2 Schaltpläne
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Kap2_10_05.qxd 19.03.2006 11:43 Seite 25 25 2 Schaltpläne 2.1 Bauteile und Aufbau eines Stromkreises Die Bilder 2.1 bis 2.5 zeigen Komponenten im Fahrzeug, die in Stromkreisen zusammengefasst sind. Autobatterie bzw. Generator ⇒ Spannungsquelle Lüftermotor bzw. Fahrlicht ⇒ Verbraucher Verbindungskabel ⇒ Hin- und Rückleitung ➽ Die Spannungsquelle, der «Schalter», der Verbraucher sowie die Hin- und Rückleitung bilden einen Stromkreis. Die Verbraucher arbeiten nur dann, wenn dieser Stromkreis an keiner Stelle unterbrochen ist. Bild 2.1 Fahrzeugbatterie Hinleitung Spannungsquelle Verbraucher Rückleitung Bild 2.2 Kabelbaum Bild 2.3 Lüftermotor für Kühlmittel Bild 2.4 Generator Ein- und Zweileitungssysteme (Bilder 2.6 bis 2.10) In den meisten Kraftfahrzeugen erfolgt die Rückleitung des Stroms über die metallene Karosserie. Das heißt, ein Anschlusspunkt der Glühlampe ist über ein Kabel mit der Karosserie verbunden. Die Karosserie wiederum ist über ein Kupferband mit dem Minuspol der Batterie verbunden. Da man – scheinbar – mit nur einer Leitung auskommt (die Rückleitung erfolgt ja über die Karosserie), spricht man Bild 2.5 Fahrlichtleuchten Herner/Riehl, Elektrik/Elektronik : Vogel Buchverlag: ISBN 3-8343-3053-1 Kap2_10_05.qxd 02.04.2006 10:20 Seite 26 26 von einer Einleitungsanlage. Sind sowohl Hin- und Rückleitung als einzelnes Kabel ausgeführt, spricht man von einer Zweileitungsanlage. Erfolgt die Rückleitung über die Karosserie, spricht man von einer Einleitungsanlage. Bild 2.6 Masseanschluss an die Karosserie Bild 2.8 Zweileitungssystem Bild 2.7 Zweileitungssystem Bild 2.10 Einleitungsanlage Bild 2.9 Einleitungssystem Herner/Riehl, Elektrik/Elektronik : Vogel Buchverlag: ISBN 3-8343-3053-1 Kap2_10_05.qxd 19.03.2006 11:44 Seite 34 34 Aufbau (Bild 2.17) 2.6 Schaltpläne 2.6.1 Beispiel VW Herner/Riehl, Elektrik/Elektronik : Vogel Buchverlag: ISBN 3-8343-3053-1 Kap2_10_05.qxd 02.04.2006 10:27 Seite 35 35 Lesen von Stromlaufplänen (Bild 2.18) Herner/Riehl, Elektrik/Elektronik : Vogel Buchverlag: ISBN 3-8343-3053-1 Kap3_10_05.qxd 19.03.2006 11:45 Seite 66 66 3.9 Arbeiten mit Fehlersuchprogrammen 3.9.1 Fehlersuche VW Problem Ein Kunde reklamiert bei der Werkstatt, dass sich der Anlasser seines Fahrzeugs nicht dreht. Das zum Fahrzeug gehörende Fehlersuchprogramm gibt eine Reihenfolge vor, in der die Messungen und Prüfungen durchzuführen sind (Bild 3.47). Bild 3.47 Fehlersuchprogramm VW Herner/Riehl, Elektrik/Elektronik : Vogel Buchverlag: ISBN 3-8343-3053-1 Kap3_10_05.qxd 19.03.2006 11:45 Seite 67 67 Schaltplanausschnitt VW Im zugehörigen Schaltplanausschnitt lässt sich der Stromverlauf von der Batterie zur Klemme 50 des Starters nachvollziehen. Batterie A ⇓ Sicherung S176 ⇓ Zündstartschalter D (Klemme 30) ⇓ Zündstartschalter D (Klemme 50b) ⇓ Anlasser B (Klemme 50) Die eingezeichneten Multimeter entsprechen in den Farben den Prüfschritten des Fehlersuchprogramms (Bild 3.48). Bild 3.48 Schaltplan mit eingezeichneten Multimetern Herner/Riehl, Elektrik/Elektronik : Vogel Buchverlag: ISBN 3-8343-3053-1 Kap5_11_05.qxd 19.03.2006 11:50 Seite 132 132 Bild 5.25 Anzeige der Spannungsart und der Polarität bei einer LED-Prüflampe ~ Wechselspannung _ + + _ Gleichspannung Stand- und Tagfahrlichtleuchten (Bilder 5.26 und 5.27) Bild 5.26 (links) LEDs in Stand- und Tagfahrlichtleuchten Bild 5.27 (rechts) Auswahl von LED-Bauformen Rückleuchten am Audi A3 (Bild 5.28) Bild 5.28 Rückleuchten Audi A3 1 Signal für Schlusslicht 2 Signal für Bremslicht 3 bidirektionale Leitung vom Zentralsteuergerät für Komfortsysteme Brems-/ Schlussleuchte Heckklappe Brems-/ Schlussleuchte am Seitenteil Blinkleuchte Nebelschlussleuchte Rückfahrscheinwerfer Reflektor Die Schlussleuchteneinheiten sind teilweise in Diodentechnik aufgebaut (Blink-, Schluss- und Bremsleuchten). Zur Ansteuerung ist jeweils ein Mikroprozessor integriert. Die Dioden sind in einer Matrix angeordnet. Bei Ausfall einer Diode leuchten die anderen Dioden weiter (Bild 5.29). Der Mikroprozessor steuert, ob die roten LEDs als Schlussleuchte (ca. 10% Helligkeit) oder als Bremsleuchte (ca. 97% Helligkeit) arbeiten. Er vereinfacht die Verkabelung, und es können diverse NotlaufHerner/Riehl, Elektrik/Elektronik : Vogel Buchverlag: ISBN 3-8343-3053-1 Kap5_11_05.qxd 19.03.2006 11:50 Seite 133 133 Bild 5.29 Ansteuerung der LED 1 2 3 4 Signal für Schlusslicht Signal für Bremslicht bidirektionale Leitung vom Zentralsteuergerät für Komfortsysteme Signal für Blinkleuchte funktionen realisiert werden. Ein Totalausfall oder Fehlerfunktionen des internen Transistors werden vom Mikroprozessor erkannt. Er sendet eine Fehlermeldung an das Zentralsteuergerät für Komfortsystem. Die Blink-Leuchtdioden werden wie die Schlusslicht-Leuchtdioden angesteuert. Die Helligkeitssteuerung des LED-Bremslichtes in Abhängigkeit von der Bremsverzögerung ist in Bild 5.30 zu sehen. Im Bild oben: leichte Anbremsung, unten: Vollbremsung. 7-Segment-Anzeigen (Bilder 5.31 und 5.32) Bild 5.30 Bremsleuchten BMW 745i Bild 5.31 Display mit vier LED-7-SegmentAnzeigen Herner/Riehl, Elektrik/Elektronik : Vogel Buchverlag: ISBN 3-8343-3053-1 Kap5_11_05.qxd 19.03.2006 11:50 Seite 134 134 Mit Hilfe von Leuchtdioden ist es leicht möglich, Zahlen, Ziffern und Symbole darzustellen. In LED-7-Segment-Anzeigen sind 7 Leuchtdioden in Balkenform zusammengefügt. Damit lassen sich alle Zahlen von 0 bis 9 darstellen (Bild 5.33). Durch Aneinanderreihung mehrerer Elemente kann man Zahlenfolgen darstellen. Bild 5.32 Darstellung der Innenschaltung einer 7-Segment-LED-Anzeige Bild 5.33 Darstellung der Zahlen 0 bis 9 auf einer 7-Segment-Anzeige 5.4 Empfänger (Fotodiode) z.B. CD-Player Fotodioden Zur Realisierung eines komplexen Infotainment-Systems (Bild 5.34) ist die optische Datenübertragung sinnvoll, denn mit den bisher verwendeten CAN-Datenbussystemen können Daten nicht schnell genug und damit nicht in der entsprechenden Menge übertragen werden. Die beteiligten Steuergeräte sind über einen Lichtwellenleiter (Bild 5.35) verbunden. Die digitalen Signale werden in mit Hilfe einer Leuchtdiode in Lichtimpulse umgewandelt und in einen Lichtwellenleiter geschickt. Auf der anderen Seite setzt eine Fotodiode die Lichtimpulse wieder in elektrische Signale um. Sender (Leuchtdiode) Lichtwellenleiter z.B. Verstärker Empfänger (Fotodiode) Sender (Leuchtdiode) Bild 5.35 Prinzip Lichtwellenleiter Bild 5.34 Mögliche Infotainment-Systeme im Kraftfahrzeug Herner/Riehl, Elektrik/Elektronik : Vogel Buchverlag: ISBN 3-8343-3053-1 Kap5_11_05.qxd 19.03.2006 11:50 Seite 135 135 5.4.1 Eigenschaften einer Fotodiode (Bild 5.36) ➽ Je mehr Licht auf die Fotodiode trifft, umso höher wird der Strom, der durch die Fotodiode fließt. Diesen Vorgang nennt man den inneren fotoelektrischen Effekt. Die Fotodiode wird in Sperrrichtung in Reihe mit einem Widerstand geschaltet. Steigt der Strom durch die Fotodiode aufgrund höherer Lichteinstrahlung, erhöht sich der Spannungsabfall am Widerstand (Bild 5.37). Somit ist die Umwandlung des Lichtsignals in ein Spannungssignal erfolgt. Geringer Lichteinfall Großer Lichteinfall Bild 5.36 (links) Fotodiode bei geringem Lichteinfall Bild 5.37 (rechts) Fotodiode bei starkem Lichteinfall kleiner Stromfluss großer Stromfluss kleine Spannung 5.4.2 Anwendungsbeispiele für Fotodioden 5.4.2.1 Regen-Licht-Sensor große Spannung Der Regen-Licht-Sensor (Bild 5.38) wird hinter dem Innenspiegel im Wischbereich der Scheibenwischer installiert. Der Fahrer profitiert dabei von einer jederzeit optimal auf die Niederschlagsmenge abgestimmten Wischgeschwindigkeit. Gleichzeitig kann er das Einschalten des Fahrlichtes, beispielsweise in der Dämmerung oder bei Tunneldurchfahrten, nicht mehr vergessen. Herner/Riehl, Elektrik/Elektronik : Vogel Buchverlag: ISBN 3-8343-3053-1