Плавный розжиг ближнего света фар.

Плавный розжиг галогенных ламп ближнего света с функцией ДХО.

Не для кого не секрет, что основной причиной перегорания ламп накаливания является очень низкое сопротивление спирали в холодном состоянии. При подаче напряжения, через спираль начинает протекать ток на порядок выше рабочего, ограничиваясь только мощностью источника питания и сопротивлением проводов.

Сопротивление холодной нити у автомобильной лампы мощностью 55w около 0,2Ом. По закону Ома по ней протекает ток в 70А, а это 1000w при 14v! При нагреве спирали, сопротивление её растёт, ток начинает падать и при выходе на рабочую температуру составляет около 5А. Со временем, при естественном износе спирали, многократно возрастает вероятность её перегорания при включении.

Для продления срока службы автомобильных галогенных ламп можно применить устройство, которое будет плавно подавать напряжение на спираль, тем самым постепенно разогревая её до выхода на рабочий режим. 

Есть несколько вариантов таких устройств:

 

  • Линейный ограничитель тока
  • Различные релейные схемы
  • Микроконтроллерные ШИМ регуляторы

 

Все варианты имеют право на жизнь. Конструкцию последнего рассмотрим ниже.

 

Плавный розжиг на Attiny13.

 

 Принцип работы достаточно прост. Переделки электрооборудования не требуется, устройство включается между лампой и фишкой, размещается непосредственно на цоколе лампы.

  При подаче питания, микроконтроллер начинает выдавать импульсы, скважность которых плавно нарастает от 0 до 100% за время около 2,5 секунд. Этого времени достаточно, что бы  плавно и равномерно прогреть спираль накаливания не превышая допустимую мощность.

Дополнительно, программно реализован режим дневных ходовых огней. При замыкании контактов ДХО на плате, через выключатель в салоне, плавно уменьшается скважность импульсов со 100 до 80%, тем самым снижая напряжение на лампе, что тоже продлевает срок её службы. Если выключатель включен в момент запуска, то происходит так же плавный розжиг с 0 до 80%.

Вот таблица зависимости срока службы от напряжения.

Срок службы галогенных ламп, таблица.

 

Схема до безобразия простая, по этому даже не рисовал её, а разводил сразу на плату в Sprint-Layout под лампы H7.

Plavny rozghig pechatnaya plata

 

По деталям.

  • Контроллер ATtiny13/ATtiny13A.
  • Транзисторы драйвера любые биполярные разной проводимости.
  • N-канальный MOSFET в корпусе ТО252 с материнки 40v, 60А.
  • SMD резисторы 1206.
  • И только твёрдотельные конденсаторы!

 

 Светодиод и его резистор возле разъёма ДХО ставить не нужно, его мигающие свойства в прошивку не вошли, точнее не влезли.

Собрано четыре таких платы, детали не подбирал, ставил что есть, все запустились правильно и с первого раза. Транзисторы 25 -40V с током 50 - 60А и напряжением открытия 4-5v абсолютно холодные.

Фото готового изделия.

 Plavny rozghig v avto

Plavny rozghig

Plavny rozghig blighnego sveta

 

Можно обойтись одним микроконтроллером, для этого на приложенных печатках имеются дополнительные пятаки и дополнительная плата с МОСФЕТом. Первая плата ставится в одну фару, а вторая во вторую, земля и затворы соединяются витой парой с хорошей изоляцией. С таким вариантом только без функции дхо проездил год, проблем не было. Помех на радио и электронику авто не замечено, частота ШИМ 4,5кГц.

Машины на которых стоит данный твик: Subaru Legacy 2000, Toyota Premio 1997.

 Прошивка занимает всю память тиньки, так как познаний в программировании не много и писал программу в Arduino IDE.

 

 Файлы печатной платы, исходник и прошивка СКАЧАТЬ

 

 

Прошивка ATmega168PA.

Прошивка ATmega168PA.

 

Заказываю из Китая не дорогие чипы ATmega168PA, для замены сгоревших на Arduino Pro Mini и использования отдельно в других проектах. Как по началу оказалось, фьюзы отличаются от атмег установленных в ардуино и выглядят так - 0x1e940b. Соответственно сразу прошить через Arduino IDE не получилось.

На форумах некоторые лузеры предлагают править конфигурационные файлы в IDE, что привело к залочке одного из чипов, так делать никому не советую!

После двух дней поиска было найдено стандартное решение в виде дополнения к IDE менеджеру плат, называется оно MiniCore. Как его установить расскажу ниже.

Открываем Arduino IDE, заходим Файл >> Настройки. Вставляем ссылку на пакет MiniCore https://mcudude.github.io/MiniCore/package_MCUdude_MiniCore_index.json в "Дополнительные ссылки для Менеджера плат" и жмём OK.

Ide настройка

 

Далее Инструменты >> Плата >> Менеджер плат. Ищем новое ядро MiniCore, из выпадающего списка выбираем последнюю версию и кликаем - Установка.

Ide менеджер плат

 

Теперь в списке плат, под заголовком MiniCore появились новые пункты, выбираем в "Плата" - ATmega168, а в "Variant:" - 168P/168PA.

Ide MiniCore

 

Ide ATMega168PA

 

Теперь можно выбрать программатор и залить загрузчик. Далее микроконтроллер можно без проблем шить через UART.

Использую эти 168 везде, отличий от других атмег не заметил вообще, а цена позволяет их брать пачками и навсегда забыть Atmega8. В интернетах пишут, что PA, - экономичнее других в плане энергопотребления, но я это ещё не проверял.

Покупаю данные Атмеги на али, у одного продавца постоянно. Цена самая низкая, обмана ни разу не было, доставку всегда беру с отслеживанием. Ссылка ATmega168PA.

 

Понижающий преобразователь на XL4015E1.

Понижающий преобразователь на XL4015E1 своими руками.

 

Приехали мне из Китая микросхемы XL4015E1 по 18 рублей штука, покупал тут, ссылка. Занялся изготовлением преобразователя, готовые модули мне не очень интересны, хоть они очень компактные и не очень дорогие, но удовольствие от сборки не купить. Собирал по схеме ниже, со стабилизацией тока и напряжения.

xl4015e1 схема.

 

Большинство деталей в smd корпусах и распаяны со стороны печатных дорожек, сверху располагаются конденсаторы, подстроечные резисторы и дроссель.

xl4015e1 smd монтаж.

 

xl4015e1 плата.

 

Дроссель из компьютерного блока питания, желтое кольцо наружным диаметром 16мм, содержит около 30 витков провода 1мм и имеет индуктивность около 50мкГ. В даташите к микросхеме указано 47мкГ.

Шунт сделал из куска проволоки из советского проволочного резистора 0.6 Ом, просто отрезал нужную длину и впаял.

Диод Шоттки на 5А  не нашёл, за то есть куча 3А диодов ss36, но т.к. брал их за копейки в Китае и корпусе sma, то скорее всего они перемаркированы с 1 или 2А диодов, поставил их 4 штуки в параллель.

Стабилизатор использовал 78L05, по этому питание схемы не должно превышать 30v по даташиту на данную микросхему.

Плата разведена под 78L05, для других типов стабилизатора следует изменить печатную плату.

Все резисторы размера 1206, светодиоды 3мм

 

Печатную плату развёл как смог, две перемычки и два резистора нулевика. Размеры платы 35х80мм.

xl4015e1 печатная плата.

 

Печатная плата в формате LAY6  Скачать

Слой дорожек печатать зеркально, слой шелкографии как есть.

 

 

 

Регулятор скорости вентилятора видеокарты.

Восстановление системы охлаждения видеокарты.

История подопытной видеокарты RX 570 4GB не известна, куплена племянником с рук. Вентиляторы четырёх пиновые, были припаяны напрямую к 12v доп питания, и соответственно выли как самолёт на взлете.

При детальном осмотре платы выявлено, что плату роняли,  сбили несколько элементов включая какую то микросхему в области отвечающей за управление оборотами вентиляторов, при этом отсутствуют не только сами элементы, но и пятаки с дорожками.

Было принято решение обойтись своими силами, и собрать внешнюю систему регулировки оборотов в зависимости от температуры. Получилось дёшево и сердито.

С вентиляторов выходит 4 провода:

  • Чёрный      -
  • Жёлтый     +
  • Синий        ШИМ
  • Зелёный    Тахометр

 

Так как система родного ШИМ видеокарты убита напрочь, и считать данные о температуре не представлялось возможным, был изготовлен ШИМ регулятор на таймере NE555 по ниже приведённой схеме, только с полевым транзистором.

Регулятор вентилятора видеокарты.

В качестве датчика температуры использовался миниатюрный терморезистор сопротивлением 10кОм из батареи ноутбука . Он очень тонкий и имеет минимальную инерционность.

Терморезистор для регулятора температуры видеокарты.

В начале планировалось управлять оборотами по 12v с помощью MOSFET транзистора, но электроника вентиляторов категорически опротестовала наше решение довольно громкими лозунгами в виде не приятного писка.

Проблема решилась деинсталляцией полевого транзистора и подачей сигнала с выхода микросхемы 555 на синий провод, черный и жёлтый подключены непосредственно к напряжению 12v. Финальная схема выглядит так.

Регулятор вентилятора кулера.

Терморезистор приклеен к трубке выходящей из под процессора на эпоксидный клей "Poxipol". Плата приклеена на двухсторонний скотч к видеокарте. Файл печатки к сожалению не сохранился, но думаю развести плату под свои детали особого труда не составит.

Датчик температуры для видеокарты.

Регулятор оборотов кулера на ne555.

Reguliator dlia culera ne555

Reguliator dlia culera videokarty

 

Настройка.

Настройка до безобразия проста. Требуется подобрать резистор 22кОм по схеме.

  1. 1.  Впаиваем вместо этого резистора переменный на 25 - 50кОм.
  2. 2.  Крутим до начала вращения вентиляторов.
  3. 3.  Запускаем "FurMark" и загружаем видеокарту на 100%.
  4. 4.  В течении 10 - 15 минут подстраиваем скорость, что бы температура на ядре не превышала допустимые пределы.
  5. 5.  Измеряем сопротивление переменного резистора и впаиваем постоянный.

 

В нашем случае потребовался резистор 20кОм. Данная схема прошла все стресс тесты на отлично, обороты растут плавно, температура не превышает 66 - 70 градусов, задержки нет никакой!

Так же подключен зелёный провод тахометра на его законное место, видеокарта прекрасно видит обороты вентиляторов.

 

 

 

Драйвер светодиодов на NE555.

Драйвер светодиодов на NE555.

 

Схема простого драйвера на таймере ne555 для цепочки светодиодов показана на рисунке. Драйвер работает как DC-DC повышающий преобразователь со стабилизацией тока.

 

Схема led драйвера на ne555.

 

В данном варианте драйвер используется для питания двух цепочек светодиодов размера 5730, по 7 штук в каждой. Напряжение приблизительно 21v. Так как светодиоды распаяны на плату без охлаждения, общий ток ограничен 100 мА, по 50 мА на цепочку. При этом, общий потребляемый ток схемы при напряжении питания 12v равен 200 мА.

Транзистор Q1, диоды Шоттки и индуктивность L1 выбираются исходя из требуемых параметров выходного тока. Ограничение тока приблизительно рассчитывается по формуле:

I=0,6V/R3

 

 

 

Общий вид смонтированной платы led драйвера версия 1.

Плата драйвера светодиодов.

Плата драйвера на 555.

 

Общий вид смонтированной платы led драйвера версия 2.

led driver 2 ne555/

led driver mc ne555

 

Печатная плата драйвера на NE 555.

 

К контактам J1 на плате при настройке подключается амперметр, после контакты закорачиваются каплей припоя (амперметр подключать до подачи питания и отключать после отключения питания!!! ). Индуктивность L1 готовая гантелька 0,22 mH, обозначение 221.

Mosfet с любой материнки, я использовал K3918. Транзистор Q2 может быть любым маломощным n-p-n, зависимости тока от коэффициента усиления не заметил. Диод Шоттки на входе защищает схему от переполюсовки.

 

V1.

Led драйвер на 555 в формате lay6.

 V2. 

led ne555

 *Небольшая ошибка, нужно перевернуть три левых светодиода.

 

Данные платы используются при отключении света и питаются от трёх банок Li-Po батарей ёмкостью 2200 мА/ч. Полная работоспособность сохраняется от двух банок 8,4v, а вот от одной 4,2v яркость падает примерно в половину.

 

Слой печатных дорожек печатать как есть. Слой шелкографии печатать зеркально.

Скачать версию 1   Скачать

Скачать версию 2   Скачать

 

Существенный недостаток схемы:

При обрыве в цепи нагрузки из-за перегорания светодиодов, отключается стабилизация тока и как следствие неконтролируемо растёт напряжение на транзисторе Q1. Это неизбежно вызывает пробой Q1, а т.к. MOSFET уходит в КЗ, то и входной диод выйдет из строя от перегрева . Напряжение может превышать более 200v!

 Тут есть два пути решения проблемы:

  • Использовать высоковольтный транзистор Q1
  • Дополнить схему защитой от перенапряжения

 

 

Первый вариант проще, но нужно выходной электролит ставить на большее напряжение, а от сюда цена и габариты. Так же этот конденсатор нужно разряжать после обрыва цепи светодиодов, иначе может пиз....ть током.

Так как у меня не частые гости высоковольтные полевые транзисторы, а низковольтных от материнок лежат горстями, то я пошёл по второму пути и добавил в схему защиту от повышения напряжения на выходе.

 

Доработанная схема светодиодного драйвера.

 

Доработка состоит из трёх дополнительных деталей: Q3, R4 и стабилитрона ZD. При нормальной работе схемы стабилитрон закрыт, т.к. выходное напряжение меньше 24v, на резисторе R4 напряжение 0v. При обрыве в цепи светодиодов, напряжение начинает расти и при достижении напряжения 24v стабилитрон открывается. На резисторе R4 появляется напряжение которое поступает на базу Q3, транзистор открывается и снижается скважность на выходе таймера. В таком режиме, ток потребления всей схемы примерно равен: ZDстаб x 2, около 30мА. 

Стабилитрон желательно подобрать на 1...2v больше, чем напряжение на светодиодах.

В данном варианте схемы следует использовать транзистор Q1 с напряжением сток-исток не менее 25-30v. У некоторых транзисторов с материнских плат это напряжение 20v, читайте даташит при выборе полевика!

Схема модифицированного драйвера.

led driver mod shema

И её печатная плата.

Печатная плата LED драйвера на ne555 со стабилизацией тока и напряжения.

 Развести одностороннюю плату без перемычек у меня не получилось.

 Скачать печатную плату в формате LAY6

Скачать

 

Led драйвер ne555 на smd компонентах.

 

Драйвер можно собрать на SMD компонентах. Таймеры 555 в SOP корпусе ещё в пути, по этому использовал DIP корпус подрезав выводы.

 

Led driver ne555 smd plata

Led driver 555 smd detali

 

Led driver ne555 smd montazh

 

Дроссель мотал на плоской ферритовой гантельке, её можно достать из дросселя материнской платы или видеокарты. Аккуратно снимается корпус, чтобы не повредить центральную гантель, а так как дроссель залит компаундом, то наружная часть просто ломается.

Намотал хз сколько витков, хз какого провода, транзистор-тестер показал 0,21mH. Катушку приклеил к плате через диэлектрическую прокладку.

Led driver ne555 induktor

 

Развёл платы под DIP и SOP корпуса. Резисторы 1206, конденсаторы какие были, c1  47мкФ 16v, c2 22мкФ 25v.

Все транзисторы в корпусе SOT-23. Q1 - судя по маркировке "L4" - Si2304BDS с параметрами 30v, 2.5A, 0.05 Ом. Транзисторы Q2 Q3- неизвестные n-p-n, сдул с какой то платы.

Общий ток потребления при R3 5Ом 200мА, на каждой цепочке светодиодов по 50мА. Ничего не греется.

Два варианта разводки под микросхему в DIP и SOP.

Led driver ne555 smd

Led driver ne555 smd2

Печатать всё зеркально.

 

DIP   Скачать

 

SOP   Скачать

Светодиоды 5730 беру здесь