Elektrisch, lamp controle unit (LCU)

(Auteurs: Hans Blommers en Bert Meijerink)


Algemeen

In dit artikel kunt u uitgebried lezen wat de werking en opbouw is van de lamp controle unit(LCU) welke is te vinden op de K-serie t/m de K1100.

Aan de hand van een duidelijke uit van Hans kunt u nu op zoek naar storingen in dit gedeelte van uw motor.

Bij deze wil ik Hans dan ook bedanken voor het uitzoekwerk, het schrijven van het artikel en het aanleveren van de duidelijke foto's.


De licht controle unit van onze "K" in detail.

Dit stukje tekst gaat over de (L)icht (C)ontrole (U)nit van onze "K" in detail.

De LCU Is een zwarte electronische unit (foto 1) en ziet er uit als een uit de kluiten gewassen relais en bevindt zich onder de tank in de relaisbak.

Wat doet deze unit eigenlijk, nou de naam zegt het al, deze unit controleert of je achterlicht en remlicht nog werken. Is dit niet het geval, dan meldt deze unit dit door het laten oplichten van het controlelampje ,met de driehoek, in je cockpit.

Eigenlijk doet deze unit meer dat het controleren van je achterlicht en remlicht, in feite controleert deze unit het hele elektrische cirquit van beide lichten.

De afgeleide functies van deze unit zijn:

  • Functie 1. De unit controleert de goede werking van de micro-switch in de voorremhandel en zijn bedrading.(In het schema de groen/zwarte bedrading en de grijsrode bedrading.)
  • Functie 2. De unit controleert de goede werking van de microswitch in de achterrempedaal en zijn bedrading.(In het schema de groen/zwarte bedrading en groen/grijze bedrading.)
  • Functie 3. De unit controleert de bedrading vanaf de LCU-unit naar het achterlicht inclusief lampenfitting.(In het schema de zwart/grijze bedrading.)
  • Functie 4. De unit controleert de bedrading vanaf de LCU-unit naar het remlicht inclusief lampenfitting.(In het schema de geel/grijze bedrading.)
  • Functie 5. De unit controleert of de lampjes van het achterlicht en remlicht ook daadwerkelijk werken.

Deze unit is een passieve unit, hiermee bedoel ik dat hij geen active functie heeft bij de aansturing van het achterlicht noch het remlicht.

Je K zou dan ook perfect functioneren zonder deze unit maar hier kom ik later op terug.

Hoe werkt deze unit eigenlijk.

Het principe is gebaseerd op het feit dat een weerstand waar een stroom door loopt een spanningsval veroorzaakt. Dat wil zeggen dat de spanning voor de weerstand hoger is dan erna. Door deze spanningsval te meten weet je dat er een stroom loopt door deze weerstand en aan de hoogte van de spanningsval kun je zelfs bepalen hoe hoog de stroom is.

Zo ook binnen de LCU, deze specifieke weerstanden zijn erg laag van weerstand en bestaan in princiepe uit een stripje metaal waar de precieze weerstand van bekend is. In de elektrotechniek noemt men zulke zeer laag-Ohmige weerstanden, Shunt-weerstanden. De shuntweerstanden van de LCU zitten in serie met het achterlicht en het remlicht.

Wat zit er in de LCU...

  1. Een drietal shuntweerstanden.
  2. Een vergelijk-schakeling, deze detecteert de spanningsval over de shuntweerstanden.
  3. Een geheugenschakeling.
  4. Een digitale OF-schakeling.
  5. Een stuurschakeling voor het lampje in de cockpit.
  6. Een voedingstabilisatie.

Wat is de functie van bovenstaande elementen...

  1. De shuntweerstanden dienen ervoor om een kleine spanningsval te laten ontstaan op het moment dat:
    • De voorremhandel wordt ingetrokken en het remlicht gaat branden.
    • De achterrempedaal wordt ingetrapt en het remlicht gaat branden.
    • Het licht wordt ingeschakeld en het achterlicht gaat branden.
    Deze shuntweerstanden bestaan uit 3 zilverkleurige stripjes metaal, zijn zeer laag-Ohmig en hebben een nauwkeurige weerstand.

  2. De vergelijkschakeling controleert of er wel of niet een spanningsval optreedt over één van de shuntweerstanden en geeft dit door aan de geheugenschakeling. Deze schakeling is opgebouwd rond een speciaal voor de autobranche ontwikkelde chip, de ULN2455A.

  3. De geheugenschakeling onthoudt de volgende zaken:
    • Is de voorrem al eens ingetrokken en was er een spanningsval over de betreffende shuntweerstand en geeft dit vervolgens door aan de of-schakeling.
    • Is de achterrem al eens ingetrapt en was er een spanningsval over de betreffende shuntweerstand en geeft dit vervolgens door aan de of-schakeling.
    • Is de verlichting ingeschakeld en is er een spanningsval over de betreffende. Shuntweerstand en geeft dit vervolgens door aan de of-schakeling.
    Deze schakeling is opgebouwd rond een standaard chip, de HEF4011, waarvan de NAND-poorten geschakeld zijn als een geheugenschakeling welke men in de elektrotechniek een flip-flop schakeling noemt.

  4. De digitale OF-schakeling krijgt zijn signalen van diverse andere elementen in de LCU en indien zaken niet in orde zijn geeft deze dit door naar de stuurschakeling voor het lampje in de cockpit.
    Dit is misschien wel de simpelste schakeling in de LCU en bestaat slechts uit een viertal diodes.
  5. De stuurschakeling voor het lampje in de cockpit bestaat uit een simpele schakeling rond de transistor BC517. Als deze schakeling een signaaltje krijgt van de digitale OF-schakeling schakelt de transistor het draadje richting cockpit naar massa (-) waardoor het lampje in de cockpit oplicht.
  6. De voeding stabilisatie, deze bestaat uit een weerstandje met een zenerdiode in serie en zorgt ervoor dat de spanning waarmee de elektronica in de unit gevoedt wordt constant blijft.

Bovenstaand verhaal klinkt erg ingewikkeld maar onze "K" kan perfect zonder deze LCU. Een drietal doorverbindingen in de contactvoet van de LCU is al voldoende om het remlicht en het achterlicht perfect te laten functioneren zonder deze LCU. Namelijk:

  • Pin 58E doorverbinden met Pin 58A.
  • Pin E1 doorverbinden met Pin 54A.
  • Pin E2 doorverbinden met Pin 54A.

Ik wil bovenstaande "cheap solution" voor een defecte LCU niet propageren maar indien iemand dit wilt doen heeft hij natuurlijk een extra lampje in zijn cockpit vrij voor andere doeleinden. ;-)

De LCU zelf is een vrij stabiele en goed geconstrueerde unit waar in praktijk erg weinig problemen mee zijn. De meeste problemen zitten in de bedrading, de microswitches in de remhandel en pedaal en in de fittingen in het achterlicht.

Wat wel eens wil gebeuren is dat de solderingen van de BC517, in de stuurschakeling van het lampje in de cockpit, wil inscheuren. Dit waarschijnlijk omdat deze transistor ivm koeling op vrij lange "benen" is gesoldeerd en trillingen en schokken hier een grotere momentkracht op uitoefenen. BMW heeft zelfs deze transistor een beetje gestabiliseerd door een kloddertje siliconekit.

Ook is het zeer belangrijk de juiste lampjes met het juiste Wattage toe te passen daar anders de LCU een fout detecteert door een onjuiste stroom, lees spanningsval over de shuntweerstanden. Dit kan overigens tot zeer vreemde fenomenen leiden voor wat betreft het oplichten van het lampje met de driehoek in de cockpit.

Heb je problemen met onterechte meldingen van de LCU, schroef dan niet meteen alles uit elkaar maar CONTROLEER EERST OF DE JUISTE LAMPJES ZIJN GEMONTEERD.

  • Achterlicht: 12 Volt, 10 Watt
  • Remlicht: 12 Volt, 21 Watt

In figuur 2 ziet u een elektrisch schemaatje met alles wat te maken heeft met deze LCU. Hiervoor heb ik het elektrische schema gebruikt van de K1100 afkomstig van de FlyingBrick website en alle niet relevante bedrading en componenten weggelaten welke niets met de werking van de LCU te maken hebben. Dit om een eventuele foutanalise te vergemakkelijken.

Foutanalyse

De snelste en gemakkelijkste manier is om de tank te verwijderen. Vervolgens de LCU uit zijn voet te trekken en op de pinnen van de voet te meten.

Een eenvoudige, fijne, goedkope, snelle en handige manier om te meten is niet gebruik te maken van een Volt- of multimeter maar van een gewone 12 volt spanningzoeker (foto 3) of een zelfs een lampje met twee draden eraan.

Bij de foutanalyse wil ik onderscheid maken in de circuits van de verlichting en het circuit van het remlicht. Ik begin met het cirquit van hetremlicht.

Foutanalyse remlicht circuit:

Onderstaande analyse veronderstelt dat je een melding krijgt van het driehoek-lampje in de cockpit en dat het lampje in je remlicht in orde is en het juiste Wattage heeft.

Een handige manier is om de 5 functies van de LCU te controleren die beschreven zijn boven in deze tekst. Uiteraard Beginnende met functie 5, deze is het eenvoudigste omdat er niet uit elkaar geschoeft hoeft te worden.

Schakel het contactslot in.

Functie 5, Controleer of het lampje van het remlicht ook daadwerkelijk werkt.

  • Druk de handel van de voorrem in en controleer of het remlicht brandt.
    • Het remlicht brandt. Conclusie, functies 1 en 4 zijn in orde en hoeven niet meer gecontroleerd te worden.
    • Het remlicht brandt niet. Conclusie, controleer eerst functie 1.
  • Druk de pedaal van de achterrem in en controleer of het remlicht brandt.
    • Het remlicht brandt. Conclusie, functies 2 en 4 zijn in orde en hoeven niet meer gecontroleerd te worden.
    • Het remlicht brandt niet. Conclusie, controleer eerst functie 2.
  • Brandt het remlicht niet zowel bij het inknijpen van de remhandel van de voorrem als bij het intrappen van de rempedaal van de achterrem: Conclusie, controleer eerst of er spanning staat op zekering1, of deze zekering in orde is en goed contact maakt. Is dit in orde controleer functie 4.

Remfuncties testen.

Om onderstaande functies te controleren is het noodzakelijk de brandstoftank te verwijderen en de LCU uit zijn contactvoet te nemen.

Functie 1. Controleer de goede werking van de microswitch in de voorremhandel en zijn bedrading.

  • Sluit een spanningzoeker/lampje met een been aan op aansluiting E1 van de contactvoet van de LCU en het andere been aan op de min-pool van de accu of massa.
  • Druk de handel van de voorrem in en controleer of de spanningzoeker/lampje brandt.
    • Spanningzoeker brandt. Conclusie: Functie 1 is in orde en hoeft niet meer gecontroleerd te worden.
    • Spanningzoeker brandt niet. Conclusie Functie 1 is niet in orde, controleer de microswitch, de rood/grijze bedrading en zwart/groene bedrading.

Functie 2. Controleer de goede werking van de microswitch in de achterrempedaal en zijn bedrading.

  • Sluit een spanningzoeker/lampje met een been aan op aansluiting E2 van de contactvoet van de LCU en het andere been aan op de min-pool van de accu of massa.
  • Druk de pedaal van de achterrem in en controleer of de spanningzoeker/lampje brandt.
    • Spanningzoeker brandt. Conclusie Functie 2 is in orde en hoeft niet meer gecontroleerd te worden.
    • Spanningzoeker brandt niet. Conclusie Functie 2 is niet in orde, controleer de microswitch, de groen/grijze bedrading en zwart/groene bedrading.

Functie 4. Controleer de bedrading vanaf de LCU-unit naar het remlicht inclusief lampenfitting.

  • Het beste kan men deze functie testen door een draadje aan te sluiten tussen de pluspool van de accu en aansluiting 54A van de contactvoet van de LCU.
    • Het lampje van het remlicht brandt. Conclusie: Functie 4 is in orde en hoeft niet meer gecontroleerd te worden.
    • Het lampje van het remlicht brandt niet. Conclusie Functie 4 is niet in orde, controleer de geel/grijze bedrading, de fitting van het remlicht, de bruine bedrading (massaverbinding) ennnn controleer nogmaals het gloeilampje.

Foutanalyse achterlicht circuit:

Schakel het contactslot in.

Schakel de verlichting in met de schakelaar in het rechter handvat.

Begin ook weer met functie 5.

Functie 5, Controleer of het lampje van het achterlicht ook daadwerkelijk werkt.

  • Het achterlicht brandt. Conclusie: Alle functies van het achterlicht zijn in orde en hoeven niet meer gecontroleerd te worden.
  • Het achterlicht brandt niet. Controleer functie 3.

Functie 3, Controleer de bedrading vanaf de LCU-unit naar het achterlichtlicht inclusief lampenfitting. Het beste kan men deze functie testen door een draadje aan te sluiten tussen de pluspool van de accu en aansluiting 58A van de contactvoet van de LCU.

  • Het achterlicht brandt. Conclusie: Functie 3 is in orde, controleer of er 12 volt staat op aansluiting 58E van de contactvoet van de LCU.
  • Het achterlicht brandt niet. Conclusie: Functie 3 is niet in orde, controleer de zwart/grijze bedrading, de fitting van het achterlicht, de bruine bedrading (massaverbinding) en controleer nogmaals het gloeilampje.

Pas als alle functies zijn gecontroleerd en voor 100% in orde zijn kan men voorzichtig concluderen dat de oorzaak wellicht toch in de LCU zit.

Voor de electronisch begaafden onder jullie, die zich willen begeven aan de reparatie van de LCU, heb ik middels een geleende LCU, het schema weten te herleiden. Dit was een hels karwei van meerdere avonden turen op de printsporen aan de ene kant en de componenten aan de andere kant. Op foto 4 kunt u de pinbezetting vinden, op foto 5 de opstelling van de componenten en op foto 6 het elektronisch schema.

Met vriendelijke groet,

Hans

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 1

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 2

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 3

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 4

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 5

 

Vergroting: druk op de linker muis toets.

Foto 6


Artikel: ©Hans Blommers 2012 en Bert Meijerink 2012