Организовал я работу передних ПТФ в режиме ДХО. В связи с этим они включаются каждый раз при старте мотора через 30 секунд. Из-за этого лампочек хватает всего на пол года или около 20 000 км. Вот и решил попробовать сделать плавное включение.
История.
ТЗ:
- замена штатного реле без переделок, перепаек и т.д. штатной проводки.
- конструктив - в корпусе штатного реле.
- плавное включение галогенных ламп 2 * 55Вт.
- выключение мгновенное, т.е. без плавного затухания. (много споров на этот счёт, я решил сделать так).
Замечание.
Получилось так, что использовать это реле для управления ближним или дальним светом нельзя!!! Допустим реле стоит на ближнем свете, едете Вы по трассе на дальнем, надо перейти на ближний и... на пару секунд Вы остаётесь без света... Тоже самое с дальним, тока наоборот. Либо можно увеличить скорость наростания ШИМ до 0,5с но тогда спорным станет вопрос о целесообразности этого дэвайса. Вобщем для желающих сделаю прошивку с быстрым включением. Хотя чёго там делать, правьте строчку
Code: Select all
delay = 600;
Реализация.
Вначале попробовал простенькие варианты с мощными полевиками и конденсатором в затворе. За время включения транзисторы нагревались до 100°C с небольшим радиатором. Вобщем сразу отбросил этот вариант. Далее попробовал варианты на 555 таймере и ещё кучку разных, но получается как-то не габаритно... Достаём тиньку и рисуем схему (сразу скажу - эту не собираем и читаем дальше). Вроде проще не придумаешь. Но на практике из-за большой ёмкости затворов картинка в нагрузке получалась печальная: Из-за этого в первых версиях прошивки частота ШИМа всего 5 кГц. Если сделать выше, то выходнй транистор просто не успевал закрыться... Отсюда и нагрев транзисторов при включении.
В новой версии схемы добавил полноценный драйвер для полевиков. В итоге схема получилась вот такая: Теперь картинка в нагрузке стала более приятной: Некоторое удлиннение импульса происходит из-за насыщения транзистора VT4, но это уже роли не сыграет.
В ходе экспериментов (с нагрузкой 120Вт) выяснилось, что одного бюджетного транзистора IRF4905 будет мало. При длительной работе он довольно прилично нагревался (около 55-60°C) даже с маленьким радиатором (а места то у нас нету...). Поэтому решил поставить 2 транзистора параллельно. При напряжении питания 14В, токе в нагрузке около 8,5 - 9А падение напряжения на сборке получилось 0,078В. Получается рассеиваемая мощность на сборке около 0,7Вт. У транзистора без радиатора термическое сопротивление (корпус - среда) 62°C/W. Т.е. при рассеиваемой мощности 0,7 Вт транзистор нагреется ориентировочно до 62 * 0,7 = 43,4°C. В итоге моя сборка при длительной работе нагревается до температуры около 45°C при мощности нагрузки 120Вт (два лампочки по 60Вт).
Так, что-то я много пишу, пока что-то показать.
Печатная плата.
Валялись у меня какие-то заготовочки для тиньки 13-й, вот их и использовал, только отпилил лишнее и стабилизатор поставил в корпусе SOT-89 в раскорячку. По результатам я специально нарисовал плату. Размер получился 10*15мм.. В формате Sprint-Layout v5.0 во вложении.
Вот так выглядело родное реле (96590287) изнутри. Вот так я упаковал всё внутри... Резистор удаляем, контакт реле откусываем, управляющие контакты приклеиваем суперклеем, т.к. они будут болтаться без катушки реле. Транзисторы прикручены на маленький "радиатор". Стоки (Drain) припаяны прямо к среднему выводу реле (87). Истоки (Source) проволокой диаметром 1мм соеденены и припаяны к 30-му выводу реле (на него ещё приклеена плата с тинькой). Остальное можно рассмотреть на фото.
Потом, после проверки на машине, зафиксировал термоклеем. Проверка в закрытом корпусе показала нагрев корпуса реле еле ощутимый рукой. Покатаемся, посмотрим.

Прошивка.
Проект написан в CodeVisionAVR v2.05.3. Большая часть работы выполнена визардом. Изменения коснулись только процедуры таймера. Вобщем там всё откоментировано до немогу.
Собственно единственная хитрость заключается в нелинейности накала лампочек в зависимости от значения ШИМа. Поэтому до значения ШИМа равного 8 пауза между изменениями составляет около 0,1сек, а дальше - около 0,01с. По осциллографу и визуально яркость нарастает линейно.
Фьюзы, для тех, кто не шьёт из кодевижена. (9,6MHz, Start-up Time - 14CK + 64 ms Slowly rising power): upd 22.04.2013
Одноклубник помог мне изготовить печатную плату: Вот так эта плата выглядит в собранном виде: Остальные детали (VT1, VT2, VT3, R1, VD1) монтируются навесом. Т.е. силоввые транзисторы я не трогал, только убрал выводной резистор 470 Ом между затвором и стоком и навесил VT2, VT3, R1. (Транзистор VT2 припан на плату нормально, а VT3 кверху брюхом.)
Для сравнения со стоковой релюшкой: Обновилась и прошивка до версии 0.3 (во вложениях) в которой поднята частота ШИМа до 40 кГц, теперь нету помех на радио при включении нагрузки, а со старой прошивкой в примнике был слышен писк в момент включения лампочек.
upd 23.04.2013
снова обновилась печатная плата, теперь все мелкие транзисторы удалось вместить на плате. Транзистор VT2 припаивается на плату нормально, а VT3 кверху брюхом. В формате Sprint-Layout v5.0 во вложении (второй лист).
С новой платой немного поменялась схема, теперь питание драйвера берётся после диода VD1: Видео. Хорошо видно, как вначале спираль раскаляется медленно, а затем в несколько раз быстрее до максимальной яркости.
UPD 16.05.2013
Очередное и надеюсь последнее обновление прошивки. Всё мне не нравилась плавность и равномерность включения лампочек. Покурил интернет и наткнулся на вот эту статью: Как правильно моргать диодом.
И реализовал в своей программе так же. Получился вот такой график зависимости яркости от времени: А в реале яркость меняется линейно...
Последняя прошивка (v0.4) во вложении.
upd 23.07.2013
Как символично. Ровно 4 месяца спустя возвращаемся к предыдущей схеме...
Собирая дэвайсы народ обнаружил, что не всегда хорошо, если драйвер питается от того же источника, что и контроллер. Например в случае управления плюсом, при выключенном управлении получаем висяк, т.е. нету питания для драйвера и выходной транзистор приоткрыввается... Чтобы избежать этого и сделать совсем универсальным дэвайс возвращаемся к предыдущему варианту схемы: Ну и плату под него подправил. Напомню: Транзистор VT2 припаивается на плату нормально, а VT3 кверху брюхом. Теперь можно управлять землёй или плюсом - дэвайсу всё равно.