Как известно, лампочки перегорают в первую очередь при включении. В автомобиле проблема, в основном, касается фар ближнего света. Мы с женой уже несколько раз обновляли авто, и каждый раз родные лампочки служили годами. Но стоит один раз заменить ту, которая перегорела, и впоследствии это происходит чаще… Для тех, кому нравится работать с электроникой своими руками, есть выход — собрать устройство плавного включения фар.
Устройство плавного включения ближнего света фар
Холодная нить лампочки имеет сопротивление во много раз меньше, чем горячая, что вызывает протекание значительного тока при ее включении. Для сравнения, спираль лампы нагревается до температуры примерно 2000…2500°С. При измерении сопротивления нити накала холодной лампочки H7 (12 В, 55 Вт) мы получаем значение ниже 1 Ом. При этом ее сопротивление в разогретом состоянии составляет примерно 2,5 Ом. Поэтому номинальный ток, потребляемый лампочкой, составляет примерно 4,6 А, но при включении он может кратковременно превышать 12 А!
Описание схемы устройства
Предлагаемое устройство обеспечивает промежуточный процесс включения питания ламп. В начале они питаются через последовательное сопротивление, которое ограничивает ток накала до безопасного значения. Это продолжается некоторое время, в течение которого нить накала предварительно нагревается. Лишь по истечении этой задержки ограничивающий резистор отключается, и лампочка подсоединяется напрямую к источнику питания. Повторное включение света или, что очень важно, переключение между дальним и ближним светом, не запускает процесс.
Схема устройства представлена на рисунке. Оно может включать две лампы. Модуль изготовлен с использованием интегральной схемы 4093 (Четыре триггера Шмитта с элементами И-НЕ на входе. Ближайший отечественный аналог К561ТЛ1). Элементы A и B образуют RS-триггер. Элементы R3 и С4 выдают импульс длительностью примерно 0,1 с, который переводит триггер в активное состояние при подаче питания на схему.
Реле включаются, лампочки соединяются параллельно, а в цепь их питания включаются резисторы R6 и R7. Их сопротивление было выбрано таким образом, чтобы ограничить ток примерно до 5 А при параллельном соединении двух ламп по 55 Вт, т.е. 2,5 А на цепь.
Таким образом, при появлении напряжения на проводе IN1 через лампочки потечет ток, предварительно нагревая нити накала и заряжая конденсатор С1 через резистор R1. Эти элементы определяют время прогрева, которое должно составлять примерно 5 с. Зарядка емкости С1 приведет к сбросу триггера и отключению реле. Цепи питания ламп вернутся в нормальное состояние, и система перейдет в режим блокировки, потребляя лишь небольшой ток покоя. Возобновить прогрев можно будет только после отключения питания системы, ожидания нескольких секунд и повторного включения.
Сборка устройства представлена на рисунке ниже. Оно не требует запуска и, правильно собранное из проверенных деталей, работает сразу после включения питания. Модуль плавного включения фар можно подключить к сети авто двумя способами.
Первый вариант показан на рисунке ниже. Используется один общий модуль, включающий лампы ближнего света обеих фар.
Второй метод показан на следующем рисунке. В этом случае удается продлить жизнь лампам и ближнего, и дальнего света фар.
В этом случае используются два устройства, каждое из которых включает лампы ближнего и дальнего света одной фары. Важно, чтобы цепь ближнего света была подключена к IN1 и OUT1, а цепь дальнего света – к IN2 и OUT2. Если на авто нет системы автоматического включения света, то питание устройства можно подключить к цепи габаритных огней, что упростит монтаж. В противном случае подключаем питание модулей к любой цепи, включенной зажиганием.
Перечень элементов
Перечень элементов схемы плавного пуска фар приведен для одного модуля.
РЕЗИСТОРЫ:
- R1 — 82 кОм;
- R2, R4 — 470 кОм;
- R3 — 100 кОм;
- R5 — 10 кОм;
- R6, R7 — 3,9 Ом/5 Вт.
КОНДЕНСАТОРЫ:
- C1, C2 — 100 мкФ/25 В;
- C3, C4 — 1 мкФ.
ПОЛУПРОВОДНИКИ:
- D1 — 1N4007;
- D2 — 1N4148;
- Т1 — BCP56;
- US1 — 4093 (К561ТЛ1).
ПРОЧЕЕ:
- REL1, REL2 — JQC3FF 1HS/12 В;
- провод сечением 1…2 мм², длиной около 1,5 м.
Модуль плавного пуска ламп автомобиля
Представленное устройство обеспечивает плавное включение подсоединенной лампы, тем самым значительно продлевая срок ее службы. Процесс достижения полной яркости свечения лампы занимает около 2 секунд, это время, за которое ее спираль постепенно достигает своих рабочих параметров.
Основные параметры модуля:
- время процесса мягкого пуска около 2 с;
- максимальная мощность нагрузки 60 Вт (без дополнительного радиатора);
- питание 10…18 В постоянного тока.
Внезапное и частое включение лампочки, холодная нить которой имеет сопротивление во много раз меньше, чем горячая, приводит к большому току через нить и, следовательно, более быстрый ее износ. Устройство будет особенно полезно в автомобилях с автоматическим переключением с дневных ходовых огней на ближний свет, где автоматика зачастую может манипулировать освещением автомобиля в зависимости от сложившихся внешних условий.
Описание работы системы
Принципиальная схема плавного включения фар автомобиля представлена на рисунке. Система включается между источником питания и приемником.
Диод D1 защищает схему от подключения к питанию с неправильной полярностью. Входное напряжение подается на стабилизатор IC1 типа 78L05, а конденсаторы С1…С4 обеспечивают его фильтрацию. Работой системы управляет микроконтроллер IC2 ATTINY25, и ее функционирование начинается сразу после подачи напряжения питания.
Продолжительность процесса розжига занимает примерно 2 секунды, но при необходимости Вы можете отрегулировать ее под свои нужды, изменив номинал резистора R5. При использовании устройства плавного включения фар в автомобиле время набора полной яркости свечения лампы не должно быть слишком большим, чтобы при включении света нас не обескуражило несколько секунд темноты. Весь процесс повышения яркости сигнализируется миганием светодиода D2, а по его завершении индикатор будет светиться непрерывно.
Монтаж и наладка
Модуль следует собрать на печатной плате размерами 31х26 мм, топология и сборка которой представлена на рисунке ниже.
Сборку устройства следует начинать с самых маленьких элементов, транзистор Т1 следует устанавливать в последнюю очередь. Собранная плата представлена на следующем фото, система сразу готова к работе.
Лучше всего устанавливать модуль в моторный отсек авто в непосредственной близости от фар, используя по одной системе на каждую лампу. При работе с нагрузками мощностью до 60 Вт радиатор необязательно использовать, и тогда держатель транзистора Т1 можно припаять к плате, как на фото.
Список комплектующих
РЕЗИСТОРЫ:
- R1, R3 — 2,2 кОм;
- R2 — 1 кОм;
- PR1 — 10 кОм.
КОНДЕНСАТОРЫ:
- C1, C2 — 100 мкФ/25 В;
- C3, C4 — 100 нФ.
ПОЛУПРОВОДНИКИ:
- D1 — 1N4007;
- D2 — светодиод;
- IC1 — 78L05;
- IC2 — АТТИНИ25;
- Т1 — IRL3705.
Реле плавного пуска делаем своими руками
Мы уже рассмотрели две схемы модулей, обеспечивающих плавный пуск автомобильных фар. Каждое из них необходимо подключать к электропроводке автомобиля, разрезая и зачищая провода. Сам модуль нужно где-то крепить, и это еще одно неудобство. При этом устройство плавного пуска можно встроить в корпус штатного реле ламп и не трогать проводку автомобиля.
Штатное реле фар подключается по приведенной схеме. Таким образом вполне реально удалить внутренности из стандартного реле (негодное реле — в самый раз!) и встроить в него свою собственную схему.
На фото представлен пример модуля, сделанного своими руками. Через такое устройство можно подключить фары как ближнего, так и дальнего света. Пример подобной работы смотрите в следующем видео.
Loading...
