Перейти к содержанию

Принципы функционирования модуля диагностики ламп 87BG 10C909 AA


Рекомендуемые сообщения

* — данная статья написана благодаря активному участию уважаемого коллеги RUSY (drive.ru), за что ему большое от меня спасибо.
 

post-12021-0-02395700-1395168063.jpg

Этот модуль является частью так называемой системы графического отображения информации, и отвечает за диагностику неисправностей в лампах главного света, габаритов и стоп сигналов.
Даный модуль устанавливался в автомобилях Ford Sierra Мк2 и Мк3 (конечно — зависимо от уровня комплектации салона), и возможно что и в Ford Scorpio тоже.

 

Некоторые начальные даные:
Модуль выполнен на гетинаксовой плате, монтаж односторонный; на плате присутствует главный и единственный разъем — два ряда из 25 контактов, каждый из которых соединяется с алюминиевой коробкой-корпусом модуля через миниатюрный керамический монолитный конденсатор номиналом 0.1 мкФ (микрофарада).
 post-12021-0-64716200-1395168153_thumb.j
Система графического отображения информации в автомобиле Ford Sierra предназначена для информирования водителя об состоянии разных важных узлов автомобиля, — например уровня тосола в расширительном бачке, воды в бачке для омывателя стекол, исправности лампочек в фарах и задних фонарях. Как раз последним и занимается модуль диагностики ламп, хотя работает совместно с другим модулем системы — модулем дополнительной сигнализации (AWS module). Для отображения информации, в системе предусмотрено основной дисплей и дополнительный. Модуль неисправности ламп использует часть функций основного дисплея:
 post-12021-0-60935900-1395168180_thumb.j
Как выглядит работа подсистемы диагностики ламп — на автомобиле.
Автомобиль — на ручном тормозе. Водитель заводит мотор, не трогая педаль тормоза. Подрулевой многофункциональный правый переключатель — в положении "выключено". С момента включения зажигания, на основном дисплее (символы открытия дверей и "снежинок" — не рассматриваем) загораются все "фары" — передние и задние. Они все светятся 5 секунд, после чего передние должны погаснуть, а задние — продолжать светится. При нажатии на педаль тормоза — задние лампочки на основном дисплее системы — тоже должны погаснуть. Если одна или обе не погасли — значит возможно перегорели лампочки стоп сигналов в задних фонарях (я использовал слово "возможно" ибо в старых машинах возможны проблемы и с проводкой, а также с самими модулями диагностики). Во всяком случае, прежде чем проверять габариты (с помощью системы графического отображения информации), — нужно устранить проблемы со стопсигналами.
Чтоб проверить исправность габаритов, водитель включает подрулевой переключатель во второе положение — включив этим самым, кроме габаритов, и подсветку приборов — подсветка основного дисплея системы графического отображения информации — тоже должна светится. Если в таком положении, на основном дисплее засветятся какие либо из лампочек "передних фар" или задних фонарей — это знак, что обнаружена проблема с определенной лампочкой габарита (противотуманки). Когда проблем тут нет, или успешно устранены, включаем подрулевым переключателем ближний свет (3е положение — самое верхнее). Ночью конечно и так почти все видно: что с чем, но днем — система графической информации — удобный помощник. Тут все аналогично — если одна или обе передние "фары" на основном дисплее светятся, — значит есть проблема с сответствующими лампами.
Схемы внешних соединений модуля (или даже обоих модулей — всей системы) можна посмотреть на этих ссылках:

 

ajicko72i.jpgajigfv8kj.jpg

 

схемы взяты из форума www.carhelp.info/forums/forumdisplay.php?f=155
 

Принципиальная схема модуля была отрисована мною лично и опубликована между прочим в одном из альбомов схем, вот ее полноразмерный вариант:
ajkp8vhcc.jpg

Главными компонентами модуля являются пять микросхем фирмы TFK — U477B, которые мониторят ток через нагрузку (в нашем случае — лампы), — сравнивая его с образцовым значением и зависимо от этого, могут на своих выходах управлять маломощными индикаторными компонентами — светодиодами, или за посредством транзисторных ключей — миниатюрными лампочками, индицируя их свечением исправность/неисправность той или иной лампы автомобиля.
Однако, прежде чем перейти к особенностям схемы — как самих микросхем, так и всего модуля в целом, ограничимся сперва структурной схемой модуля:

post-12021-0-68536100-1395168230_thumb.j

Я не выделял из состава узлов диагностики ламп цепи самих ламп — структурно они входят в их состав. Микросхемы — основа узлов диагностики самих ламп. Серым цветом выделены обе микросхемы контроля состояния ламп ближнего света (head light) — левой и правой фар, даный узел еще обозначен цифрой "2". Этими двумя микросхемами, помимо прочего, управляет транзисторный ключ Т6.
Желтыми рамками обозначены две других микросхемы — они занимаются диагностикой ламп передних габаритов обоих сторон и задних — я их условно тоже назвал габаритами, хотя это также задние противотуманки — тоже левой и правой сторон. Даный узел обозначен цифрой "3".
транзисторный ключ Т6, узлы "2" и "3" — управляются правым многофункциональным подрулевым переключателем автомобиля Ford Sierra. На структурной схеме можна отличить три состояния этого переключателя:

 

I — положение "выключено"
II — положение "габариты и подсветка приборов — включены"
III — положение — "ближний свет включен".

 

Видно, что для разных узлов схемы на их входах управления — разная комбинация питающих напряжений.
Выходы микросхем диагностирующих лампы, подключены к узлу транзисторных ключей (transistors electronic switches), которые управляют миниатюрными лампочками в основном дисплее системы графического отображения информации. Следует заметит, — хоть это и не отображено на структурной схеме модуля, — что выходы микросхем диагностирующих лампы ближнего света, совмещены с соответствующими выходами (имеется в виду — левая к левой, правая к правой стороне) микросхем, которые диагностируют лампочки передних габаритов. Это сделано и потому, что на основном дисплее системы графического отображения информации автомобилей Ford Sierra Mk2 (Мк3), всего одна лампочка, которая индицирует возможную неисправность — скажем переднего левого габарита и левой лампы ближнего света; тоесть одна индикаторная лампочка отвечает за две реальные на машине. Такое кажущееся упрощение — по сравнению с куда более продвинутым дисплеем Ford Sierrа Мк1 (первого поколения), объясняется тем, что при положении подрулевого переключателя — "габариты включены", можна на одной и той же лампочке дисплея отобразить сначала состояние ламп габаритов а потом и состояние ламп ближнего света. Если лампочка не засветилась, сигнализируя об неисправности в лампах, — включение ближнего света тем же переключателем, задействует микросхемы анализирующие состояние ламп ближнего света, и если тут тоже все будет нормально, — индикаторные лампочки основного дисплея, отвечающие как за передние габариты, так и за лампы ближнего света, — светится не будут.
Узел контроля состояния ламп стопов имеет свои особенности. Он состоит из микросхемы-монитора ламп стоп-сигналов, транзисторного ключа Т1 и двух одинаковой конструкции транзисторных триггеров: один для левого стопсигнала, другой для правого. Схема дополнительно может управлятся выше упомянутыми транзисторными ключами и диодами D5, D6.
При подаче питания и не нажатой педали тормоза, часть модуля, отвечающая за стоп-сигналы, работает следующим образом. Поскольку педаль тормоза не нажата, питание не поступало на микросхему контроллирующую стоп сигналы, но поступило на транзисторный ключ Т1 и триггеры. Поскольку подрулевой переключатель не включался — габариты не включались, — соответственно состояние ламп в задних фонарях не влияет на индикацию на основном дисплее. В первые пять секунд питания все лампочки фар на дисплее светятся, потом гаснут передние "фары", а стопы (которые на дисплее совмещены функционально с задними противотуманками — об этом я уже выше говорил) продолжают гореть. Триггер левого стопа благодаря открытому транзистору Т1 и не запертом диоде D5, запускается в начальное состояние, при котором диод D5 "запирается", один из транзисторных ключей открывается и лампочка левого стопа (задней противотуманки) на дисплее, после пяти секунд после включения, продолжает светися.
Если нажать педаль тормоза — достаточно один раз, — микросхема-монитор стоп-сигналов получит питание и немедленно продиагностирует состояние самих ламп стоп-сигналов. Транзистор Т1 в этот момент закрывается, что вызывает переключение триггеров в другое устойчивое состояние, транзисторные ключи закрываются и лампочки на основном дисплее — гаснут. В этом процессе, если реальные лампы стоп сигналов целые и микросхема, их контроллирующая, на своих выходах изменений не создавала, — она на триггеры не влияет. Но если во время нажатия педали микросхема просигнализировала на одном или двух сразу выходах, что лампочки стопов не целые, — это "закрывает" диоды D5 D6, триггеры переводятся в другое состояние, при котором снова открываются транзисторные ключи лампочек основного дисплея и они — загораются. Стопы на дисплее будут светится при включенном моторе пока не заменить лампы и не нажать педаль тормоза, либо — просто выключить зажигание.

 

 

Описание микросхемы U477B. Взято на странице сайта www.seekic.com/circuit_di…t/CAR_LIGHTS_MONITOR.html
Данную микросхему выпускала известная фирма Telefunken. Она специально создана для мониторинга состояния ламп внешнего освещения в автомобилях, и форды были отнюдь не единственными заказчиками этих микросхем, — например Порше тоже в некоторых моделях использовали подобные микросхемы.
http://forums.rennlist.com/rennforums/928-forum/317058-defeating-the-bulb-control-module.html

 

Микросхема может контролировать две отдельные, несвязанные друг с другом, лампочки. С помощью резистора-шунта, с весьма малым сопротивлением, та или иная лампа в автомобиле последовательно, через этот резистор, получает питание. Когда лампа включена и светится, на этом резисторе-шунте происходит небольшое падение напряжения (для микросхемы U477B оно составляет 16мВ), — компаратор внутри микросхемы сравнивает его значение с неким опорным напряжением.
post-12021-0-79047800-1395168264_thumb.j

Из схемы микросхемы видно, что внутренний делитель из двух резисторов между 7 и 1 выводами микросхемы создает некое опорное уменьшеное напряжение для одного из входов компаратора — обозначеным "-" и что означает инверсный вход. А 4й вывод — это вход для напряжение от делителя, через часть которого включается лампа. Тоесть на 4м выводе будет немного меньшее напряжение чем напряжение на 7 выводе микросхемы — это уменьшеное значение напряжения — это падение напряжения вследствии наличия нагрузки в виде целой нити накала лампы. Если лампа горит — цепь ее рвется и напряжение на выводе 4 микрухи — стает такое же как на 7м. Тоесть пропадает небольшая разница напряжений, которую как раз детектирует компаратор.
На выходе компаратора, это проявляется в виде напряжения — скажем 6 вольт, иногда это можна заменять понятием "логическая единица" — ибо нулевое или очень маленькое напряжение — это будет "логический ноль". Компаратор на выходе подключен к цифровому логическому элементу "И", который действует так :
если на его обоих входах "логические единицы" — тогда на выходе тоже "единица" а при других вариантах на входе (единица и ноль, или оба нуля) — на выходе элемента "И" будет 0. В цифровой логике это называется конъюнкция.
Элементом управляют два компаратора — один, что на входе микрухе, а другой, дополнительный, который задействуется подачей +12 вольт на 8й вывод микрухи или отсутствием там напряжения. Тоесть если, например, микросхема "определила", что лампа неисправна, входной компаратор на выходе включает "логическую единицу" — а на 8м выводе у нас +12 вольт, тогда логический элемент "И", имея на двух входах "единицы", включит на своем выходе тоже "единицу", что будет выражатся, скажем, в напряжении +5 вольт, — это напряжение откроет транзисторный ключ на выходе и 5 вывод микросхемы соединится с массой, что можна использовать либо для свечения светодиода подключенного к +12 вольт, или дальнейших ключей, которые сделают тоже самое но с лампочкой основного дисплея системы графического отображения информации — как в нашем случае.
Рассмотрим вариант, если например входной компаратор сработал — подал "логическую 1" на вход логического элемента "И", а вот компаратор вывода 8 микрухи не сработал — тоесть на выводе 8 ноль вольт или меньше чем: коэффициент 0.56 умножить на напряжение питания микросхемы, с 12 вольт это едва будет 5-6 вольт, — в нашем случае (см. схему модуля)транзистор Т6 может 8й вывод коммутировать либо на 12 вольт либо 0.8 вольта. Вот при таком последнем случае логический элемент имеет на одном входе "логическую 1", а на другом "логический 0" — такое состояние не позволит ему включить на своем выходе единицу, тоесть открыть транзистор на выводе 5, а значит 5 вывод микрухи не будет соединен с массой и соответствующая индикаторная лампочка не будет светится.

 

 

Описание работы модуля согласно электрической принципиальной схемы.

Допустим: мы заводим автомобиль, который стоит на ручнике, педаль тормоза мы не трогаем, а фары и подфарники — выключены. Через контакт 7 модуля, другой модуль — дополнительной сигнализации (AWS), на протяжении 5 секунд удерживает соединение с массой. Тем временем, на модуль диагностики ламп поступают два напряжения питания +12 вольт по выводам 1 и 2. Поскольку фары передние и габариты выключены, а педаль тормоза не нажата, модуль диагностики ламп в этот момент ничего не диагностирует. Микросхема IC1 не активирована — ибо педаль тормоза не нажата и она не получает питание. IC2 и IC3 имеют общий "активатор" в виде двух важных входов модуля: 5й контакт разъема модуля и 12й контакт, — при выключеном положении переключателя подрулевого на 5 выводе +12 вольт, а на 12 выводе у нас 0 вольт. Такое положение отключило питание в микросхем IC2 и IC3 (сработал транзистор Т6 — он открыт благодаря 12 вольтам от 5го контакта разъема модуля), — в этот момент они не диагностируют лампы, хотя их функция — проверять состояние ламп ближнего света в обоих фарах.
Микросхемы IC4 и IC5 тоже "связаны": их функция — диагностика состояния ламп габаритов и задних противотуманок — всех 4 штук. Однако, поскольку на 10 контакте разъема модуля у нас 0 вольт (подрулевой переключатель в выключеном положении) — обе микросхемы отключены. Итак, — как видно из всего сказаного, все пять микросхем модуля при выключеном переключателе подрулевом и не нажатой ни разу педали тормоза, находятся в выключеном состоянии, а значит на их управляющих выходах — в каждой это выводы 3 и 5, — на каждом из этих выводов у нас нет соединения с массой (внутри микросхем транзистор в закрытом состоянии от чего на 3 и 5 выводах — нет соединения с массой).
Поскольку модуль не диагностирует состояние ламп освещения автомобиля, все что мы видим на основном дисплее системы графического отображения информации форда, — это результат работы других узлов.
Итак, вопрос: как и почему светятся все лампочки на машинке, и почему только в первые пять секунд после включения зажигания и почему при не нажатой ни разу педали тормоза — по прошествии 5 секунд лампочки "стопов" на основном дисплее не гаснут со всеми остальными.
Вспомним: 1 и 2 контакты разъема модуля это +12 вольт, 6й это масса, а 7й контакт разъема модуля у нас первые пять секунд питания модуля приходит соединение с массой от другого модуля системы. Вот эта пятисекундная масса открывает транзистор Т15. Он открывается и через переход эмиттер-коллектор пропускает напряжение +12 вольт, которое поступает на базы транзисторов Т11, Т12,Т13 и Т14. Именно эти транзисторы коммутируют соединение с массой для лампочек основного дисплея. Все эти транзисторы связаны одной шиной массы, и одной шиной от коллектора транзистора Т15. Однако их открытие или закрытие зависит от транзисторов управляющих ими — тоесть Т7, Т8, Т9 и Т10.
Мы помним, что у всех микросхем модуля (при первоначальных заданых условиях), на выводах 3 и 5 нет соединения с массой, тоесть микросхемы в неактивном состоянии. Это означает, что транзисторы Т7-Т10 не открыты ибо на их базы не поступает масса, а значит +12 вольт с их эмиттеров не проходит на их коллектора, это приводит к тому, что в первые пять секунд питания модуля транзисторами Т11-Т14 управляет транзистор Т15, — принудительно их открывая и вызывая свечение всех лампочек фар на дисплее. Проходит пять секунд — и транзисторы Т9 и Т10 закрываются, с их баз пропадает положительное напряжение питания и транзистор Т15 закрывается. Коллектор Т15 не прямо связан с массой, а через резистор R56 с относительно небольшим сопротивлением. Значит базы транзисторов теперь вместо положительного напряжения получают соединение с массой (все транзисторы — их базы связаны между собой но через резистор сопротивлением 1 килоом каждый). Теперь транзисторы Т11-Т14 могут открытся, если через транзисторы Т7-Т10 они получат положительное напряжение. А транзисторы Т7-Т10 зависят от выходов микросхем, — поскольку на микросхемах нет соединения с массой, транзисторыТ7-Т10 должны быть закрытыми, тоесть в итоге, все лампочки не должны светится .
Но а как же стопы — ведь они продолжают "гореть" на дисплее после 5 первых секунд питания модуля?
Ответ на этот вопрос касается уже другого узла схемы — на микросхеме IC1 и транзисторах Т1-Т5. И важную роль тут играют диоды D5 и D6.
Рассмотрим случай, когда педаль тормоза не нажата, мотор работает (либо зажигание постоянно включено) и на дисплее светятся задние стопы.
Поскольку микросхема IC1 отключена от питания вообще, на ее 3 и 5 выводах нет соединения с массой.
Транзистор Т1, вернее его база, через резисторы R5 и R3 связан с массой, а это означает для транзистора, его типа проводимости, состояние "открытого". Тоесть, напряжение +12 вольт, которое поступает от 1го контакта разъема модуля, проходит через переход эмиттер-коллектор транзистора на диод D4 включенный в прямом включении, он проводит эти +12 вольт дальше через себя на эмиттеры транзисторов Т2 и Т4. Вот теперь настал черед сказать об роли диодов D5 и D6. Они включены так, что при закрытом состоянии транзисторов Т7 и Т8, +12 вольт от шины контакта 2 разъема модуля, проходят через резисторы R40-R43 и диоды D5, D6 на коллектора транзисторов Т3 и Т5, а также на базы тарнзисторов Т2 и Т4. Поскольку узел на транзисторах Т2 и Т3 абсолютно аналогичный узлу на транзисторах Т4, Т5 — рассмотрим работу первого из них — в качестве примера.
В момент включения модуля, благодаря открытому транзистору Т1, +12 вольт через диод D4 поступает на эмиттер Т2. Диод D5 пропускает положительное напряжение питания (я уже выше описал как.) коллектор Т3 и на базу Т2 (через резистор R12). База транзистора Т2 связана с массой через резистор R11, параллельно которому подключен конденсатор С4. В момент включения питания, конденсатор, будучи полностью разряженным, согласно особенностям конденсаторов при постоянном токе, имеет малое сопротивление, которое по мере заряда быстро возрастает, — этого достаточно чтоб "закоротить" резистор R11 и быстро открыть транзистор Т2, который пропустит +12 вольт с эмиттера на резистор R9 и на базу транзистора Т3, вследствии чего, последний откроется и соединит свой коллектор с массой (через диод D1). Масса "закроет" диод D5, а значит плюсовое напряжение уже не сможет проходить через него. Т2 и Т3 — это простой транзисторный триггер, это своеобразное простейшее устройство "памяти". Положительное напряжение было необходимо только вначале — для запуска триггера, чтоб открыть Т2, а затем Т3. Именно последний дальше "держит" целый узел в состоянии выше описаном — когда коллектор Т3 соединен с массой. Могу добавить, что база Т3 через резистор R10 соединена с массой (через резистор R56). Теперь свяжем все сказаное с диодом D5 и вопросом — почему светится лампочка стопа после первых пяти секунд питания и при не нажатой ни разу педали тормоза.
Поскольку триггер закрыл массой диод D5, это привело к открытию транзистора Т7, он +12 вольт пропускает через свой переход эмиттер-коллектор на базу транзистора Т11 и открывает его: это позволяет лампочке основного дисплея — задних стоп-сигналов, засветится (на дисплее все лампочки соединены общей шиной +12 вольт), ибо получит соединение с массой.
Узел другого триггера — на транзисторах Т4 и Т5 — работает абосолютно аналогично, только там дополнительные действующие "персонажи" — диод D6 и транзистор Т8.
Остался вопрос: как это происходит, что при нажатии на педаль тормоза "стопы" на дисплее гаснут и больше не светятся (при условии что все лампочки внешнего освещения автомобиля — целые).
Итак, жмем на педаль тормоза: +12 вольт поступает через 16й контакт модуля на микросхему IC1 и базу транзистора Т1. Транзистор закрывается и на его коллекторе пропадает +12 вольт, а это значит что на эмиттерах Т2 и Т4 +12 вольт тоже пропадает. Это приводит к закрытию транзисторов Т3 и Т5, — соединение с массой на коллекторах Т3 и Т5 пропадает, и диоды D5 и D6 снова открываются — пропускают +12 вольт на коллекторы Т3 и Т5 и на базы Т2 и Т4. Т2 и Т4 снова открываются — но поскольку на эмиттерах Т2 и Т4 нет +12 вольт (транзистор Т1 закрыт), триггеры не срабатывают, транзисторы Т7 и Т8 — закрытые и лампочки не горят — вот как и почему гаснут лампочки стопов на дисплее.
Допустим нештатную ситуацию: лампочки в стопах сгорели: жмем педаль тормоза — лампочки стопов на дисплее не гаснут, — "Ага, у нас сгорели лампочки стопов". Как это работает в схеме? На выводах 3 и 5 появляется соединение с массой, — это закрывает диоды D5 и D6, транзисторы Т7 и Т8 открываются и открывают транзисторы Т11 и Т12 соответственно. Лампочки стопов на машинке продолжают светится.
Вот и все.

 

Возможные неисправности модуля.

К сожалению данный модуль может иметь "глюки" либо вообще быть поврежден. Сразу должен заметить — вот например модуль в таком состоянии —
 post-12021-0-93866500-1395168302_thumb.j
ремонтировать не стоит — лучше купить другой сразу.
Если влага повредила часть платы — можна задуматся об ремонте такого модуля, — особенно если другой достать нет возможности. Наиболее частой проблемой подобных модулей — растрескивание или отслоение паек. Ремонт в таком случае сводится к пропайке оловом с флюсом всех подозрительных мест, особенно контактов разъема. Нужно только не забывать о том, что каждый вывод микросхемы можна нагревать паяльником не более 3 секунд (желательно), а соседние — не ранее чем через 30-40 секунд. Но если "паяльщик" опытный и делает все быстро, а выводы не окислены — микросхему можна "перепаять" весьма быстро и за один заход.
Реже, но случается, могут пересохнуть электролитические конденсаторы, а некоторые из них играют ключевую роль в работе модуля. Заменять следует на такие же по номиналу и рабочим напряжением. Предпочтительными являются 105 градусные конденсаторы.
В случае повреждений влагой — могут отгнить выводы в ряде элементов, а в случае еще и дальнейшей эксплуатации — микросхемы или транзисторы модуля могут выйти из строя. Замена транзисторов не представляет затруднений — все они распространенные типы. А вот с микросхемами труднее.
Кроме отгнивания выводов следует иметь в виду и проблемы с печатными дорожками, — все следует проверять лупой (визуально) либо тестером (соблюдая осторожность с микросхемами).

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Гость
Эта тема закрыта для публикации ответов.
×
×
  • Создать...