешними устройствами. Разъемы следует соединять с платой проводниками минимальной длины. Все внешние входные и выходные межразъемные соединения следует выполнять экранированными проводами или витой парой. При этом от каждого из выходов устройства к коммутаторам должно идти свое витое или экранированное соединение, где один из проводов витой пары должен быть соединен с общим проводом разъема устройства - с общим проводом разъема коммутатора. То же справедливо и для экрана экранированного провода. Аналогично и для входных соединений с датчиками.
При необходимости количество фаз распределения можно увеличить до 8.
Цепи питания ЭТ защищены от переполюсовки и повышенного напряжения.
Максимальное потребление при напряжении питания +15В составляет не более 30мА.
Видео демонстрационной работы ЭТ: https://disk.yandex.ru/d/K_JZssK2me4tTg
Данное устройство было разработано по техзаданию конкретного заказчика для стендового применения.
