Мерцание противотуманных фар автомобиля

Пришла пора вспомнить Кашкарова. И на глаза попалась его статья "Мерцание противотуманных фар автомобиля". Хоть статья и старая, но вспомнить его кривыи словом никогда не мешает. Данная статья не обошла другие. Вы только посмотрите на его расчет в выборе тока базы транзистора. Как вы думаете, каков коэфициент усиления транзистора?
Жду ваше мнение об статье. А кто поправит?

Эта простая схема для автомобилистов отличается своей эффективностью.

При ослеплении дальним светом движущегося навстречу транспортного средства водители, попавшие в такую ситуацию, сигналят также дальним светом, требуя переключить режим работы фар. Однако механическое переключение света фар (включить/выключить) стало уже давно обыденным явлением, редко воспринимается другими участниками движения и требует от водителя несколько раз воздействовать на переключатель света фар на рулевой колонке. Простая электрическая схема, приведенная на рис. 2.15, позволяет усовершенствовать режим дальнего света автомобиля и сделать управление автомобилем более комфортным.






При замыкании цепи питания включателем SA1 электрические лампы мерцают с частотой 10-15 Гц. Такое мерцание, воздействуя на встречный транспорт, привлечет внимание и вынудит переключить ослепляющий дальний свет фар водителя встречного автомобиля. При прохождении туманных участков дорог устройство оказывается незаменимым, так как мерцающий свет, не воздействуя отрицательно на глаза водителя, позволяет существенно улучшить видимость. Автор применяет желтые противотуманные фонари, однако цвет фильтров в данном случае не существенен.
Электронный узел в автомобиле подключается к аккумуляторной батарее и к дополнительным фарам дальнего света.
 

О деталях

Выходные транзисторы рассчитаны на максимальную нагрузку до 10 А. Применение в качестве галогенных ламп дальнего света 12 В/50/55 Вт или 12V/60/100 Вт потребует токовой нагрузки соответственно в 4,6 А (55 Вт) или 8,3 А (100 Вт). Расчеты производятся по закону Ома Р = UI. Таким образом, в импульсном режиме выходным транзисторам ничего не угрожает.

Поскольку применение системы рассчитано на кратковременный режим - для привлечения внимания других участников движения - транзисторы VT1 и VT2 нет необходимости устанавливать на радиаторы - они не успевают нагреваться. Их достаточно установить на теплоотводящие пластины 2x3 см. Такую схему можно использовать и со штатными световыми приборами, подключив ее параллельно нитям накала ламп дальнего света. Автор не сделал этого намеренно, считая, что нельзя подвергать даже теоретической опасности штатную электронику автомобиля, так как даже при случайном пробое перехода «коллектор-эмиттер» транзистора VT2 на лампу будет подано напряжение постоянно. Следовательно, она будет постоянно светить, вводя в заблуждение других водителей.

Надежность схемы проверена длительной эксплуатацией в автомобиле. За время экспериментов с данным узлом ни одна микросхема не вышла из строя. Элементы монтируются в пластмассовый корпус 5x10 см, который закрепляется под приборной доской автомобиля. Кнопка включения режима мерцания SA1 типа «напольный включатель» крепится к кузову автомашины рядом с педалью сцепления (включатель можно приобрести в магазинах электротоваров). Провода от включателя SA1 к элементам узла и к галогенным лампам подключаются через разъем РП10-5.

Устройство не содержит дефицитных деталей, не требует налаживания и если элементы исправны, начинает работать сразу.

Рекомендуемая схема имеет много перспектив применения. Так, например, радиолюбитель-конструктор может корректировать время переключения ламп накаливания, например, увеличив сопротивление резистора R1 и максимальное сопротивление потенциометра R2 до 100 кОм и 47 кОм соответственно; а емкость конденсатора С1 - до 500 мкФ, Таким образом, получится новое устройство с двумя переключающимися каналами. Время заряда С1 (в течение которого на выходе интегрального таймера действует высокий уровень напряжения) определяется формулой: t1 = 0,685(R1 + Р)С, а время разряда (низкий уровень напряжения на выходе) определяется формулой t2 - 0,685РС, где R, Р - сопротивления резисторов, Ом; С - емкость, Ф; t - время, с.

Полный период колебаний для этой схемы равен Т= t1 + t2 = 0,685(R1 + 2Р)С

Микросхема КР1006ВИ1 (зарубежный аналог NE555) не критична к питающему напряжению и стабильно работает в диапазоне напряжений 4,5-16 В. Вариантов применения этой схемы много, и они ограничиваются только фантазией радиолюбителя. Простота сборки и наглядность результата доставит удовольствие вам и поможет привить вашим детям захватывающий интерес к радиотехнике.
 
 

Технические характеристики устройства

Напряжение питания, В     9-12
Ток потребления, мА (кроме электрических ламп нагрузки) <30
Время положительного импульса (свечения лампы) регулируется в диапазоне      0,049-0,54
 

Принцип работы электрической схемы

В основе схемы - интегральный таймер КР1006ВИ1, включенный по схеме автогенератора.
Эта многофункциональная микросхема содержит в себе более 30 дискретных электронных компонентов, транзисторов, резисторов, диодов. Очевидно, если собрать такую схему из отдельных компонентов, то она будет во много раз больше, чем монолитная микросхема.

Этот таймер применяется в устройствах, предназначенных для синхронизации, генерации импульсов, широтно-импульс-ной модуляции, фазоимпульсной модуляции и последовательного тактирования, а также в устройствах, регистрирующих пропуски импульсов. Потребляемый самой микросхемой ток в зависимости от режима работы находится в пределах 3-15 мА.

При подаче питания оксидный конденсатор С1 имеет очень малое сопротивление электрическому току и начинает заряжаться через резисторы R1 и R2 от источника питания. В первый момент времени на входе запуска (вывод 2 микросхемы DA1) импульс отрицательный, а на выходе микросхемы (вывод 3 DA1) устанавливается напряжение высокого логического уровня. Транзистор открывается и включает лампу EL1.

Базы транзисторных ключей VT1 и VT2 подключены параллельно, поэтому управляющий сигнал универсального таймера воздействует на транзисторы одновременно. Однако в каждый момент времени открытым является только один из транзисторов. Это следует из условия их разной проводимости. Таким образом, напряжение высокого логического уровня (7-10 В) открывает транзистор VT1 и соответственно зажигает электрическую лампу EL1, а напряжение низкого уровня (0,25-0,55 В, относительно общего провода) запирает транзистор VT1 и одновременно открывает транзистор VT2. Через его р-n переход «эмиттер-коллектор» течет ток и зажигает лампу EL2.

Напряжение на заряжающемся конденсаторе С1 растет по экспоненциальному закону с постоянной времени t = RC, где R - сумма сопротивлений R1 и R2. Коща напряжение на обкладках конденсатора С1 достигает уровня 2/3Un, внутренний компаратор сбрасывает триггер микросхемы в исходное состояние, а триггер в свою очередь быстро разряжает конденсатор С1 и переключает выходной каскад в состояние с низким уровнем напряжения. Таким образом, периодический заряд конденсатора С1 осуществляется через цепь сопротивлений R1R2, а разряд - только через R2. Это позволяет точно регулировать скважность импульсов, задавая соотношение между сопротивлениями этих резисторов. В данном режиме напряжение на обкладках конденсатора С1 изменяется в пределах l/3Un-2/3Un.

Скорость заряда конденсатора и порог срабатывания внутреннего компаратора прямо пропорциональны напряжению питания, поэтому длительность выходного импульса от напряжения питания не зависит. Выход таймера переключается, резко изменяя напряжение на выводе 3, чем обеспечивается попеременное включение ламп (нагрузки). Переменным резистором R2 регулируется подача смещения на вывод 2 микросхемы DA1. При максимальном сопротивлении этого резистора постоянному току частота следования импульсов автогенератора минимальна - электрические лампы переключаются раз в две секунды.

При минимальном сопротивлении резистора R2 (его движок в верхнем по схеме положении) конденсатор С1 заряжается и разряжается несколько раз в секунду - так же быстро переключаются выходные транзисторы. Окружающая температура влияет на емкость электролитических (оксидных) конденсаторов, поэтому для стабильности частоты переключения ламп времязадающий конденсатор С1 должен применяться с качественными параметрами ТКЕ (температурный коэффициент емкости). Он может быть, например, типа К50-33 или фирмы TESLA. Постоянный резистор R3 (М/ГГ-0,5) ограничивают ток стабилизатора напряжения на элементах С2, VD2 в моменты форсированной работы двигателя автомобиля и бросков напряжения в бортовой сети автомобиля. Стабилитрон VD1 должен быть рассчитан на напряжение стабилизации 10-12 В. Для этого (кроме указанного на схеме) подходят КС213Б, КС213Ж, Д814Д.

Вывод 5 микросхемы DAI нужно оставить свободным или подключить к общему проводу через конденсатор типа КМ, группы ТКЕ Н70, емкостью 0,01 мкФ. Это в данной схеме не принципиально. Кремниевые транзисторы VT1 и VT2 можно заменить КТ819БМ и КТ818БМ соответственно.
 
 

Литература.

1. Кашкаров А.П. 3 в 1 для Самоделкина. (скачать) стр. 78