Пробники для автомобиля (В. Банников, А. Манойло)

При проверке электрических цепей автомобиля, как правило, применяют универсальные электроизмерительные приборы (вольтметры, омметры, амперметры, осциллографы, частотомеры) или специальные стенды (например, мотор-тестеры). Только в этом случае можно оценивать состояние всего электрооборудования автомобиля в полной мере.

Однако использовать эти обычно громоздкие приборы не всегда удобно. К тому же нередко их просто не оказывается в наличии, особенно если неисправность возникла в пути.

Вместе с тем в процессе поиска и устранения неисправностей часто достаточно применять лишь упрощенные способы оценки состояния электрических цепей. В большинстве случаев при диагностировании можно использовать обычную лампу (маломощную лампу накаливания, на-пример типа А12-1). Работать с небольшой контрольной лампой значительно удобнее, чем с упомянутыми приборами.

Как известно, контрольная лампа позволяет судить о том, есть ли в проверяемой точке напряжение (например, относительно массы автомобиля) или нет. Она покажет также и то, что в данной точке напряжение ниже напряжения аккумуляторной батареи (или генератора, если двигатель работает с достаточно высокой частотой вращения коленчатого вала и идет зарядка аккумуляторной батареи). Причем по яркости свечения контрольной лампы можно ориентировочно судить о величине этого напряжения. Сложнее, а подчас просто невозможно проверить с помощью контрольной лампы те цепи, в которых действуют импульсные сигналы (например, в первичной цепи системы зажигания). Дело в том, что лампы накаливания обладают значительной тепловой инерцией и плохо реагируют на быстроизменяющиеся импульсные токи. Наконец, при диагностировании большинства цепей электронных устройств и систем использование контрольной лампы становится уже просто недопустимо. С одной стороны, лампа может не реагировать на слабые сигналы, имеющиеся в автоэлектронике, а с другой - ее подключение может вывести из строя соединенный с этой цепью полупроводниковый прибор (диод, транзистор или микросхему).

Избежать этих неприятностей можно, если взамен контрольной лампы использовать пробник, выполненный на светоизлучающем диоде. Преимуществом этих электронных приборов является то, что при потреблении незначительной силы тока (порядка 10 мА) они обеспечивают достаточную для целей индикации яркость свечения. Кроме того, светоизлучающие диоды, как правило, имеют малые габариты и массу. Наконец, они обладают небольшой инерционностью, что позволяет регистрировать с их помощью быстропротекающие импульсные процессы. Эти положительные качества дают возможность широко использовать светодиоды для встроенной и внешней диагностики. Особенно хороши они для диагностирования цепей автоэлектроники.

Простейший автомобильный светодиодный пробник, принципиальная схема которого показана на рис. 1, можно использовать вместо контрольной лампы. Щупы X1 и X2 подключают к контрольным точкам электросхемы автомобиля. При этом светодиод HL1 будет гореть только тогда, когда щуп XI подключен к плюсу, а X2 к минусу нагрузки (потребителя тока), входящего в состав электрооборудования автомобиля. Резистор R1 (сопротивлением не менее 1,5 кОм) служит для ограничения силы тока, протекающего через светодиод HL1. Кремниевый диод VD1 (например, миниатюрный диод типа КД103А) предназначен для защиты светодиода от случайной перемены полярности, а конденсатор C1 (емкостью не менее 0,1 мкФ) - от импульсных помех. Такой пробник можно включать параллельно любой нагрузке, имеющей чисто активное сопротивление (нагревательные элементы, лампы накаливания, свечи накаливания). Его можно также подключать параллельно обмоткам электромагнитных клапанов и реле. Возникающие при отключении этих индуктивных нагрузок импульсные перенапряжения имеют противоположную (отрицательную) полярность, поэтому они будут "отфильтрованы" диодом VD1.

Рис. 1. Принципиальная схема простейшего автомобильного светодиодного пробника

Однако совершенно недопустимо подключать этот пробник параллельно контактам, коммутирующим нагрузку, имеющую индуктивный характер (электромагнитные приборы). Дело в том, что при размыкании контактов, коммутирующих такую нагрузку, на них возникают импульсы той же (положительной) полярности, которые могут привести к выходу светодиода HL1 из строя. Это же замечание распространяется на электромагнитные приборы, имеющие встроенные контактные группы. К их числу относятся звуковые сигналы, стартеры, стеклоочистители и пр. Кроме того, нельзя использовать этот простейший пробник для диагностирования приборов, содержащих колебательный контур (катушка зажигания, контакты прерывателя распределителя). На рис. 2 показана печатная плата для этого пробника.

Рис. 2. Печатная плата

На рис. 3 показана принципиальная схема прибора для "всеядного" диагностирования практически любой точки электросхемы автомобиля (разумеется, за исключением высоковольтных цепей системы зажигания). Щуп X1 пробника служит для подключения к диагностируемой точке электросхемы, щуп X2 соединяется с "массой" автомобиля, а щуп X3 должен быть связан с напряжением +12 В бортовой сети. Щупы X2 и X3 лучше всего выполнить в виде зажимов типа "крокодил". При подключении зажимов к электросхеме первым следует соединять щуп X2 (масса), затем - X3 (плюс), а последним - XI (зонд). Отключение производится в обратном порядке.

Рис. 3. Принципиальная схема 'всеядного' диагностического пробника

Если щуп XI не подключен, то на выходе логического элемента DD1.1 (входит в состав микросхемы DD1) будет уровень логической единицы (лог. 1), а на выходе элемента DD1.2 (той же микросхемы) - логического нуля (лог. 0). При этом транзистор VT1 будет закрыт, а светодиод HL1 погашен. То же самое будет, если щуп XI подключить к точке электросхемы, потенциал которой близок к нулю.

Если же щуп XI подключить к точке электросхемы, потенциал которой близок к напряжению бортовой сети (+12 В), то на выходе элемента DD 1.1 появится уровень лог. 0, а на выходе DD1.2 - лог. 1. Транзистор VT1 при этом откроется, и светодиод HL1 загорится.

Этот пробник не боится импульсных перенапряжений, в том числе двухполярных электрических колебаний, возникающих в первичной цепи катушки зажигания. В последнем случае щуп XI можно подключить непосредственно к контактам прерывателя-распределителя "классической" системы зажигания или же к выходу электронного коммутатора бесконтактной системы зажигания. И в том и в другом случае светодиод будет вспыхивать в момент искрообразования (то есть при разрыве первичной цепи системы зажигания). С помощью этого пробника можно диагностировать такие "деликатные" точки схемы (где применение контрольной лампы совершенно недопустимо), как датчик Холла бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ-2108 (2109) или ЗАЗ-1102. Заметим, что при проверке датчика Холла разъем датчика-распределителя должен быть подключен к электронному коммутатору (типа 36.3734 или 3620.3734), либо необходимо использовать внешний нагрузочный регистр сопротивлением порядка 2-5 кОм (его мощность рассеяния не имеет значения). В последнем случае разъем датчика-распределителя должен быть подключен следующим образом: контакт 1 датчика соединяется с клеммой +12 В аккумуляторной батареи, контакт 2 - с нагрузочным резистором (его второй вывод должен быть подключен к клемме +12 В), контакт 3 - к массе автомобиля. Шуп XI пробника подключают к выводу датчика Холла (контакт 2 разъема).

Если использование третьего щупа (X3) по каким-либо причинам будет неудобно, в конструкции пробника можно использовать автономный источник питания (например, гальваническую батарею типа "Крона" или "Корунд"), соединив минус источника с щупом X2 , а плюс - с эмиттером транзистора VT1. Резистор R4 при этом следует заменить проволочной перемычкой, а диоды VD3, VD4 - исключить (конденсаторы C4, C5 также можно не использовать). Удобство работы с таким пробником состоит в том, что он становится нетребовательным к соблюдению порядка подключения щупов (щуп X3 отсутствует). Кроме того, выключатель питания для такого модернизированного пробника не потребуется: при отключенных щупах X1 и X2 схема пробника потребляет крайне малый ток (соизмеримый с током саморазряда источника питания). На рис. 4 приведена печатная плата для прибора "всеядного" диагностирования.

Рис. 4. Печатная плата

Подобные пробники можно использовать в качестве элементов встроенной диагностики. Например, второй вариант пробника будет полезен для индикации работы электронного коммутатора бесконтактной системы зажигания.

Рис. 5. Схема индикации работы датчика Холла

А вот для индикации работы датчика Холла лучше воспользоваться прибором с более простой схемой (рис. 5), которая практически не нагружает датчик. Здесь светодиод будет загораться в момент искрообразования. Разумеется, отдельные вспышки светодиода будут видны лишь при прокручивании коленчатого вала от стартера, при более высокой частоте вращения коленвала глаз не успевает реагировать на этот импульсный световой сигнал. На рис. 6 приведена печатная плата прибора для индикации работы датчика Холла.

Рис. 6. Печатная плата

Для индикации срабатывания датчика-винта карбюратора "Солекс" (автомобили ВАЗ-2108, ВАЗ-2109, АЗЛК- 21412, ЗАЗ-1102), снабженного электронной системой управления ЭПХХ, потребуется прибор с другой схемой (рис. 7).

Рис. 7. Схема индикации работы датчика - винта карбюратора 'Солекс'

Здесь светодиод HL1 будет гореть при замкнутых контактах датчика-винта (расположен на карбюраторе "Солекс"), а при разомкнутых - гаснуть. Благодаря этому можно выявить те нежелательные случаи, когда дроссельная заслонка после отпускания педали акселератора оказывается не полностью закрытой (например, при неправильной регулировке привода дроссельной заслонки). Тем самым обеспечивается оперативный контроль за правильностью работы системы, позволяющей экономить топливо. Кроме того, такая индикация дает возможность следить за тем, чтобы на режиме холостого хода двигатель не работал с неоправданно высокой частотой вращения коленчатого вала (при заедании привода дроссельной заслонки). Это также способствует экономии топлива. На рис. 8 приведена печатная плата этого прибора.

Рис. 8. Печатная плата

Светодиодные индикаторы целесообразно также использовать для контроля за целостностью плавких предохранителей. Такие индикаторы дают возможность оперативно обнаруживать перегоревший предохранитель и тем самым значительно сокращать процедуру поиска и устранения неисправностей, возникших в электрооборудовании автомобиля. (Статистика показывает, что в современном автомобиле более 30% отказов приходится на долю электрооборудования.) При выборе варианта пробника, используемого для этой цели, следует учитывать характер нагрузок, подключенных к выходу конкретного предохранителя. Заметим, что схема (см. рис. 3) является при этом универсальной: на ее основе, можно выполнить два индикатора, поскольку в составе микросхемы DD1 имеются еще два незадействованных логических элемента (DD1.3 и DD1.4). Кроме того, по мере необходимости можно подключать дополнительные микросхемы той же серии - питать их можно от того же параметрического стабилизатора, выполненного на резисторе R4 и стабилитроне VD3.

В заключение несколько слов о замене радиодеталей. Вместо светоизлучающих диодов типа АЛ307БМ можно использовать практически любые светодиоды, излучающие видимый свет (не подходят лишь светодиоды, работающие в инфракрасном диапазоне света). Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7 или К564ЛА7. Вместо стабилитронов Д814А можно применить Д808, Д809, Д814Б или любой стабилитрон из серии КС191. Транзисторы КТ209Б можно заменить на КТ3661Г.