Ściemniacz, Szkoła, Technik elektronik, Projekty
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
32
5/99
Œciemniacz oœwietlenia
wnêtrza samochodu
densatorze przekroczy wartoœæ napiêcia
na wejœciu nieodwracaj¹cym (3) powiêk-
szon¹ o 1/2 wartoœci histerezy, nast¹pi
zmiana stanu wyjœciowego na niski (oko-
³o 0V). Kondensator roz³adowuje siê co
wywo³a kolejn¹ zmianê stanu wyjœciowe-
go i ponowne ³adowanie kondensatora.
Na wyjœciu (1) uzyskuje siê przebieg pro-
stok¹tny. Natomiast na wejœciu odwraca-
j¹cym (2) przebieg pi³okszta³tny. Przy po-
danych wartoœciach elementów genero-
wany jest przebieg o czêstotliwoœci oko³o
700Hz.
Przebieg ten jest doprowadzany do
wejœcia nieodwracaj¹cego (5) wzmacnia-
cza US1B wykorzystywanego tak¿e jako
komparator. Do jego wejœcia odwracaj¹-
cego podawane jest regulowane napiêcie
odniesienia z suwaka potencjometru P1.
Na wyjœciu komparatora pojawiaj¹ siê
dodatnie impulsy, kiedy napiêcie na wy-
prowadzeniu 5 przewy¿sza wartoœæ na-
piêcia na wyprowadzeniu 6. Wartoœæ ma-
ksymalna impulsów wynosi oko³o 10 V.
Impulsy te doprowadzone s¹ do
wzmacniacza odwracaj¹cego ich fazê zre-
alizowanego na tranzystorze T2. Zmiana
fazy jest niezbêdna dla wysterowania
tranzystora mocy pracuj¹cego jako klucz
od strony dodatniego zacisku zasilania.
Rolê t¹ pe³ni tranzystor polowy zizo-
lowan¹ bramk¹ z kana³em typu p, tzw.
DMOS. Tranzystor ten jest sterowany za
poœrednictwem dzielnika rezystancyjnego
R8, R9. Podany typ tranzystora umo¿li-
wia uzyskanie pr¹du oko³o 10A, co sta-
nowi du¿y zapas w przypadku regulacji
oœwietlenia. Tranzystory DMOS rozpoczy-
naj¹ przewodzenie pr¹du po przekrocze-
niu tzw. napiêcia progowego bramki wy-
nosz¹cego oko³o 3 V. Dla pe³nego wyste-
rowania tranzystora tzn. zmniejszenia
Podczas nocnej jazdy samochodem w³¹czanie oœwietlenia wnêtrza
pojazdu pogarsza kierowcy warunki widocznoœci. Jest ono jednak czê-
sto wskazane dla pasa¿erów. Proponowane rozwi¹zanie œciemniacza
umo¿liwia rozwi¹zanie kompromisowe tzn. oœwietlenie wnêtrza œwia-
t³em œciemnionym nie pogarszaj¹cym widocznoœci. Mo¿e byæ tak¿e
wykorzystane do regulacji oœwietlenia wskaŸników. Uk³ad jest regu-
latorem impulsowym o minimalnych stratach mocy.
Opis uk³adu
Moc wydzielana wtedy na nim jest zniko-
ma. Wczasie przerwy tranzystor jest za-
tkany, nie p³ynie przez niego pr¹d i nie
wydziela siê moc. Impuls mocy wydziela
siê na tranzystorze pracuj¹cym tu jako
„prze³¹cznik”, podczas przejœcia ze stanu
przewodzenia do stanu zatkania iodwrot-
nie. Impuls ten posiada wiêkszy czas
trwania przy du¿ych czasach prze³¹czania
– zboczach impulsów pr¹du o ma³ej stro-
moœci. Wzrasta wtedy œrednia wartoœæ
wydzielanej na tranzystorze mocy.
Tak wiêc œciemniacz (z angielskiego
dimmer
) zawiera tranzystor polowy jako
element reguluj¹cy oraz uk³ad steruj¹cy
wytwarzaj¹cy impulsy prostok¹tne o re-
gulowanym czasie trwania.
Uk³ad steruj¹cy zrealizowano wyko-
rzystuj¹c dwa wzmacniacze operacyjne.
Wzmacniacz US1A pracuje jako genera-
tor. Dodatnie sprzê¿enie zwrotne przez
R5 zamienia wzmacniacz na komparator
z histerez¹. Przy roz³adowanym konden-
satorze C1 napiêcie wyjœciowe bêdzie
mia³o wartoœæ zbli¿on¹ do napiêcia zasila-
nia (+12V). Wyst¹pi ³adowanie konden-
satora przez R6. Kiedy napiêcie na kon-
Regulacja pr¹du p³yn¹cego przez ¿a-
rówki oœwietlenia odbywa siê poprzez
zmianê wspó³czynnika wype³nienia im-
pulsów. Wyd³u¿anie jednokierunkowych
impulsów pr¹du przy sta³ej czêstotliwoœci
powtarzania zwiêksza wartoœæ œredni¹
pr¹du i tym samym jasnoœæ œwiecenia ¿a-
rówki. Œciemnianie jest realizowane przez
skracanie czasu trwania impulsów.
Prostszym rozwi¹zaniem by³oby za-
stosowanie zmiennego rezystora w³¹czo-
nego szeregowo z ¿arówkami oœwietlenia
Wymaga³oby to jednak zastosowania re-
zystora o du¿ym pr¹dzie dopuszczalnym
i wi¹za³oby siê z wydzielaniem na nim
du¿ej mocy. Mo¿na wykorzystaæ tranzy-
stor jako element reguluj¹cy (zmienny re-
zystor). Ci¹g³y przep³yw pr¹du bêdzie tak
samo wydziela³ na nim moc ipowodowa³
nagrzewanie a wiêc niezbêdnym bêdzie
du¿y radiator odprowadzaj¹cy wydziela-
ne ciep³o.
Wad tych pozbawiona jest regulacja
impulsowa, jak¹ wykorzystujemy w pro-
ponowanym rozwi¹zaniu. Element regu-
luj¹cy (tranzystor polowy) pracuje w sta-
nie przewodzenia przy minimalnym
spadku napiêcia (czas trwania impulsu).
+
R4
R5
C2
12V
–
10k
R8
1k
47
m
F
R3
10k
10k
3
U
S1A
1
C1
2
T1
100n
R6
IRF9520
R9
US1
LM358
R1
10k
1,2k
7,5k
5
8
R7
+
do oœwietlenia
T2
7
US1B
P1
10k-A
6
BC548B
1k
4
R2
7,5k
Rys. 1 Schemat ideowy œciemniacza
5/99
33
LM
dobraæ wartoœci rezystorów R1 iR2. Usta-
wiæ maksymaln¹ jasnoœæ œwiecenia.
Sprawdziæ spadek napiêcia na tranzysto-
rze T1 (dren i +12 V). Jeœli jest wiêkszy
od 1 V nale¿y zmniejszyæ wartoœæ rezy-
stancji R7.
Schemat pod³¹czenia œciemniacza do
instalacji pokazany jest na rysunku 3. Za-
cisk zasilania +12 Vmo¿e byæ do³¹czony
do wy³¹cznika oœwietlenia. Powinien to
byæ obwód zabezpieczony bezpieczni-
kiem. Masa œciemniacza mo¿e byæ pod³¹-
czona przewodem o ma³ym przekroju
z uwagi na niewielk¹ wartoœæ pr¹du po-
bieranego przez sam œciemniacz. Wyjœcie
„+” pod³¹czyæ do ¿arówki oœwietlenia,
która drugim koñcem powinna byæ do³¹-
czona do masy pojazdu (nadwozia).
Obwód silnopr¹dowy narysowany
jest grub¹ lini¹. Powinien on byæ ³¹czony
przewodem o przekroju co najmniej
0,5 mm
2
(pobór pr¹du mniejszy od 2 A).
Œciemniacz zamontowaæ w odpowiednio
dobranej wymiarami obudowie z mate-
ria³u izolacyjnego. Ma³e wymiary i nie-
wielka masa powoduj¹, ¿e nie jest ko-
nieczne mocowanie œciemniacza do
nadwozia. Zwróciæ uwagê na zabezpie-
czenie przed mo¿liwymi zwarciami. Na oœ
potencjometru obowi¹zkowo za³o¿yæ po-
krêt³o. Powinno to byæ pokrêt³o z ela-
stycznego tworzywa sztucznego np. od
odbiornika samochodowego.
358
Rys. 2 P³ytka drukowana i rozmieszczenie elementów
spadku napiêcia na nim podczas przewo-
dzenia pr¹du, wymagane jest napiêcie
bramki rzêdu 4÷5V. Wtym przypadku
dotyczy to napiêcia ujemnego wzglêdem
Ÿród³a tranzystora.
Zamiast tranzystora polowego mo¿-
na zastosowaæ tranzystor bipolarny np.
BD 684. Wartoœæ R8 nale¿y wtedy zmie-
niæ na 100 W a R9 na 220 W/0,5 W.
Pobór pr¹du uk³adu œciemniacza wy-
nosi oko³o 10 mA. Mo¿na powiedzieæ, ¿e
jest znikomy wstosunku do pr¹du regulo-
wanego.
tru. Pod³¹czenie potencjometru za poœre-
dnictwem przewodów u³atwi jego zamo-
cowanie wwygodnym idostêpnym miej-
scu wewn¹trz samochodu.
Na p³ytce drukowanej przewidziano
du¿e powierzchnie lutownicze do zamo-
cowania blaszek umo¿liwiaj¹cych wyko-
rzystanie typowych konektorów stosowa-
nych wpojazdach. Mo¿na tak¿e przyluto-
waæ przewody bezpoœrednio do nich.
Po sprawdzeniu poprawnoœci monta-
¿u przystêpujemy do uruchomienia. Do
tego celu niezbêdny bêdzie zasilacz lub
akumulator o napiêciu 12 V i wydajnoœci
pr¹dowej 1 A, multimetr i¿arówka samo-
chodowa 12 V/10 W. Wskazany zw³aszcza
jako œrodek u³atwiaj¹cy usuwanie usterek
bêdzie oscyloskop.
Pocz¹tkowo nie pod³¹czaæ ¿arówki.
Potencjometr P1 ustawiæ w po³o¿eniu
œrodkowym. Pod³¹czyæ zasilanie przez mi-
liamperomierz multimetru. Pobór pr¹du
nie powinien przekraczaæ 20 mA. Spraw-
dziæ napiêcie na wyprowadzeniu 3 US1A.
Powinno byæ równe po³owie napiêcia za-
silaj¹cego.
Nastêpnie sprawdziæ zakres zmian
napiêcia na wyprowadzeniu 6 US1B. Na-
piêcie to powinno siê zmieniaæ od 4 do
8 V. Pod³¹czyæ multimetr do kolektora T2.
Przy suwaku P1 w skrajnym po³o¿eniu
w pobli¿u R2 napiêcie na kolektorze po-
winno mieæ wartoœæ minimaln¹. Przy su-
waku wskrajnym po³o¿eniu blisko R1 na-
piêcie to powinno osi¹gn¹æ wartoœæ zbli-
¿on¹ do napiêcia zasilania.
Od³¹czyæ zasilanie pod³¹czyæ ¿arówkê
i ponownie w³¹czyæ zasilanie. Sprawdziæ
zakres regulacji œwiecenia – ewentualnie
Wykaz elementów
Monta¿ i uruchomienie
Widok p³ytki drukowanej i rozmie-
szczenie elementów prezentuje rysunek 2.
Wzasadzie bazowym elementem jest po-
tencjometr, do którego osi jest przymoco-
wana p³ytka drukowana.
Dobór elementów i sam monta¿ nie
powinien nastrêczaæ trudnoœci nawet ma-
³o doœwiadczonemu radioamatorowi. Ele-
menty powinny byæ zamontowane jak
najbli¿ej powierzchni p³ytki, aby ich wy-
sokoœæ nie przekracza³a wysokoœci poten-
cjometru. Oczywiœcie mo¿liwe jest wyko-
nanie p³ytki œciemniacza bez potencjome-
Pó³przewodniki
US1
– LM 358
T1
– IRF 9520
T2
– BC 548B
Rezystory
R7, R8 – 1 k
W
/0,125 W
R9 – 1,2 k
W
/0,125 W
R1, R2 – 7,5 k
W
/0,125 W
R3, R4, R5, R6 – 10 k
W
/0,125 W
P1
– 10 k
W
-A PR185
Kondensatory
C1
– 100 nF/63 V MKSE-20
C2
– 47
m
F/16 V
Inne
p³ytka drukowana
numer 462
(zabezpieczony)
+
+12V
P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zalicze-
niem pocztowym. P³ytki mo¿na zama-
wiaæ w redakcji PE.
Cena: 2,00 z³ + koszty wysy³ki.
12V
ŒCIEMNIACZ
–
oœwietlenie
+
masa
nadwozia
Rys. 3 Schemat po³¹czeñ
à
R.K.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]