4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Плавное включение ближнего света фар своими руками

Тюнинг ВАЗ 2109

В этой статье будет рассмотрена достаточно оригинальная идея по тюнингу, а именно реализация функции плавного включения и выключения ближнего света фар. Удобство этой доработки заключается в том, что схема управления светом размещается в корпусе стандартного реле включения ближнего света, и если что-то не устроит, все можно быстро вернуть обратно, просто установив стандартное реле.

Схема управления. Справа указаны номера контактов стандартного реле, к которым подключается эта схема, размещаемая внутри корпуса реле.

Для размещения схемы в корпусе реле необходимо использовать SMD детали, кроме транзистора. Схема, собранная на обычных деталях не будет столь компактной.

Корпус взят примерно от такого реле, его начинка была вынута, оставлена только алюминиевая планка на которой был закреплен электромагнит. Она будет использована для установки транзистора. Эта планка также будет являться радиатором транзистора. К ней прикручиваем еще одну пластину для улучшения отвода тепла от транзистора, так как он в процессе розжига и затухания ламп ближнего света ощутимо греется. Все места соприкосновения пластин необходимо промазать термопастой для более эффективного отвода тепла он нашего радиатора.

Далее изготавливается плата для монтажа деталей.

Вот так выглядит плата с размещенными на ней деталями. Плата припаяна к ножке реле.

На плате с обратной стороны размещен светодиод, он служит индикатором включения ближнего света.

Так выглядит наше устройство для плавного включения и выключения ближнего света фар, собранное в корпусе стандартного автомобильного реле.

Собираем корпус реле. Сверху можно наклеить этикетку, нарисованную в любом графическом редакторе на компьютере и распечатанную на принтере.

Устанавливаем это устройство в блок предохранителей вместо стандартного реле включения ближнего света, на его штатное место.

При установке данного устройства ближний свет автомобиля разгорается до полной мощности примерно за 2 секунды. При выключении ближнего света он горит ещё примерно секунд десять после нажатия на кнопку выключения, и затем плавно гаснет.

При работе ближнего света на автомобиле транзистор в нашем устройстве греется едва заметно, он слегка теплый. Интенсивный нагрев транзистора происходит только в моменты розжига и затухания ближнего света фар при его включении и выключении.

Сообщества › Кулибин Club › Блог › Электрика: плавное включение света фар

Это будет ещё один вариант схемы плавного включения фар.

Для начала немножко теории.

Многие, наверное, замечали, что перегорание ламп накаливания в подавляющем большинстве случаев приходится на момент их включения. Отчего же это происходит?

Виноват в этом, разумеется, Георг Ом со своим законом. Дело в том, что сопротивление холодной нити лампы в 10-12 раз ниже, чем в разогретом состоянии. По закону Ома, ток в цепи обратно пропорционален сопротивлению: I = U / R. Значит ток в цепи каждой лампы тоже в момент включения в 10-12 раз выше номинального, то есть, для стандартной лампы 55Ватт он может достигать 60 Ампер! Но в течение каких-то сотых долей секунды нить нагревается, сопротивление увеличивается и ток падает до номинального уровня. Обычно этот момент проходит так быстро, что ничуть не вредит ни реле, ни предохранителю, которые подводят ток к двум лампам и рассчитаны на ток куда ниже 120 Ампер.
Рассмотрим чуточку подробнее, что же страшного может случиться в этот краткий миг включения. Для этого рассмотрим нить лампы под электронным микроскопом:

Спиралька не идеальная, какие-то участки её оказываются потоньше, какие-то потолще.

Очевидно, теплоёмкость тонких участков оказывается меньше, а значит, при таком же протекающем токе, они быстрее нагреваются.

Как было упомянуто ранее, сопротивление нагретой спирали больше сопротивления холодной. Ток, как мы знаем, одинаков во всех участках цепи, а по тому же закону того же Георга, падение напряжения на участке цепи равно произведению значений силы тока и сопротивления этого участка. U = I * R. Это значит, что падение напряжения на втором, «тонком» участке будет больше чем на других.
Мощность высчитывается как произведение тока на напряжение: P = I * U. А это значит что на этом самом тоненьком участке цепи будет рассеиваться самая большая мощность.
В результате, пока соседние участки не спешa нагреваются, тоненький отрезок спирали успеет немного выгореть и стать ещё тоньше к следующему включению лампы. А значит при следующем включении различие в нагреве разных участков спирали будет ещё более выраженным. Ситуация будет ухудшаться с каждым включением, пока не произойдёт:

Выход прост: ограничить рассеиваемую мощность, уменьшив ток в цепи. Существует несколько разных вариантов как этого добиться, и самые распространённые из них это:

1. Использование NTC термистора и реле. Термистор около 2-5 Ом (при 25 градусах) включается последовательно с лампой, и часть мощности рассеивается на нём, нагреваясь он уменьшает своё сопротивление, в то время как лампа — плавно разгорается и увеличивает сопротивление. Через некоторое время падение напряжения на лампе окажется достаточным, чтобы замкнуть обмотку включенного параллельно с ней реле. Контакты реле замыкают термистор, исключая его из цепи и передавая тем самым всю мощность лампе.

Читать еще:  Какая микросхема прошивается в эбу машины

2. Использование мощного полевого транзистора с конденсатором на затворе. Принцип аналогичен предыдущему. Но вместо термистора ток ограничивается полевым транзистором, затвор которого медленно заряжается, и ток в цепи плавно повышается. При этом на транзисторе в момент включения рассеивается значительное количество тепла, что требует его охлаждения. Однако в полностью открытом состоянии, за счёт низкого сопротивления сток-исток, почти вся мощность идёт на лампу, в результате дополнительное реле не требуется.

3. Широтно-импульсная модуляция. Этот вариант отличается от предыдущих тем, что управляющая схема не ограничивает ток, что уменьшает рассеиваемую на ней мощность, а значит и требования к охлаждению. Вместо этого схема при помощи того же полевого транзистора подаёт ток краткими импульсами, длительностью в несколько десятков микросекунд. За такое короткое время участки нити не успевают нагреться до опасных значений, а в те моменты когда ток через цепь не идёт, тепло с более нагретых участков нити успевает перераспределиться на менее нагретые участки, в результате чего сопротивление разных участков цепи выравнивается.

Именно этот вариант я выбрал для реализации.

Вот что мне хотелось добиться от своей схемы плавного включения света:

1) Распознавание первого включения после включения зажигания. У меня на машине лампы H4 — ближний и дальний в одной колбе. Если зажигание только включено, то свет должен разгораться плавно, чтобы плавно разогреть холодные спираль и колбу. Зато, если зажигание не выключалось, а ближний свет был выключен и включен снова — а такое происходит при включении дальнего света — разогрев должен происходить быстрее, дабы дорога была освещена.

2) Удержание в пол-накала в течение секунды после выключения. В моменты мигания дальним светом, ближний также выключается. Такой алгоритм поможет нити лишний раз не остывать и быстро вернуть свет на прежний уровень.

3) Максимальное снижение энергопотребления схемой при отключении зажигания. Токи утечки должны быть минимальными.

4) Схема должна быть собрана в корпусе штатного реле. Схема не должна требовать вмешательства в проводку, дополнительных проводочков-подключений и полностью заменять штатное реле, а при необходимости — быть заменённой обратно простой перестановкой реле.

Схема подключения штатного реле

Определившись с требованиями, я стал изучать, как подключено штатное реле

Оказалось, в моей машинке выключатель света замыкает минусовой провод обмотки, а реле зажигания — плюсовой.

Очевидно, что при выключении света, будет отключен также и «минус» для питания схемы. Однако, согласно моим хотелкам, схема должна продолжать работать в этой ситуации, мало того — даже держать фары включенными в пол-накала! Идея заключается в том, чтобы брать «минус» для питания схемы с фар.

Схема электронного реле

В итоге родилась такая схема:

Логика управления реализуется микроконтроллером ATtiny13A. Для питания используется линейный стабилизатор 79L05 отрицательного напряжения -5 Вольт, то есть у всей схемы общим является «плюс».

VD3 и VD4 обеспечивают схему «минусом». Это «быстрые» диоды. Пока выключатель света замкнут, минус идёт с него. Когда он разомкнут, микроконтроллер управляет фарами в режиме широтно-импульсной модуляции. В моменты, пока транзистор закрыт, «минус» появляется через лампы фар.

VT4 — силовой pMOSFET, который и подаёт ток на фары. IRF9310 хоть мал и невзрачен на вид, но сопротивление сток-исток у него в открытом состоянии максимум 6,8 миллиОма. Он легко тянет 20 Ампер, а импульсами и все 160.

VT1 — этот друг обесточивает схему, когда зажигание выключено. Благодаря ему потребление тока в выключенном состоянии меньше микроампера.

C1 — конденсатор питает схему в те моменты когда выключатель света разомкнут, а транзистор VT4 открыт. Схема уверено работает и при 15 микрофарадах.

R4 — нужен чтобы снизить ток, который хлынет в разряженный C1 при первом включении. Это снизит нагрузку на транзистор и на сам конденсатор. R6 — позволяет ещё дополнительно снизить ток через выключатель.

VT2 — нужен для информирования МК о том что зажигание выключено и конденсатор вот-вот разрядится. В открытом состоянии он замыкает вывод PB4 микроконтроллера на линию -5 Вольт. В закрытом, вывод PB4 микроконтроллера подтягивается к «питанию» встроенным резистором. На его месте можно было бы использовать простой диод, катодом идущий на вход микроконтроллера, а сам вход подтянуть к «GND» резистором. Однако возможна ситуация когда на линиях зажигания и питания фар окажется значительная разность потенциалов — например, при повреждении реле фар. В этом случае такое подключение убило бы микроконтроллер. Использование транзистора немного усложняет схему, но зато исключает подобные казусы.

VT3 — точно также информирует МК, но о том, что замкнут выключатель света. Он, наоборот, притягивает вход PB3 к «питанию», а в закрытом состоянии этот вход притянут резисторм R7 к «GND». Когда выключатель разомкнут, микроконтроллер должен как можно быстрее перейти к ШИМ-управлению лампами, чтобы давать возможность конденсатору подзарядится в моменты, когда VT4 закрыт.

Пару слов об отводе тепла

Читать еще:  Sheriff автозапуск с брелка

Здесь используется один силовой транзистор. По расчётам, при токе 11 Ампер (взято с запасом) и его сопротивлении 6,8мОм (максимум) на нём будет рассеиваться 0,822 Ватта. Что достаточно немного. Однако в тесном корпусе реле негде разместить радиатор. Для эффективного отвода тепла, сток транзистора припаивается как можно ближе, под обильным припоем, к ножке корпуса, которая обладает хорошей теплопроводностью и отводит тепло наружу, в массивную колодку реле и далее в корпус машины. Эксперимент показал, что даже в неподключенном к колодке реле, транзистор нагревается всего на 30-35 градусов.

К слову, штатное реле потребляет ток около 150 миллиампер, и рассеивает почти 2 Ватта тепла.

Почти одновременно с этой задумкой, я обнаружил, что если вынуть в блоке предохранителей шунт и вставить в его место нормальное реле, то включится опция дневных ходовых огней. Реле в KIA довольно занимательные, симметричные: втыкай хоть так, хоть эдак. Пара контактов по диагонали — это обмотка, а по другой диагонали — замыкаемые. Это даёт некоторые неудобства: электронное реле нельзя втыкать «абы как».

В результате в руках у меня оказался шунт, который внешне мало отличим от реле, а кишочки у него выглядят так:

Он куда удобнее для обработки и размещения внутри всяких схем, чем обычное реле. Поработав немного ножовкой и надфилями получилось что-то такое:

Вначале по разработанной схеме был собран прототип:

Плавное включение фар и габаритных огней автомобиля. Устройство для увеличения срока эксплуатации автомобильных ламп

Недавно один из наших форумчан, Rus_lan, выложил на форум интересную штуку — устройство для плавного включения фар автомобиля. Штука эта многих сразу же заинтересовала (и меня в том числе), поэтому тему было решено более подробно раскрыть и описать в отдельной статье.

Итак, если вы автолюбитель, то вам наверняка приходится менять в своём автомобиле различные лампы накаливания: дальний и ближний свет, габаритные огни, поворотники…

Поскольку наиболее активно в автомобиле используются лампы ближнего света и габаритных огней, то и менять их приходится чаще всего.

Хорошо известно, что перегорают лампы обычно в момент включения, причём зимой гораздо чаще, чем летом. Почему так происходит?

Дело в том, что рабочая температура нити лампы накаливания составляет более двух с половиной тысяч градусов цельсия. Именно при такой температуре нить и начинает светиться. До рабочей температуры нить нагревается протекающим по ней током. Если нагрев происходит слишком быстро и неравномерно, то температуры соседних участков нити не успевают выравниваться за счёт теплопроводности, между соседними участками создаётся большой перепад температур, расширяются эти участки сильно неравномерно, в результате чего в нити возникают большие механические нагрузки и она рвётся. Похожий эффект можно наблюдать, если плеснуть холодной водой на раскалённый камень. Внешние слои камня при этом резко охлаждаются и сжимаются, в то время, как внутренние ещё остаются горячими и расширенными. В результате, как мы знаем, камень трескается.

Кроме эффекта, описанного выше, механические нагрузки возникают также из-за магнитного взаимодействия витков спирали, сила которого опять же пропорциональна силе тока.

Хорошо, ну а при чём же здесь всё-таки момент включения? Всё очень просто. В момент включения, когда нить холодная, её сопротивление значительно ниже, чем сопротивление в нагретом состоянии, соответственно и протекающий в это время ток значительно больше рабочего тока. Следовательно, в момент включения мы имеем максимальную скорость нагрева нити, а также максимальное магнитное взаимодействие витков. Зимой начальная температура, а значит и начальное сопротивление нити, ниже, чем летом, следовательно начальный ток ещё больше.

Как с этим бороться? Давайте подумаем. Избавиться от неравномерного нагрева нити мы не можем, поскольку он возникает вследствии дефектов самой нити (например, если нить неравномерна по толщине, то более тонкие участки имеют большее сопротивление и нагреваются быстрее и сильнее). Однако, мы вполне можем уменьшить скорость нагрева и магнитное взаимодействие между витками спирали. Для этого нужно всего лишь ограничить протекающий через нашу лампочку ток, чтобы он, в то время, пока спираль нагревается, не превышал рабочего значения (или хотя бы превышал его незначительно). Именно такое устройство, позволяющее при включении плавно увеличивать ток через лампочку, и предложил Rus_lan.

  1. C1 — конденсатор 47мкФ x 16В
  2. R1 — резистор 68кОм
  3. R2 — резистор 6,8кОм
  4. R3 — резистор 24кОм
  5. T1 — полевой транзистор FDB6670AL
  6. D1 — диод (любой)

Работает это устройство следующим образом: за счёт резисторов и конденсатора, установленного параллельно затвору полевика, напряжение на затворе транзистора растёт очень медленно, соответственно также медленно этот транзистор и открывается, что, в свою очередь, обеспечивает плавное увеличение напряжения на лампе и тока через неё. Делитель R1R3 задаёт максимальное напряжение на затворе. Резистор R2 дополнительно увеличивает время включения и защищает затвор транзистора, предотвращая любые возможности возникновения резких бросков тока через него.

Схема выложена в том варианте, в котором Rus_lan выложил её на форум, но лично я бы в ней кое-что изменил. Дело в том, что электролитические конденсаторы крайне плохо переносят низкие температуры (а у нас, например, зимой морозы -30 0 С и ниже совсем не редкость), поэтому я считаю, что лучше взять какой-нибудь керамический кондёр. Понятно, что найти керамику с такой ёмкостью нереально, но в таком случае можно взять конденсатор с ёмкостью поменьше, а уменьшение ёмкости скомпенсировать пропорциональным увеличением резисторов R1, R3.

Читать еще:  Замена втулок стартера ваз 2109 своими руками

Собранное устройство выглядит вот так:

А вот так оно выглядит в работе (в автомобильной фаре):

На этом всё, как говорится «ни гвоздя, ни жезла», удачи!

Как сделать плавное включение ближнего и дальнего света фар и для чего это нужно?

Часто водители спрашивают, как сделать плавное включение ближнего и дальнего света фар. Такое переключение не только придает автомобилю более интересный внешний вид, меньше воздействует на зрение, но и увеличивает срок службы галогеновых лампочек. Для создания такого эффекта необходимо добиться плавного затухания нити накала. Это является довольно распространенным видом тюнинга оптики. При этом, он не вызывает никаких проблем с работниками ГИБДД, что немаловажно в свете все более увеличивающихся штрафов. Итак, рассмотрим, каким образом достигается этот эффект, и нужно ли тратить на это свое время.

Содержание

Что дает?

Как сделать плавное включение ближнего и дальнего света фар и для чего это нужно. Основной функцией такой приблуды является защита лампочки от перегорания. Для большего понимания ситуации, рассмотрим ее с точки зрения физики. Все знают закон Ома, ну или догадываются о его существовании. Исходя из этого правила, следует, что сила тока всегда обратно пропорциональна сопротивлению. Формулу I=U/R, в школе видели, пожалуй, все. Нить накала автомобильной лампочки в холодном состоянии имеет сопротивление в 10-12 раз выше, чем разогретая. При подаче на нее напряжения и мощности сила тока соответственно также увеличивается в такое же количество раз. У стандартной лампы в 55 Вт, этот показатель может достигать 60 Ампер.

Правда, держится такая сила тока недолго, только до разогрева спирали, после чего происходит снижение силы тока до нормальных показателей. Лампочки рассчитаны на такое повышение, и по идее ничего страшного происходить не должно. Но, все знают способность ламп накаливания перегорать именно при включении. Все дело в неравномерности износа спирали. При эксплуатации некоторые участки по разным причинам испаряются быстрее, истончившаяся спираль становится более чувствительна к повышению силы тока и перегорает.

Плавное переключение света не дает с самого начала максимальную мощность, что не позволяет силе тока увеличиться до опасных пределов. Таким образом, удается значительно увеличить срок службы галогенок (см. статью «Что лучше ксенон или галоген»). Особенно это актуально для ламп «белого света», имеющих меньший ресурс.

Способы решения задачи

Для устранения проблемы достаточно снизить мощность, которая рассеивается при запуске. Для этого необходимо уменьшить силу тока в этой цепи. Существует несколько способов решения задачи:

  • Достаточно мощный полевой транзистор, имеющий конденсатор на затворе. Транзистор изначально пропускает малое количество тока. При этом, у него постепенно заряжается конденсатор, открывая затвор. При полностью заряженном конденсаторе мощность целиком проходит на лампу, что позволяет не использовать реле. Недостатком схемы можно считать необходимость отвода большого количества тепла;
  • Аналогично работает схема с NTS термистором и реле. В случае с автомобилем лучше использовать термистор на 2-5 Ом. Его подключают последовательно к лампе. При этом он рассеивает часть мощности. Постепенно нагреваясь, термистор снижает сопротивление. Мощность на лампочке растет, когда этот показатель достигнет определенного уровня реле, подключенное параллельно с лампой отключает термистор от цепи, обеспечивая лампе максимальное напряжение;
  • Широтно-импульсная модуляция. В отличие от описанных выше, при этом способе не ограничивается ток, что снижает рассеиваемую мощность. Это позволяет снизить необходимость в охлаждении. В схеме используется полевой транзистор. Через него напряжение подается на лампочку не постоянно, а с импульсами по несколько микросекунд. Благодаря этому, спираль нагревается равномерно. И происходит постепенное включение фар.

Вариант изготовления

Для начала вам понадобится старое реле или шунт-перемычка от вашего автомобиля. На него легко устанавливается любая плата. После чего подготавливается плата. Для этого вам понадобится создать принципиальную схему. Это делается в любой из доступных программ. В итоге на плате размещается микроконтроллер A Ttiny13A. Помимо этого, имеется пара диодов, которые обеспечивают минус. Также в схеме используется один полевой транзистор с максимальным сопротивлением 6,8 мОм.

Не забывайте, что он греется в процессе работы. Поэтому, его нужно размещать как можно ближе к ножке, которая будет выполнять функцию радиатора. Все детали небольшие по размеру, поэтому необходимо очень аккуратно обращаться с паяльником при пайке.

Заключение. Многие автолюбители увлекаются различным тюнингом световых приборов. В некоторых случаях это конструктивные изменения, позволяющие продлить срок службы ламп. К такому варианту относится способ, как сделать плавное включение ближнего и дальнего света фар. С помощью простой схемы, можно значительно продлить срок службы галогеновых ламп вашего автомобиля.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector