• si-2019.png
  • si-foto-2015.jpg
  • si-foto-2016.jpg
  • si-foto2-2015.jpg
  • si-foto2-2016.jpg
  • si-foto3-2016.jpg

Hlavným cieľom projektu bolo zdokumentovať vývoj elektroniky v automobilizme a na konkrétnom automobile Volvo V40 realizovať prakticky potrebné úpravy a to vytvoriť zariadenie ktoré by na základe impulzu diaľkového ovládania odomklo alebo uzamklo dvere. Pri výrobe zariadenia minimalizovať náklady. Preto som si nemal v pláne objednať celé zariadenie ale iba súčiastky a následne využiť poznatky a vedomosti elektrikára. Meraním a zisťovaním nájsť správne kontakty v dverách osobného automobilu na napájanie zariadenia a kontakty na pneumatické motorčeky centrálneho ovládania dverí. Predsavzal som si nepojazdný automobil na základe vedomostí a zručností získaných počas štúdia na SPŠ dopravnej spojazdniť tak, že bude spĺňať podmienky STK. Na internete som našiel nepojazdný automobil značky Volvo V40 z roku 2001, ktorý som postupne renovoval a zmodernizoval elektronikou tak, že je funkčný a môžem ho používať.

Tento projekt som robil pre vlastnú potrebu, ale aby aj ostatní spolužiaci videli, že nemusíme si všetci kúpiť nové auto, ale ak sme zruční, máme vedomosti a chuť, môže sa to podariť aj im.

Som vo štvrtom ročníku SPŠ dopravnej v študijnom odbore elektrotechnika v doprave a telekomunikáciách, teda teoretické vedomosti a praktické zručnosti mám. Baví ma najmä elektronika a dosiahol som v nej už aj určité úspechy, či už v Zenite, SOČ ale aj na Festivale vedy a techniky. Preto som si trúfal na renováciu vhodného auta, ak ho nájdem, čo sa mi aj podarilo. Keďže bývam na dedine v rodinnom dome, nebol problém odtiahnuť ho na dvor a pokúsiť sa ho spojazdniť.

image2

 

Materiál

Veľmi stručne som sa pozrel do histórie automobilizmu a potom do histórie značky Volvo.
Začiatok histórie automobilov sa začal písať v roku 1765, keď Nicholas CUGNOT dôstojník francúzskej armády vyvinul samohybný, parou poháňaný voz, ktorý uviezol štyroch pasažierov rýchlosťou približne 3 km/h. Jedna z jeho prvých jázd viedla ulicami Paríža. Vozidlo sa prevrátilo a CUGNOT bol uväznený pre verejné ohrozenie.

image3

Vývoj pokračoval a v roku 1885 Karl BENZ vyrobil ako prvý dnes uznávaný automobil, ktorý využíval motor s takzvaným vnútorným spaľovaním.

image4

Počas vyše tých 125 rokov z hrubého mechanického zariadenia sa vyvinul veľmi zložitý produkt, neschopný existencie bez sofistikovanej elektronickej technológie. Najväčšie zmeny boli vyvinuté za posledných 30 až 40 rokov. Vývoj kombinácii elektronických a mechanických inžinierskych riešení priniesol splnenie zdanlivo nesplniteľných požiadaviek a to nízke emisie, ekonomickú spotreba paliva, výborné jazdné vlastnosti. Trend naďalej smeruje k rastu počtu elektronicky riadených systémov.

Rýchly nárast rozvoja elektronických riadiacich systémov zasiahol už nielen elektronické riadenie motora ale zvýšil aj úžitkovú hodnotu vozidla z hľadiska
- Aktívnej bezpečnosti
- Pasívnej bezpečnosti
- Jazdných vlastností
- Komfortu a komunikačných schopností

 

Elektrické systémy vo vozidle

V tejto časti projektu chcem vysvetliť pojmy, ktoré sa často zamieňajú.
Elektrifikácia vozidla znamená nahrádzanie alebo dopĺňanie komponentov fungujúcichna neelektrickej báze elektrickými komponentmi. Cieľom je zlepšenie komfortualebo zvýšenie presnosti riadenia jednotlivých ovládacích elementov, čo má všakza následok zvýšený príkon a celkový odber elektrického prúdu vozidla.
– V roku 1992 volvo 850 sa stáva prvým automobilom na svete ktoré je vybavené bočnými airbagmi
– Prechod na hybridné automobily a neskôr na elektromobily

Elektronizácia vozidla znamená nahrádzanie jednotlivých riadiacich systémovvozidla, fungujúcich na mechanickej báze elektronickými systémami, resp.vybavenie vozidla systémami, ktoré pri zohľadnení nárokov kladených na vozidlomôžu fungovať len na elektronickej báze.
Príklady elektronizácie:
– systém monitorovania tlaku v pneumatikách
– elektronický stabilizačný systém
– Posilňovač riadenia

Po čase nasledovalo elektronicky riadené vstrekovanie paliva, elektronické riadenie automatickej prevodovky, airbag a ESP, elektronicky riadený podvozok a množstvo komfortných a bezpečnostných funkcií.

Prvými samostatne fungujúcimi regulačnými systémami v autách, aj keď v mechanickej podobe, boli termostat a časť karburátora, zabezpečujúca voľnobežné otáčky motora. V medzivojnovom období prišli na trh v Spojených štátoch autá s automatickou prevodovkou. Po dlhých rokoch sa objavil systém ABS.

Asistenčné systémy podporujúce ovládanie automobilu

Asistenčné služby v automobile, sú doplnkové funkcie, ktoré ak je to potrebné, pôsobia priamo bez toho aby vodič mohol zabrániť jeho pôsobeniu tak, že to vodič vôbec nepozná a účinky považuje za normálne. Tieto systémy musia pracovať rýchlo a precízne a sú riadene mikropočítačom. Ak sa takéto systémy aktivujú prevezmú kontrolu nad vozidlom bez toho aby vodič tomu vedel zabrániť. Asistenčné systémy podporujúce vozidlo sú napr.:
– proti blokovací systém ABS
– protišmykový systém ASR
– elektronická stabilizácia jazdy ESP
– brzdový asistenčný systém BAS
– elektronická distribúcia brzdnej sily EBV/EBC
– aktívna stabilizácia podvozku AFS
– systém pre automatické núdzové brzdenie ABN

Asistenčné systémy podporujúce vodiča pri ovládaní automobilu

Podporujú vodiča nepriamo, tým že ho informujú o situácii a varujú pred nebezpečenstvom. Vodič získa väčší prehľad a môže tak urobiť lepšie rozhodnutie. Tieto asistenčné systémy nemajú kontrolu nad vozidlom a môžu byt hocikedy odpojené. Zodpovednosť je ďalej na vodičovi. Medzi tieto systémy patrí:
– adaptívna kontrola vzdialenosti ACC
– virtuálny zobrazovač HUD
– infračervené nočne videnie
– asistenčný systém udržovania jazdného pruhu LDW
– navigačný systém GPS
– parkovací asistenčný systém APS
– hlasové ovládanie obsluhovaných prvkov vozidla (napr. telefonovanie)

Asistenčné systémy podľa spôsobu zásahu do riadenia vozidla.

Tak dostávame tri kategórie:
– stabilizácia: systémy tejto kategórie zabraňujú šmyku (ABS,ESP)
– riadenie: systémy tejto kategórie asistujú pri rutinných činnostiach vodiča, rutina môže viest aj k nepozornosti vodiča (cruisecontrol)
– navigácia: systémy majú vodiča bezpečne, komfortne a v rámci spoľahlivo kalkulovaného časového úseku doviesť do zvoleného cieľa. (GPS)

image5

 

Praktická časť

Kúpil som si nepojazdné auto a mojím cieľom bolo ho opraviť a vylepšiť. Podarilo sa mi nájsť nefunkčný a nepojazdný model : Volvo V40.

image6

 

Keďže bývam na dedine v rodinnom dome, nebol problém odtiahnuť ho na dvor a pokúsiť sa ho spojazdniť.

Postup renovácie a jej výsledky.

1. Zistil som, že motor auta je nefunkčný a príčinou bol akumulátor, skorodované kontakty... Samozrejme som akumulátor očistil a nabil.

2. Prvé pokusy o štart boli opäť neúspešné a motor sa „nechytal“. Začal som od základných vecí v elektrickom obvode ako sú poistky, pokračoval som na senzory a zistil som, že indukčný senzor na kladke rozvodového remeňa nie je poriadne pripevnený a preto nedokáže motor určiť kedy má spustiť naftu. Lepšie som ho upevnil, vyčistil hrdzu a odmastil. Motor chytil „na brnk“. Mal čudný zvuk, vymenil som tesnenie pod zvodmi, vyčistil vstreky, motor a už si tíško priadol.

3. Šiel som na skúšobnú jazdu po dedine, ale motor nemal ťah. Začal som kontrolovať snímače prietoku vzduchu, ktoré boli taktiež odpojené.

4. Auto už ťahalo pekne, no na ďalší deň, keď som chcel zapnúť klimatizáciu, lebo bolo horúco, tak nešla. Bola vypálená poistka a skrat na senzore tlaku v systéme. Všetko som opravil vymenil.Klimatizácia už chladí.

5. Motoricky som vyriešil všetko a tak som sa pustil do lepšieho vybavenia elektronikou, odstránenia chybičiek krásy.

6. Chcel so dosiahnuť, aby pod starou kapotou bola moderná elektronika. Začal som s výmenou žiaroviek podsvietenia za LED. Je to úspornejšie a efektnejšie.

7. Dieselové automobily sú citlivé na zaobchádzanie najmä na krátke trasy, preto som sa rozhodol doplniť automobil o ďalšie diaľkové ovládanie k centrálnemu zamykaniu, aby som nemusel motor vypínať, ak idem iba do stánku pre noviny.

image7 image9 image8

8. Nasledovala výmena oleja, zadných pružín. Repas zadných brzdových strmeňov a výmena zadného obloženia, nastavenie ručnej brzdy. Pretesnenie plniaceho systému, výmena rýchlospojok, pretesnenie plniaceho turbodúchadla. Cez leto by som sa chcel pustiť do nasledujúcich opráv/úprav:
– Repas predných bŕzd     image10
– Repas posilňovača bŕzd (skvalitnenie BAS)
– Výmena tesnenia sacieho/výfukového potrubia
– Prídavné osvetlenie
– Vyčistenie EGR ventilu a obnova jeho činnosti
– Nastavenie súmernosti kolies
– Výmena predných čapov, stabilizátorov, uloženia ramien
– Vyplnenie podbehov a batožinového priestoru materiálom pohlcujúcim hluk

 

 

9.Teraz nastal čas na úpravu karosérie. Práve pracujem na vonkajšej forme, na aute je nárazník zo staršej verzie. Pôvodnému majiteľovi bolo asi jedno aký tam bude mať. Zohnal som si originálny a aktuálne robím mechanické práce : brúsenie a prípravu na striekanie. Budem striekať celé auto, lebo stálo dlho na slnku a lak je poškodený. Disky kolies taktiež potrebujú renováciu, v zime je ten najlepší čas lebo slnko skoro zapadá a v garáži sa dá príjemne pracovať.

 

 image11

 

Ďalšie diaľkové ovládanie bolo zariadenie, ktoré som si dal ako môj hlavný cieľ. Postup konštrukcie, oživenia a funkcie popíšem podrobnejšie. Našiel som si šikovnú vecičku na aliexpresse. Diaľkové ovládanie zatvárania a otvárania dverí. No záležitosť to nebola lacná, tak som hľadal alternatívy. Nájsť na internete schému zapojenia bolo nemožné. Preto som využil svoje znalosti cudzieho jazyka a skontaktoval som sa s predávajúcim Číňanom. Dohodol som sa že súčiastky mi pošle za zlomok ceny. Priložil aj blokovú schému zapojenia a fotky ako sú súčiastky na plošnom spoji osadené a prepojené.

image12

Cez program eagle som si vytvoril schému zapojenia a následne som z nej spravil plošný spoj. Volil som si cestu nažehľovaním modrou fóliou. Ďalším krokom bolo vŕtanie do dosky plošného spoja a osadenie súčiastkami, uloženie do krabičky.

Vo dverách spolujazdca som meraním našiel kontakty na zamknutie, odomknutie dverí a napájanie a celú škatuľku som osadil do dverí.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

image14 image13

 

Zoznam súčiastok:

• 3x spínacie relé
• 3x rezistor(10Ω,10Ω,100Ω)
• 5x kondenzátor (470uf, 220uf, 100nf, 100nf, 100nf)
• Varistor
• Dióda
• Stabilizátor 78L05
• Tlačidlo
• Jumper
• Konektor 11-pin
• Zákaznícky mikroprocesor
• IO2003 APG
• EEprom
• Modul prijímača

 

Záver

Bude to rok čo som majiteľom vyššie spomínaného automobilu Volvo V40 a za ten čas som usúdil že som sa rozhodol veľmi dobre. Za ten rok som auto už detailnejšie spoznal. Auto je ročník 2002 a ak ho porovnám s nekoncernovými súrodencami tak je bez kúska hrdze. Je to z toho dôvodu že karoséria je celozinkovaná, galvanickým nanášaním. Má dieslový agregát, čo je tiež výhodou. Na aute je v súčasnosti 390 000 kilometrov. Tieto motory sú známe svojou výdržou. Ak to porovnávam môžem to porovnať aj finančne. Ak by som si kúpil to isté auto v takom stave v akom je teraz tak by ma stálo 2800 €. Ja som svoje, podľa pôvodného majiteľa nefunkčné, kúpil za 900 € a investícia do motorického aj vizuálneho stavu ma vyšlo 700 €. Čiže môžem povedať že môj plán sa podaril a podarilo sa mi auto pre študenta opraviť oveľa lacnejšie ako kúpiť funkčné. Pri výrobe dosky plošného spoja sa mi nevyskytli žiadne vážnejšie problémy. Jedinú vec ktorej som venoval viacej času, bolo v programe eagle navrhnúť vlastnú súčiastku. Bolo to preto lebo modul prijímača mi prišiel už osadený a má atypické kontakty.

 

© 2019 Súťaž: Strojár - Inovátor
Back to Top