ДЕТСКИЙ ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ

В последнее время в продаже появилась очень интересная игрушка — детский электромобиль. Раньше о таком можно было мечтать, но вот теперь такие девайсы стали вполне доступны, и как следствие — популярны. Вот и я упил внуку такой электромобиль, в процессе эксплуатации которого сразу возникло желание его модернизировать. Ниже приводится его краткое описание:

Ходовая часть имеет два двигателя на напряжение 12В, соответственно такое и и бортовое питание — электромобиль работает от двух аккумуляторов по 6В 8ампер. Имеется пульт дистанционного управления, многофункциональный руль с музыкальными сигналами и возможностью подключения МР3 плеера, открывающиеся двери, ручное переключение направления движения взад-вперед, звуковой сигнал, зеркала заднего вида, передние фары.

Характеристики детского электромобиля:
· Подходит для детей до 7 лет
· Ремни безопасности
· Пульт радиоуправления
· Приводится в движение с помощью педали газа: давление – ход, отпускание — остановка
· Привод задний
· Аккумулятор 2х6V
· Две скорости движения
· Максимальный вес пассажира 45 кг.

Сам электромобиль довольно неплохой, но выскажу свои наблюдения и некоторые минусы конструкции:

1. При подключении МП3 звук очень некачественный.
2. Фары включаются автоматически при движении только вперед.
3. При начале движения машина резко дергается с отрывом передних колес от земли. Это происходит в следствии того, что аккумуляторы расположены под сиденьем и их вес выходит за пределы задней оси.

После разборки и осмотра было принято решение произвести ряд доработок.

1. Перенести аккумуляторы на свое место под капот — как у всех нормальных машин.
2. Добавить еще один аккумулятор на 6 в для дополнительной подсветки.
3. Сделать ближний и дальний свет фар на светодиодах.
4. Поставить подсветку в задние подфарники.
5. Поставить подсветку в верхние подфарники.
6. Сделать нормальный усилитель с колонками для подключения МП3 плеера.
7. Сделать устройство плавного пуска двигателей электромобиля.

После того, как план составлен, приступаем к модернизации.

Снимаем передние фары и видим в них обычную лампочку накаливания! Причём стоит одна лампочка, хотя там место конструктивно предназначено для двух. Да и лампочка очень слабая.

У меня были готовы уже рассеиватели на ближний свет с углом рассеивания 65 градусов на дальний 45 и светодиоды на радиаторах.

Итак, сделал по два отверстия в фарах по 22 мм там место было как раз для них. Установил светодиоды с рассеивателями, подключил попарно, собрал все назад и откорректировал дальний и ближний свет. Закрепил все силиконовым пистолетом.

Аналогичным образом сделал и задние подфарники — там вообще не было подсветки, хотя тоже есть место под два светодиода. Поставил по два 10 мм светодиода.

Все это дело объединил под одним трехдиапазонным выключателем (вывел его на торпедку) и отдельным аккумулятором.

Переставил аккумуляторы под капот, вперед, и добавил для подсветки еще один аккумулятор. Теперь свет можно включать в любое время — задние подфарники включаются и при дальнем и при ближнем свете.

На этом закончим с основными светодиодами, доделаем габаритные подфарники.

Сначала для красоты решил вставить туда тоже светодиоды, но так как она снимается и дома не используется (чтобы легче проезжать под столами) то она будет автономна. Для этого я ее разобрал, там на отражатель была приклеена тонкая фольга. Решил сделать более качественный отражатель, из тонкой жести (консервной банки). Тоже поставил по два 5мм светодиода, вставил туда источник питания и вывел выключатель. На второй подфарник сделал отвод питания.

Ещё сделал в электромобиль мигалку, но после первой же вечерней прогулки решили от нее избавится, так как она раздражает.

Теперь сделаем небольшой аудиоусилитель с колонками, для подключения МП3 плеера. А основой для нашей новой автомузыки будет вот такой девайс

Брал его когда-то для ноутбука — там был звук тихий, лэптопа уже нет давно, а вот это дело осталось. Это как раз колонки и усилитель — все в одном флаконе. И кстати звук довольно приличный, как для такой маленькой акустики. Питание у него 4 пальчиковых батарейки, итого как раз 6 вольт, которые есть специально для подсветки.

А вот теперь самое главное, ради чего все это затевалось — плавный пуск двигателей. Много лазил по форумам и оказалось что практически все схемы работают на шим-регуляторе. То тесть от переменного сопротивления, переделывается педаль газа. Однако данный детский автомобиль имеет дистанционный пульт управления и вся электронная схема сидит на нем. Педаль газа просто микрик — жмем, едет, отпускаем — стоит. Кроме того внуку еще только годик, поэтому управлять электромобилем ближайшие полгода будем мы. При изучении схемы автомобиля было выяснено, что на первой скорости (скорости переключаются в ручную на торпедки авто) двигатели включаются последовательно друг другу и на каждый идет по 6 вольт. Скорость движения около 4 км/час. На второй скорости двигатели переключаются параллельно, и на каждый идет по 12 вольт, скорость движения при этом около 8 км/час. В общую схему заходит 12 вольт, а там уже через реле она дает выход на двигатели, включается первое реле идет (+12) машина едет вперед, включается второе реле идет (-12) соответственно машина едет назад. Так же стоят еще два реле на включения поворота руля влево и в право.

Поэтому решил отделить питание двигателей на движения вперед и назад, и запустить через шим. Кроме этого схема плавного пуска должна быть постоянно выключена и включатся только когда включается реле вперед или назад. Для этого было задействовано еще одно реле для шим регулятора, она включается и от первого реле и от второго реле которое дают импульс движения вперед и назад, чтобы не было двойных срабатываний, питание на реле идет через отдельные диоды. В процессе экспериментов собрал и опробовал несколько разных схем, и остановился на вот этой (спасибо Максиму lackys)

Очень плавная — до полной мощности она набирает за 5 секунд, мне этого даже много, поэтому уменьшил ёмкость С1 до 47 мкф и соответственно уменьшилось время полного старта до 2 секунд. Также заменил управляющий транзистор на IRF1405. Он по даташиту 169А, что вполне хватит.

Естественно поставил транзистор на радиатор. Шим-регулятор плавного старта в сборе:

1. белые провода питание для шим через реле, под кембриками диоды.
2. черный (-)
3. красный (+)
4. оранжевый ( выход плавного пуска)
5. Попался разъем от компа но 4 пиновый не стал мудрить добавил дополнительный пин отдельно и все.

Вид с задний стороны платы с изображением группы контактов реле, и питания реле.

Место разреза дорожки в плате чтобы отделить питание для двигателей и запустить его через шим. Разрезается одна дорожка минусовая и подается туда выход с шима. Дополнительной перемычкой минусовое питание подается на плату чтобы вся остальная часть платы была запитана. На фото точки пайки шима к плате.

Вот и все, в результате тестирования и полевых испытаний все остались довольны.

Схема и ремонт радиоуправляемой игрушечной машинки Diskie Toys модели Mc QUEEN

Игрушечные машинки Diskie Toys серии Cars 2 копируют персонажей мультфильма Cars 2 (Тачки 2) и популярны у детей. Автор ремонтировал машинку модели «Молния Мак Куин» (Mc Queen) китайского производства, неизвестного года выпуска. На 3-й день машинка упала в воду, из неё пошёл дым, потом она стала останавливаться, не реагируя на команды с пульта. На интернет-сайте поддержки [1] предложений по ремонту нет. В московских интернет магазинах гарантийный срок обмена неисправных радиоуправляемых игрушек, на момент написания статьи был 7 дней. Согласно инструкции по эксплуатации на RC (Radio-Car) Mc QUEEN установлен сертифицированный модуль радиоуправления «27138» на частоту 27 МГц. Сведений по ремонту этого модуля автор не нашел. В настоящей статье приведены электрические схемы пульта управления (рис.1), машинки модели Mc QUEEN (рис.2), описаны найденные неисправности и способы их устранения (рис.3), отмечены некоторые особенности управления машинкой.

На схемах буквенно-цифровые обозначения радиодеталей соответствуют обозначениям, указанным на монтажных платах. Не обозначенные на платах детали автор обозначил самостоятельно. Обозначенные на платах, но не распаянные детали, рассеиваемая мощность SMD резисторов, перемычки, в т.ч. SMD, на схемах не указаны. Маркировка полупроводниковых SMD приборов указана в рамке, если была нанесена разборчиво. Все приведенные на схемах номиналы были прочитаны или измерены. В пульте управления, контакты кнопок SB2, SB3, SB4, SB5—угольные, они соединены с соответствующими контактными площадками платы угольными дорожками, такие же угольные дорожки соединяют с платой средний вывод SA1 и вывод 10 ic2. Эти дорожки на плате не обозначены. Они отмечены на схеме пульта управления утолщенными линиями и символом резистора, с указанием сопротивления данной угольной дорожки, или замкнутого контакта SB2—SB5 между двумя соответствующими контактными площадками. Шифратор команд управления пульта, микросхема ic2 с маркировкой «515Т», и дешифратор команд управления машинки, микросхема U2 с маркировкой «515R», в корпусах SOP 14, китайского производства. Программируются ли они, неизвестно, но объём памяти на одну-две команды имеют, описание этих микросхем автор не нашёл.

Пульт управления потребляет ток 50—150 мА. Его работоспособность сохраняется при питании от 3-х батареек LR6 до напряжения 3,3В. Светодиоды D19-D20—индикаторы включения пульта. С вывода 8 ice2 включается радиопередатчик пульта управления, и передаются коды, модулирующие излучаемый сигнал [2]. C вывода 9 ic2 сигналы управления поступают на вывод 3 ic1 звукового процессора, «черную таблетку», находящегося на отдельной плате, 8 на 15 мм.

В памяти ic1 2-х секундными файлами записаны звуковые эффекты. При поступлении сигнала управления ic1 выбирает нужный файл и транслирует его непрерывно до окончания управляющего сигнала. Динамик SPK находится внутри пульта управления. Первые два дня пульт мог произносить фразу: «Поговори со мной».

Схема 1

Схема 2

Движение вперёд—назад выполняется электродвигателем машинки М1, его работа управляется с пульта переменным сопротивлением RW1, включенным как реостат. Светодиоды шкалы пропорционального управления включаются последовательно, начиная с D18-D17 по D11-D10, они индицируют отклонение движка RW1 от среднего положения при движении вперёд—назад. Регулировка скорости движения осуществляется изменением частоты подачи команд вперёд—назад с пульта управления. Но эта регулировка не очень эффективна, т.к. на малых оборотах электродвигателю не хватает крутящего момента и машинка начинает дёргаться на старте. Поворот вправо—влево выполняется электродвигателем машинки М2, и управляется с пульта переключателем SA1. Для выполнения команды «Разворот» (Круговое вращение), нажатием переключателя SB1 «MODE» с пульта включается электродвигатель машинки М3 и подпружиненная платформа с закрепленным на ней колесом разворота опускается из верхнего положения. В нижнем положении платформы колесо разворота выдвигается и упирается в поверхность пола, шестерня на его оси входит в зацепление с шестерней редуктора двигателя ведущих колес М1, одновременно задние, ведущие колеса отрываются от поверхности, размыкается контакт SF3 и замыкается SF2, после чего двигатель М3 останавливается. Теперь команды поступающие с RW1 и SA1 блокируются, а двигатель М1 будет управляться датчиками положения SQ1 и SQ2 и вращать колесо разворота. Контакты SQ1 и SQ2 должны срабатывать при покачивании пультом из стороны в сторону, при замыкании одного из них машинка разворачивается вправо или влево в течение 3-х сек, затем самостоятельно останавливается. Датчики SQ1 и SQ2 металлические, цилиндрической формы, с осевым расположением выводов, без маркировки. Внутри, судя по звуку, находится шарик. При повороте датчика выводом золотистого цвета вниз контакт внутри датчика замыкается, а при повороте его вниз выводом серебристого цвета — размыкается. Датчики расположены на задней стенке пульта управления под углом в 90 град. один к другому, но угол их срабатывания более 150 град. Возможно, по этому, один из них был установлен в пульте вверх ногами, и чтобы изменить направление вращения машинки приходилось поворачивать пульт то вверх антенной, то вниз. Для отмены команды на круговое вращение выключают SB1, после чего повторно включается двигатель М3: платформа колеса разворота поднимается, шестерня на его оси отсоединяется от редуктора М1, размыкается SF2, ведущие колеса опускаются на поверхность, в верхнем положении платформы замыкается SF3 и М3 останавливается.

Схема 3

Машинка во время езды потребляет ток более 1А. При питании от 8-ми батареек LR6 она сохраняет работоспособность до напряжения 10,5В (1,3В на элемент). Полуразряженные элементы данного типоразмера не «держат» большой для них ток, поэтому применение аккумуляторов нежелательно. Самовосстанавливающийся предохранитель FU1 маркировки не имеет, и ни разу не сработал. Микросхема U1 без маркировки, вероятно, это сдвоенный операционный усилитель, аналогичный входящему в состав китайской микросхемы PTBA978B [3], «обвеска» их выводов совпадает, номиналы С4, С6, С9, С13 взяты из [3]. Вне платы приемника машинки расположены электродвигатели М1, М2, М3, датчики SF1—SF3, разъём и выключатель питания, светодиоды фар, плата с сопротивлениями R14—R17. Двигатели М1 и М3 с редукторами, платформа с колесом разворота, ведущие колеса собраны в единый блок заднего моста. Датчик SF1 находится в неразборном узле крепления оси колеса разворота, доступа к нему нет, его контакты замыкаются и размыкаются при каждом обороте колеса разворота. Датчики SF2 и SF3 —микротумблеры нажимного действия, SF2 крепится в самом низу блока, он наиболее подвержен загрязнению. Датчик SF3 находится в верхней части сборки. Все три датчика соединены проводами с соответствующими контактными площадками на плате: К2, К3, К4, при срабатывании они замыкают на общий провод соответствующие выводы микросхемы U2. При нарушении контактов датчиков SF2 и SF3, или обрыве их соединительных проводов, после подачи или отмены команды «MODE» двигатель М3 продолжает работать, непрерывно опуская и поднимая колесо разворота. Дешифратор U2, заметив ошибку в выполнении команды, самоблокируется и прекращает выполнение всех команд. Для перезапуска U2 машинку нужно выключить и повторно включить переключателем SA1.

Сломанная машинка отключалась после нажатия на пульте кнопки SB1 из-за невозможности выполнить команду «MODE». На её плате до обугливания выгорели транзисторы Q8 и Q11, управляющие двигателем М3, так, что невозможно было установить их тип и проводимость. Комплиментарная пара транзисторов подключенная эмиттерами к «+» М3, включала бы его при закрытом транзисторе Q7. Но М3 должен включаться по команде «MODE» при открывании Q7, тогда p-n-p транзистор Q11 и n-p-n Q8 надо подключать коллекторами к выводу «+» М3. После установки на место Q8 и Q11 пары транзисторов «8050» и «8550» коллекторами к «+» М3, тот заработал, но в течение суток эти транзисторы сгорели повторно. Пришлось рисовать схемы и разбираться в причине происшедшего: оказалось, что при переключении Q7, через транзисторы Q8 и Q11 некоторое время течет сквозной ток, а такое, как на плате, подключение их базовых выводов к D9 этот ток только увеличивает. При выполнении команды «MODE» М3 включается всего на 2—3 секунды, поэтому проработать несколько дней эта схема могла. Но при частом включении команды «MODE», или повышении сопротивления контактов SF2-SF3, транзисторы Q8 и Q11 сгорали бы обязательно. Чтобы избежать сквозного тока, из цепи управления М3 был удален n-p-n транзистор Q8, убрать бы его сразу и ничего бы не сгорело. На место Q11 был припаян 2Т836Б, всё заработало, но из-за отслаивания фольги контактных площадок Q11, (ранее он выгорал сильнее Q8), пришлось изменить схему включения М3. Результат ремонта показан на рис. 3. С платы удалены: диод D9, отслоившаяся фольга контактных площадок Q11. На место D9 установлен R28, транзистор 2Т836Б припаян в отверстия Q8, место Q11 оставлено свободным. Вывод «+» М3 подключен к плюсу питания платы, а «—» М3 к эмиттеру 2Т836Б.

Возможно, что плата приёмника предназначалась для другого изделия, а впоследствии была приспособлена к данной модели машинки. Возможно, что дефектная плата досталась только части машинок данной серии.

Из-за увеличения сопротивления контактов микротумблеров SF2 и SF3 они были промыты, для чего пришлось разбирать задний мост машинки. В пульте управления датчики SQ1 и SQ2 были заменены на кнопочные выключатели, установленные на заднюю стенку пульта. Управление машинкой стало удобнее. Пластиковая трубка, предназначенная для поддерживания антенного провода машинки в вертикальном положении, сломалась, пришлось установить на машинку съёмную антенну.

После ремонта и переделки машинка без поломок работает уже много месяцев.