Войти Регистрация

Войдите в свой аккаунт

Логин *
Пароль *
Запомнить меня
 
load more hold SHIFT key to load all load all

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ФОНАРИ  «ГАБАРИТ / СТОП» ВМЕСТО КАТАФОТОВ

В теме представлен вариант замены катафотов, установленных на заднем бампере автомобиля, фонарями, имеющими одновременно две функции – «габаритные огни» и «стоп-сигнал». Наличие узла управления яркостью позволяет использовать фонари с одним плюсовым контактом в патроне и устанавливать в них лампы накаливания мощностью до 21W или светодиодные лампы с любым числом излучающих диодов. Данный вариант по замене катафотов фонарями показан для автомобиля УАЗ ПАТРИОТ LIMITED 2015 года выпуска, но его с успехом можно применить для другого автомобиля.

О полезности установки дополнительных фонарей «стоп-сигнала» сказано не мало. Сама же идея замены штатных катафотов фонарями не нова – на автомобильных сайтах есть куча авторских фото и видеоотчетов по переделке. Иногда готовые фонари, выполненные в форме катафотов для конкретной марки автомобиля, заказывают почтой из поднебесной. Толщина корпуса катафотов не велика, поэтому в них встраивают отрезки светодиодных лент. Например, при включении габаритов начинает светить одна лента, расположенная по центру катафота, а при нажатии педали тормоза дополнительно зажигаются еще две ленты, расположенные по краям. Собранный катафот имеет три провода питания – для подключения к лампе «+12V, ГАБАРИТ», к лампе «+12V, СТОП» и «-12V, МАССА». Таким образом, имитируется лампа с двумя плюсовыми контактами на цоколе. Достоинством такой переделки является то, что фонарь не теряет светоотражающих свойств катафота.

На заднем бампере УАЗ ПАТРИОТ 2015 года выпуска (рестайлинг) установлены вот такие катафоты:

катафоты

Катафот разобрать не так просто – его лицевая (отражающая) и задняя (с крепежным винтом) части довольно хорошо склеены. Поэтому катафоты сначала «отпаривают» в горячей воде, а затем тонким ножом пытаются разделить хрупкую отражающую часть от задней. Далее придется удалить крепежный винт и сточить два пластмассовых утолщения с задней части, иначе не влезет даже светодиодная лента. Если все благополучно получится, то подготовленный к переделке катафот не будет иметь крепежного винта (отверстие от него заливают, например, термоклеем) и переделанный катафот на штатное место придется крепить каким-то другим способом, например, на двухсторонний скотч. Попробовал и я разделить половинки катафота тонким ножом – не получилось, с краю откололся кусочек отражающей части. Плюнул и решил, что проще поискать какой-нибудь готовый вариант. Походил по магазинам, торгующими автозапчастями, и купил два фонарика, выпускаемые конторой OSRAM:

 Катафоты от УАЗ патриот

Два крепежных винта с резьбой 4мм и патрон (-12V, МАССА) представляют собой единый конструктив, нижний контакт для лампы (+12V) подпружинен, по периметру задней части имеется углубление, в котором уложена резинка – не будет попадать вода. В патроне установлена лампочка типоразмера R5W (с металлическим цоколем 15мм, колбой 19мм и мощностью 5W), но внутреннее пространство фонаря допускает установку лампы большего типоразмера, например, P21W (с цоколем 15мм, колбой до 26,5мм и мощностью 21W), или светодиодную лампу с любым размером излучающего кластера. Скошенные края задней части корпуса позволят без ухищрений установить фонарь в углубление бампера, предназначенное для штатного катафота.

Вывод в патроне, подводящий +12V к нижнему контакту на цоколе лампы только один, поэтому возникает вопрос, как реализовать два режима работы лампы: «габаритный огонь» - когда лампа должна светить в четверть от полного накала и «стоп» - когда лампа должна светить полным накалом? Очевидно, следует применить регулятор напряжения. Регулятор должен обладать определенной универсальностью: с минимальными тепловыми потерями управлять не только светодиодными лампами, но и лампами накаливания с общей мощностью 42W (две лампы по 21W и током до 4А), иметь раздельную регулировку яркости для режимов «габарит» и «стоп» - в случае использования очень ярких светодиодных ламп, которые могут слепить едущего позади водителя. Этим требованиям в большей мере соответствует регулятор, показанный на РИС.1:

Схема принципиальная

В основе устройства – распространенная схема ШИМ-регулятора с некоторыми доработками. Первый компаратор генерирует треугольное напряжение, а второй компаратор сравнивает это напряжение с опорным и на его выходе формируется импульсное напряжение постоянной частоты с изменяемой скважностью.

Работа принципиальной схемы.

При включении габаритных огней на разъеме XS1 появится напряжение и через Н.З. контакты реле К1 поступит на анод диода VD2, верхние по схеме выводы резистора R12 и стабилитрона VD4, а также на исток мощного полевого транзистора VT1. Через диод VD2 напряжение поступает на выводы питания 8,4 компаратора DA1. Конденсаторы С1 и С2 способствуют стабильной работе схемы. Резисторами R1 и R2, а также резисторами обратной связи R3 и R7, компаратор DA1.1 преобразован в генератор (подробное описание процесса формирования импульсов есть в интернете). Резистор R6 – коллекторная нагрузка выходного транзистора в компараторе. Конденсатор С3 определяет рабочую частоту генератора - около F=100Гц (измеренная частота составила F=96Гц). На выходе 1DA1.1 напряжение имеет форму прямоугольных импульсов, а напряжение на конденсаторе С3 увеличивается и уменьшается почти по линейному закону, т.е. имеет треугольную форму. Эти треугольные импульсы (Uмакс=7,8V и Uмин=4,0V) поступают на неинвертирующий вход компаратора 5DA1.2. На инвертирующий вход 6DA1.2 напряжение поступает с движка подстроечного резистора R9. Резисторы R8 и R10 задают максимальный (Uмакс=8,6V) и минимальный (Uмин=3,42V) уровни регулировки напряжения на входе 6DA1.2. При перемещении движка R9 вверх по схеме на выходе 7DA1.2 длительность импульсов с низким уровнем (Uн=0,4V) увеличивается, а длительность импульсов с высоким уровнем (Uв=12V) уменьшается. Средний ток через транзистор VT1 увеличивается, поэтому, яркость ламп, подключенных к разъему XS3, также увеличивается. Соответственно, наоборот, при перемещении движка R9 вниз по схеме на выходе 7DA1.2 длительность импульсов с низким уровнем уменьшается, а длительность с высоким – увеличивается. Яркость ламп уменьшается. Нагрузкой выходного транзистора в компараторе служат резисторы  R11 и R12, из которых R11 – ограничивает ток через стабилитрон VD4 по величине не более I=10mA, а R12, задавая положительный потенциал на затворе VT1, способствует более четкому переключению. Стабилитрон VD4 защищает затвор транзистора VT1, ограничивая напряжение на уровне не более 8,9…9,1V.

При нажатии педали тормоза напряжение появится на разъеме XS2 и реле К1 сработает. Его контакты переключатся, и вся схема получит питание от цепи штатных ламп «стоп-сигнала». Через развязывающий диод VD3, подстроечный резистор R4 и резистор R5 напряжение поступит на нижний (по схеме) вывод подстроечного резистора R9. Уровень напряжения на входе 6DA1.2 превысит максимальный уровень треугольного напряжения на входе 5DA1.2 (как будто движок резистора R9 очень быстро переместили вверх). Выходной транзистор в компараторе DA1.2 полностью откроется – вместо прямоугольных импульсов будет низкий уровень напряжения. Полностью откроется и транзистор VT1, поэтому лампы будут светить в полный накал. Диод VD3 исключает влияние сопротивления обмотки реле на делитель R8 - R10. Диод VD2 устраняет кратковременный «провальчик» напряжения питания в момент переключения реле, не давая разрядиться конденсатору С1 через внешние цепи. Если движок подстроечного резистора R4 перемещать влево по схеме, то уровень напряжения на входе 6DA1.2 начнет снижаться. Когда уровень станет ниже максимального уровня треугольного напряжения на входе 5DA1.2, то на выходе компаратора 7DA1.2 появятся импульсы высокого уровня с увеличивающейся длительностью. Яркость ламп начнет уменьшаться. При отпускании педали тормоза реле К1 обесточится и его контакты примут исходное положение, показанное на схеме. Диод VD1 замкнет на себя выброс отрицательного напряжения, возникающий при выключении реле.

На РИС.2 показано графическое пояснение работы регулятора без привязки к времени:

График работы схемы

Если автомобиль движется в дневное время без включенных габаритных огней, то время работы схемы будет определяться временем нажатия на педаль тормоза, т.е. при каждом торможении будет срабатывать реле К1 и подключать схему к цепи питания штатных ламп «стоп-сигнала».

Детали, схема подключения и настройка.

В схеме генератора сопротивление резисторов R1-R3, R7 не критично и может варьировать от 20К до 300К, но применять следует с одинаковым номиналом и, соответственно, подбирать емкость конденсатора С3. Уменьшение этих сопротивлений ниже R=40…30К приведет к увеличению потребляемого тока, тогда придется увеличить емкость конденсатора С1. При увеличении более R=100…150К генератор становится чувствительным к помехам и наводкам, возникающим при работе электрооборудования автомобиля.

При уменьшении рабочей частоты генератора ниже F=30…25Гц (при увеличении емкости С3) становится заметным мерцание светодиодных ламп, при увеличении частоты (при уменьшении емкости С3) возрастет потребляемый ток генератором.

Применение микромощного двухканального компаратора типа LM393 обеспечило малый потребляемый ток схемой управления (не более Iраб=2mA), а допустимое максимальное однополярное питание (Uпит.макс=36V) позволило обойтись без стабилизатора напряжения при простом согласовании выхода компаратора с транзистором VT1.

Диоды VD1-VD3 меняются на любые импортные или отечественные с прямым током до Iпр=100mA, например, из серий КД102, КД521, КД522 и т.п.

Двуханодный (симметричный) стабилитрон VD4 типа КС191А можно заменить обычным или установить другой с напряжением стабилизации Uстаб=8…12V, например КС182, КС510, КС212 и т.п.

Использование мощного P-канального транзистора «MOSFET» в качестве силового ключа позволило минимизировать потери мощности и обойтись без радиатора при управлении лампами накаливания.

О назначении конденсатора С4 следует сказать отдельно. При работе регулятора со светодиодными лампами при подаче питания наблюдалась кратковременная вспышка с максимальной яркостью (график на РИС.2), после чего лампа светила с уровнем яркости, заданным резистором R9. Объяснить вспышку можно переходным процессом, возникающим при подаче питания, когда конденсатор С3 разряжен и генератор еще не вошел в рабочий режим. Напряжение на входе 5DA2 равно нулю и выходной транзистор компаратора DA1.2 полностью открыт. С лампами накаливания при подаче питания переходный процесс также присутствует, но маскируется временем разогрева спирали лампы, поэтому вспышка не видна. Конденсатор С4 устраняет нежелательный эффект вспышки. После подачи питания С4 начинает заряжаться, удерживая на входе 6DA1.2 низкий уровень напряжения на время, пока генератор DA1.1 не войдет в рабочий режим. Далее на работу схемы конденсатор С4 не оказывает влияния.

Применение в устройстве реле К1 продиктовано желанием, чтобы устройство было универсальным, т.е. могло управлять не только светодиодными лампами (лентами), но и лампами накаливания. Реле имеет малые габариты, а его контакты выдерживают значительный ток. Если регулятор будет управлять только светодиодными лампами, рабочий ток которых не превышает Iраб=350…450mA (для двух ламп Iраб.общ=700…900mA), то реле из схемы можно исключить, а его контакты заменить двумя диодами, включенными по схеме «ИЛИ», как показано на РИС.1 в синей рамочке. Диоды развяжут цепи штатных ламп «габарит» и «стоп», иначе при включении ламп «габаритных огней» дополнительно засветятся лампы «стоп-сигнала» и наоборот. Для уменьшения падения напряжения лучше использовать диоды Шоттки, например, типа 1N5822 у которых: Uмакс.обр=40V, Iраб.прям=3А при Uпад.прям=0,525V. Диод VD2 при этом заменяется перемычкой.

Предохранитель FU1 логичнее включить в разрыв общего провода (разъем XS5). В этом случае будет защищена не только силовая цепь ламп, но и схема управления, включая реле К1.

Режимы по постоянному току и осциллограммы, указанные в схеме на РИС.1, измерены при питании устройства от лабораторного БП с выставленным Uвых=12,6V, имитирующего питание ламп автомобиля от АКБ при неработающем ДВС. С заведенным ДВС напряжение бортовой сети автомобиля поднимется до 14,2...14,5V, тогда пропорционально увеличатся и уровни измеренных напряжений. Это никаким образом не скажется на работоспособности регулятора.

Схема подключения показана на РИС.3:

Схема подключений

Подключать устройство удобнее к проводам штатного правого заднего фонаря, т.к. рядом в днище кабины расположено технологическое отверстие, через которое проходит гофра с проводами от датчиков парковки. Через это отверстие следует просунуть провод, идущий от устройства к установленным дополнительным фонарям. При подключении устройства к проводам штатного фонаря оказалось, что не все цвета проводов соответствуют цвету проводов в схеме электрооборудования, гуляющей в интернете. В нижней сноске на схеме указано: «Номера и цвета проводов, указанные на схеме, соответствуют номерам и цветам проводов в жгутах проводов автомобиля UAZ Patriot Petrol в комплектации «Limited». Вероятно, данный автомобиль, на котором устанавливаются дополнительные фонари, не является Petrol. На РИС.3 указаны правильные цвета нужных проводов.

Настройка не сложна. При включенных габаритных огнях автомобиля резистором R9 устанавливают яркость ламп в дополнительных фонарях, соответствующую яркости ламп в штатных фонарях. Затем при нажатии педели тормоза резистором R4 устанавливают яркость ламп, соответствующую яркости ламп в штатных фонарях «стоп-сигнала». После этого можно проверить оба режима работы по отдельности. Яркость ламп накаливания в режиме «габарит» должна быть в 3,5…4 раза меньше яркости в режиме «стоп». Не помешает проконтролировать температуру корпуса фонарей с лампами накаливания мощностью 21W при длительном удержании педали тормоза в нажатом состоянии. Для светодиодных ламп следует убедиться, что в режиме «стоп» нет ослепления глаз, в противном случае придется еще уменьшить яркость. Результаты настройки желательно проверить в разное время суток.

Практическая конструкция и установка в автомобиль.

Далее на ФОТО с краткими комментариями показан процесс сборки устройства и установки его в автомобиль.

Отработка и проверка принципиальной схемы на макетной плате. Выключатель имитирует штатный выключатель габаритных огней, а кнопка – концевик педали тормоза:

сборка схемы

Подготовка платы под размер коробочки от неисправного модуля доводчика стекол «МАНГУСТ». Идеальный корпус для регулятора:

корпус

Плата устройства изготовлена:

 Плата устройства

Проверка работоспособности готовой платы с лампой накаливания P=10W:

проверка устройства

Проверка с подключенной светодиодной лампой:

проверка

Окончание сборки. Подключение входных/выходных проводов, которые на плате зафиксированы термоклеем. Провода оканчиваются контактными клеммами (разъемы XS1, XS2 и XS4, XS5):

Проверка окончательного устройства 

Устройство полностью собрано и готово к установке в автомобиль:

 Устройство готово к работае

Открытый лючок со стороны заднего правого фонаря для доступа к технологическому отверстию, а также к проводам штатных ламп «габарит» и «стоп»:

люк

Крепление фонаря и технологическое отверстие, предназначенное для гофры с проводами от датчиков парковки:

крепление фоноря

Крепление фонарей подробнее:

подключение фонаря

Плюсовой красный провод, идущий от правого фонаря к левому, закреплен стяжками на гофре с проводами от датчиков парковки. Черный провод, идущий от фонаря, соединяется с «массой»:

провода

После установки и подключения фонарей проверяется их работоспособность. Красный провод, подключенный к плюсовой клемме аккумулятора, по очереди соединяют с разъемами красного цвета XS1 «габарит» и XS2 «стоп», имитируя включение соответствующих ламп. В белом корпусе на красном проводе, идущем на дополнительные фонари «габарит/стоп», виден предохранитель FU1. После проверки разъемы посредством ответных клемм подключаются к проводам ламп штатного фонаря согласно схеме на РИС.3:

распиновка проводов

Результат выполненной работы на примере ламп накаливания мощностью 10W каждая. Яркость ламп в режиме «габариты» явно отличается от яркости в режиме «стоп»:

готовое устройство  

В конце темы можно посмотреть коротенький видеоролик:

Опубликовано в Все для автомобиля
 

Топ

ТЕЛЕФОННАЯ…

Приставка-спикерфон предназначена для громкоговорящей телефонной связи. Занятие линии АТС…

Управление…

Автор разработал программу и устройство для управления различными электро и…

Импульсный…

Импульсный преобразователь сетевого напряжения Применение импульсного преобразователя…

Импульсный блок…

Импульсный блок питания 180Вт Мощность блока питания — около 180 Вт, выходное напряжение…

Вольтамперметр на…

Pахотел повторить, но буржуй просил за прошитый МК 14 евро, было принято решения догнать…

Программатор PicKit2

PICkit 2 это простой USB программатор для микроконтроллеров PIC, микросхем памяти и…

Эмулятор ключей…

Назначение. Устройство предназначено для считывания, хранения и эмуляции ключей домофонов…

Прибор для проверки…

Мастера, ремонтирующие радиоаппаратуру, хорошо знают, как часто в отказе аппаратуры…

Ремонт импульсного…

Вскрытие корпуса БП:Начинаем проверку, особо обращая внимание на поврежденные, изменившие…

ЛЕГЕНДАРНАЯ «СДУ С…

В 1984 году журнал РАДИО опубликовал схему СДУ, в которой использовался принцип цифрового…

ИНДИКАТОР УРОВНЯ…

Принципиальная схема индикатора показана на рисунке. Эта схема использовалась для…

Голосовой монитор…

Голосовой монитор (далее – монитор) предназначен для контроля телефонной линии или…