21_06.pdf

Układ sterowania oświetleniem

kabiny samochodu

Do czego to służy?

Temat elektronicznych układów do

stosowania w samochodach był jak do−

tąd traktowany w EdW trochę po maco−

szemu. Powód tego był prosty: elektroni−

ka samochodowa, w przeciwieństwie do

innych obszarów działania hobbystów

elektroników, w wydaniu amatorskim

jest dziedziną zamierającą. W nowoczes−

nych samochodach nie ma już właściwie

miejsca na konstrukcje amatorskie, tak

często stosowane jeszcze niedawno te−

mu. Wszystko, co można było zelektroni−

zować zostało już w samochodach daw−

no zelektronizowane, a jeżeli nawet coś

jeszcze do zrobienia zostało, to będą to

konstrukcje znacznie przekraczające

możliwości amatorów i nawet wielu za−

wodowców. Z drugiej jednak strony, takie

podejście do zagadnienia jest słuszne

w krajach wysoko rozwiniętych, do któ−

rych z pewnością jeszcze nie należymy.

Na naszych drogach porusza się jeszcze

wiele pojazdów przestarzałych, w dal−

szym ciągu produkowany jest FIAT126,

niekiedy nawet zwany samochodem (au−

tor może pozwolić sobie na tą złośliwość,

ponieważ sam jeździ, a właściwie jest

wożony przez Małżonkę właśnie tym cu−

dem techniki).

Nie namawiamy nikogo na dokonywa−

nie przeróbek w instalacji elektrycznej

Peugeota 406 czy najnowszego modelu

BMW. Natomiast do starszych typów sa−

mochodów możemy wykonać użyteczne

usprawnienia, ułatwiające życie kierow−

com, a nawet zwiększające bezpieczeńs−

two jazdy. Jednym z układów podnoszą−

cych bezpieczeństwo na drogach był nie−

wątpliwie „Sygnalizator cofania samo−

chodu” opisany w jednym z poprzednich

numerów EdW. Z kolei w jednym z naj−

bliższych numerów opublikujemy bardzo

ciekawy i kontrowersyjny układ zmniej−

szający prawdopodobieństwo zaśnięcia

zmęczonego kierowcy podczas jazdy,

centralkę alarmową do samochodu i jesz−

cze kilka innych układów „motoryza−

cyjnych”. Na razie zajmijmy się jednak

tym, co już mamy gotowe: układem ste−

rowania oświetleniem wnętrza pojazdu.

Każdy współcześnie produkowany sa−

mochód posiada fabrycznie montowany

układ oświetlenia kabiny kierowcy. Świa−

tło włączane jest najczęściej dwoma spo−

sobami: automatycznie w momencie ot−

warcia drzwi pojazdu i ręcznie, za pomo−

cą specjalnego włącznika. Drugi sposób

2026

zostawmy w spokoju, nie budzi on za−

strzeżeń. Natomiast metoda włączanie

światłą na czas otwarcia drzwi ma aż trzy

wady:

1.Po wejściu do samochodu i zamknię−

ciu drzwi światło gaśnie, co zmusza

nas do poszukiwania stacyjki po omac−

ku i dzióbania na oślep kluczykiem. To

prawda, że drzwi samochodu można

pozostawić otwarte, ale zimą, podczas

mrozu i wiatru nie należy to do przy−

jemności.

2.Po wyjściu z pojazdu światło także na−

tychmiast gaśnie, co uniemożliwia

wzrokową kontrolę „czy aby na pewno

wszystko zabraliśmy?”.

3.Światło w kabinie pali się cały czas

podczas otwarcia drzwi, co uniemożli−

wia pozostawianie ich otwartych na

dłuższy okres czasu. Tymczasem

dobrą praktyką jest otwieranie drzwi

samochodu podczas postoju w garażu

w celu przewietrzenia wnętrza kabiny.

Prosty układ elektroniczny eliminujący

opisane wady został skonstruowany

i przetestowany w samochodzie autora.

Przez ponad rok działał on bez najmniej−

szej awarii i wykazał w pełni swoją uży−

teczność. Urządzenie realizuje następują−

ce funkcje:

1.Każde otwarcie lub zamknięcie drzwi

powoduje włączenie oświetlenia

wnętrza pojazdu na czas, który może

być w bardzo szerokich granicach re−

gulowany przez Użytkownika.

2.Włączenie stacyjki powoduje natych−

miastowe wyłączenie oświetlenia.

Funkcja ta okazała się niezbędna, po−

nieważ jazda w nocy z włączonym

oświetleniem kabiny kierowcy może

być niebezpieczna.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu pokazany został na rysunku 1. Na

schemacie możemy od razu wyodrębnić

dwa bloki funkcjonalne: układ timera ste−

rującego za pośrednictwem tranzystora

mocy oświetleniem i układ formowania

impulsu wyzwalającego timer. Analizę

schematu rozpoczniemy od opisu drugie−

go z bloków funkcjonalnych.

Styk drzwiowy normalnie włączający

bezpośrednio oświetlenie został dołączo−

ny za pośrednictwem rezystora R4 do

wejścia bramki IC2D. Fragment układu

z rezystorami R3, R4 i kondensatorem C3

skutecznie służy eliminacji skutków

drgań styków włącznika. Kiedy drzwi sa−

mochodu pozostają zamknięte, na we−

jściu bramki IC2D panuje stan wysoki

wymuszony przez rezystor R3. Otwarcie

drzwi samochodu powoduje zwarcie

włącznika drzwiowego do masy i powsta−

nie stanu niskiego na wejściu bramki

IC2D, a w konsekwencji stanu wysokie−

go na wyjściu tej bramki, pracującej jako

inwerter. Zamknięcie drzwi samochodu

spowoduje powtórne powstanie stanu

niskiego na wyjściu IC2D i przejście

w stan wysoki wyjścia drugiego inwerte−

ra – bramki IC2A.

Bramka IC2B służy do generowania

krótkich impulsów, które po zanegowa−

niu przez bramkę IC2C mają wyzwalać ti−

mer w momencie otwierania lub zamyka−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 1.

nia drzwi samochodu. Obydwa wejścia

tej bramki są normalnie „podwieszone”

do plusa zasilania za pośrednictwem re−

zystorów R5 i R6. Przejście w stan niski

wyjścia bramki IC2D lub IC2A powoduje

krótkotrwałe wystąpienie stanu niskiego

na jednym z tych wejść i powstanie im−

pulsu wyzwalającego timer.

Układ timera został zrealizowany z wy−

korzystaniem popularnej kostki NE555.

Ponieważ jest to chyba już setne zasto−

sowanie tego układu w projektach serii

2000, nie będziemy tego fragmentu ukła−

du szczegółowo opisywać. Wystarczy

wspomnieć, że czas trwania impulsu ge−

nerowanego przez IC1 możemy regulo−

wać w szerokich granicach za pomocą

potencjometru montażowego PR1. We−

jście zerujące timera NE555 zostało dołą−

czone do plusa zasilania za pośrednict−

wem rezystora R7, co umożliwia genera−

cję impulsów przez IC1. Jeżeli jednak

włączymy stacyjkę, to baza tranzystora

T2 zostanie spolaryzowana i tranzystor

ten zewrze wejście zerujące timera do

masy, co spowoduje natychmiastowe

przerwanie generacji impulsu i wyłącze−

nie światła w kabinie samochodu.

Do bezpośredniego włączania żarówki

(żarówek) oświetlenia kabiny służy tran−

zystor T1 – BUZ10. Zastosowanie tran−

zystora typu MOSFET pozwoliło na re−

zygnację ze stosowania radiatora, przy−

najmniej przy zasilaniu jednej tylko żarów−

ki.

Montaż i uruchomienie

Na rysunku 2 przedstawiona zo−

stała mozaika ścieżek płytki drukowanej

oraz rozmieszczenie elementów. Montaż

wykonujemy w typowy sposób, rozpo−

czynając od elementów o najmniejszych

gabarytach, a kończąc na tranzystorze T1,

którego sposób wlutowania omówimy za

chwilę. Dyskusyjne jest tym razem sto−

sowanie podstawek. Tak jak wszystkie

układy stosowane w technice motoryza−

cyjnej nasz włącznik będzie pracował

w ekstremalnie trudnych warunkach, na−

rażony na działanie skrajnych temperatur

i wstrząsy. Jeżeli więc chcemy zastoso−

wać podstawki, to muszą one być na−

prawdę bardzo wysokiej jakości (pod−

stawki precyzyjne). Lepiej jednak nie na−

rażać się na dodatkowe koszty i po

sprawdzeniu obydwóch układów scalo−

nych wlutować je bezpośrednio w płytkę.

Dyskusyjna jest także sprawa stosowa−

nia potencjometru montażowego PR1.

Ten delikatny element może łatwo ulec

uszkodzeniu a ponadto utrudnia pokrycie

płytki lakierem izolacyjnym. Dlatego też

można go, po wyregulowaniu czasu trwa−

nia impulsu wymontować z układu, zmie−

rzyć jego oporność i zastąpić rezystorem

stałym o odpowiedniej wartości.

Tranzystor T1 musi zostać przylutowa−

ny do płytki w sposób pokazany na

rysunku 3. Taki sposób montażu

pozwoli nam zmieścić cały układ

w proponowanej obudowie typu

KM−xxx.

Zmontowany układ nie wymaga

uruchamiania, ale jedynie regulacji

czasu trwania impulsu generowa−

nego przez timer IC1, czyli długości

czasu zapalenia światła. Po zakoń−

czeniu wszystkich czynności mon−

tażowych i regulacyjnych musimy

Rys. 3.

koniecznie pokryć płytkę warstwą lakieru

elektroizolacyjnego. Lakier taki, dostępny

w ofercie handlowej AVT, doskonale za−

bezpieczy nasz układ przed wpływami

wilgoci i agresywnych związków che−

micznych (sól!).

Warto jeszcze wspomnieć o sposobie

dołączenia wykonanego urządzenia do in−

stalacji samochodu. Omówimy go na

przykładzie „samochodu” FIAT126,

w którym układ był testowany.

Najpierw musimy odnaleźć przewód

prowadzący od włącznika drzwiowego do

lampki sufitowej. Przechodzi on przez ba−

gażnik, nieopodal silnika wycieraczek

i jest koloru czarnego. Przewód ten prze−

Wykaz ellementów

Rezystory

PR1: 100k

R1, R5, R6, R8: 10k

R2, R3: 5,6k

R4: 2,2k

R7: 1k

Kondensatory

C1, C7: 100nF

C2, C6: 100uF/16

C3: 470nF

C4, C5: 1nF

Półłprzewodniikii

IC1: NE555

IC2: 4093

T1: BUZ10

T2: BC548 lub podobny

Pozostałły

Z1: ARK3

Z2: ARK2

Obudowa typu KM–25B

PostScript Picture

AVT2026

Rys. 2. Płytka drukowana

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

cinamy i koniec prowadzący do włącznika

przykręcamy do złącza oznaczonego lite−

rą „C”. Drugi koniec przeciętego przewo−

du podłączamy do punktu „A”. Następ−

nie wykonujemy trzy diodatkowe prze−

wody: dwa zasilające, które dołączymy

do masy pojazdu i do punktu w instalacji

samochodu, na którym zawsze występu−

je napięcie (np. za drugim bezpieczni−

kiem, patrząc od przodu) . Trzecim prze−

wodem łączymy punkt „C” z fragmen−

tem instalacji, na którym napięcie wystę−

puje dopiero po włączeniu stacyjki (np. za

pierwszym bezpiecznikiem).

Zbiigniiew Raabe

Kompllet podzespołłów z płłytką jjest

dostępny w siiecii handllowejj AVT jjako

„kiit szkollny” AVT−2026..

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Układ budzący przemęczonego

kierowcę

Do czego to służy?

Wszyscy wiemy, jaki jest stan bezpie−

czeństwa na drogach w Polsce: przeraża−

jący! Jesteśmy w światowej czołówce

jeżeli chodzi o ilość wypadków drogo−

wych, szczególnie tych o tragicznych na−

stępstwach. Można bez przesady powie−

dzieć, że co roku znika z mapy naszego

kraju małe miasteczko zamieszkałe przez

ludzi, którzy znaleźli śmierć w wypadku

samochodowym. Powód tych nieszczęść

jest prawie zawsze jeden: ludzka głupota

połączona z brakiem wyobraźni i kwalifi−

kacji kierowców.

Czy My, Elektronicy możemy coś zro−

bić, aby zwiększyć bezpieczeństwo w ru−

chu drogowym? Elektronika już wielo−

krotnie zasłużyła się na tym polu, a przy−

kładem mogą być elektronicznie stero−

wane systemy ABS czy też także elektro−

nicznie wyzwalane poduszki powietrzne,

znacznie zmniejszające ryzyko obrażeń

przy uderzeniu w przód samochodu.

Współcześnie produkowane przez reno−

mowane firmy samochody zostały już ze−

lektronizowane do granic możliwości

i trudno przypuścić, aby amatorzy mieli

na tym polu coś do powiedzenia.

A jednak tak nie jest, za chwilę przeko−

namy się, że hobbista także może doło−

żyć swoje „trzy grosze” do zapobiegania

nieszczęśliwym wypadkom w ruchu dro−

gowym. Już jednak teraz należy podkreś−

lić, że urządzenie z którym za chwilę się

zapoznamy w żadnym wypadku nie gwa−

rantuje całkowitego bezpieczeństwa. Jak

wszystkie tego rodzaju układy może jedy−

nie nieco zmniejszyć ryzyko wypadku, co

nie zwalnia nas od zachowania maksy−

malnej ostrożności nawet podczas parko−

wania samochodu!

Istnieje pewna grupa wypadków dro−

gowych, których przyczyna jest mało zna−

na szerokiemu ogółowi mniej doświad−

czonych kierowców. Jeżeli bowiem tele−

wizja lub prasa pokazuje obraz roztrzaska−

nego o drzewo czy inną przeszkodę sa−

mochodu, to najczęściej opatruje to lako−

nicznym komentarzem w rodzaju ” Kie−

rowca stracił panowanie nad kierownicą

i ....”. Podczas podawania bieżących in−

formacji prawdziwe przyczyny wypadku

nie są najczęściej znane i zostaną ustalo−

ne po przeprowadzeniu długotrwałych

badań technicznych czy medycznych.

Tymczasem, częściej niż można przy−

puszczać, kierowca rozbitego samocho−

du nie miał nawet najmniejszej szansy,

2022

aby na czymkolwiek zapanować, ponie−

waż w chwili wypadku po prostu spał!

Wypadki spowodowane przez zaśnię−

cie kierowcy podczas prowadzenia samo−

chodu są szczególnie groźne w skutkach.

Jeżeli bowiem dochodzi do „normalnej”

kolizji, to kierowca do końca próbuje jej

zapobiec, hamuje (często nie jest to naj−

lepsze wyjście), zmienia kierunek jazdy,

a także podświadomie próbuje „zasłonić

się” prawym bokiem samochodu (stąd

powiedzenie, że miejsce obok kierowcy

to miejsce dla samobójców). Tymczasem

samochód, którego kierowca zasnął staje

się bezwładną bryłą metalu pędzącą szo−

są, następnie zbaczającą z niej i uderzają−

ca w napotkaną przeszkodę, cały czas ja−

dąc z dużą prędkością. Autor nieoficjalnie

zasięgnął opinii kilku Policjantów

z „drogówki”, którzy stwierdzili, że więk−

szość takich wypadków kończy się tra−

gicznie!

Do opisanych wypadków dochodzi

najczęściej podczas powrotu z weekendu

lub wakacji, kiedy to chcąc wykorzystać

możliwość wypoczynku do ostatniej

chwili, mniej doświadczeni kierowcy de−

cydują się na jazdę nocą. Nie tylko jednak

w takich okolicznościach może dojść do

nieszczęścia. Coraz większe tempo życia

w naszym kraju sprawia, że nie mamy

wystarczającej ilości czasu na wypoczy−

nek i niejednokrotnie, zmuszeni okolicz−

nościami siadamy za kierownicę w stanie

ograniczonej sprawności psychicznej. Na

niebezpieczeństwo zaśnięcia za kierow−

nicą nie są narażeni jedynie kierowcy ma−

luchów, którzy wsłuchani w dźwięczny

gang silnika tego pożeracza szos, z pew−

nością nigdy nie zasną!

Podgrupą, na szczęście niezbyt wiel−

ką, w grupie wypadków spowodowa−

nych utartą świadomości przez kierowcę

są wypadki, których przyczyną było za−

słabnięcie prowadzącego pojazd. Prowa−

dzenie samochodu nieuniknienie związa−

ne jest ze stresami psychicznymi, które

są jedną z głównych przyczyn ataków

serca.

Zanim przejdziemy do opisu propono−

wanego układu autor jeszcze raz pragnie

podkreślić, że nie jest to urządzenie, któ−

re pozwala komukolwiek siadać za kie−

rownicę w stanie silnego zmęczenia czy

niewyspania. Niemniej warto go wyko−

nać jako układ eksperymentalny i w pew−

nym stopniu zwiększający nasze bezpie−

czeństwo. Dodatkowym atutem przema−

wiającym za wykonaniem niżej opisanej

konstrukcji jej wielka prostota i taniość.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu przedstawiony został na rysun−

ku 1. Zanim jednak weźmiemy się za ana−

lizę schematu, autor pragnie namówić

Czytelników na przejażdżkę samochodo−

wą, najlepiej w roli pasażerów. Zajmijmy

miejsce obok kierowcy, wybierzmy długi,

pozbawiony zakrętów odcinek szosy

izacznijmy obserwować zachowanie kie−

rowcy, a konkretnie jego ręce na kierow−

nicy. Samochód porusza się pozornie

idealnie prosto, ale kierowca nieustannie

wykonuje drobne ruchy kierownicą, kory−

gując kierunek jazdy. Nie jest to działanie

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 1. Schemat elektryczny

„przemyślane”, po prostu po przejecha−

niu pewnej liczby kilometrów staje się

ono nawykiem, podobnie jak czysto odru−

chowa zmiana biegów. Powód koniecz−

ności korygowania kierunku jazdy jest

prosty: nie istnieje samochód o idealnie

wyregulowanym zawieszeniu, tak jak nie

istnieje idealnie równa szosa. W rzeczy−

wistości samochód porusza się jakby

„wężykiem”, a konieczność częstego po−

ruszania kierownicą wykorzystamy przy

konstruowaniu naszego układu.

Należy przypuszczać, że jednym z pier−

wszych objawów „przysypiania” kierow−

cy będzie właśnie zaprzestanie korygo−

wania kierunku jazdy. A zatem wystarczy

zbudować jakiś czujnik wykrywający fakt,

że kierownica przestała na jakiś czas się

poruszać no tak, właśnie na tej zasadzie

działa nasze urządzenie!

Analizę układu rozpoczniemy od stanu

spoczynkowego, kiedy to włącznik S1

jest zwarty. W układzie nic się nie dzieje,

licznik IC2 i obydwa przerzutniki zawarte

w strukturze układu IC1 są permanentnie

wyzerowane. Stan wysoki z wyjścia Q\

przerzutnika IC1A zasila bazę tranzystora

T1 powodując zwarcie styków przekaźni−

ka RL1 (o kontrowersyjnej roli jaką speł−

nia ten przekaźnik pomówimy za chwilę).

Wsiadamy teraz do samochodu wyposa−

żonego w nasz układ i udajemy się na po−

nowną wyprawę na szosę. Podczas prze−

jazdu przez miasto włączanie urządzenia

nie ma najmniejszego sensu, powodowa−

ło by ono jedynie fałszywe alarmy, np.

podczas postoju pod światłami. Po wyje−

chaniu na szosę włączamy nasz układ,

rozwierając styki przełącznika S1. W tym

momencie na wejściach zerujących licz−

nika i przerzutników zostaje za pośrednic−

twem rezystorów R3 i R5 wymuszony

stan niski, zezwalając na pracę licznika

i ewentualną zmianę stanu przerzutni−

ków.

Kontaktron KT1 został zamocowany

na obudowie kolumny kierownicy, nato−

miast do samej kolumny przyklejonych

zostało kilka magnesów.

Być może niektórzy mniej doświad−

czeni Czytelnicy nie wiedzą, jak zbudowa−

ny jest kontaktron i na czym polega jego

działanie. Jest to po prostu podłużna bań−

ka szklana, wewnątrz której umieszczone

są dwa, najczęściej pozłacane styki wy−

konane z materiału ferromagnetycznego.

Jeżeli kontaktron zostanie umieszczony

w polu magnetycznym, styki zwierają się.

W porównaniu z tradycyjnymi stykami

kontaktrony posiadają szereg zalet: są

całkowicie niewrażliwe na wilgoć, mogą

pracować w środowisku, w którym isk−

rzenie styków mogłoby spowodować

wybuch, umożliwiają konstruowanie bar−

dzo małych przekaźników o dużej liczbie

styków.

Tak więc poruszająca się kierownica

powoduje nieustanne zwieranie i rozwie−

ranie kontaktronu. Dodatnie impulsy wy−

twarzane przez styki kontaktronu po zróż−

niczkowaniu przez kondensator C4 prze−

kazywane są na wejście RST licznika IC2,

powodując jego stałe zerowanie.

Rozpatrzmy teraz, co się stanie jeżeli

kierownica samochodu przestanie się po−

ruszać. Licznik IC2 przestanie być zero−

wany i na jego wyjściach zaczną pojawiać

się stany wysokie, będące binarną repre−

zentacją jego zawartości. Wejście J prze−

rzutnika J−K IC1A zostało połączone za

pośrednictwem jumpera JP2 z jednym

z wyjść licznika IC2 i powstanie na tym

wyjściu stanu wysokiego spowoduje

włączenie się tego przerzutnika przy na−

dejściu najbliższego dodatniego zbocza

sygnału zegarowego. Konsekwencją te−

go faktu będzie włączenie bramki IC4C

i zasilenie z wyjścia bramki IC4D genera−

tora piezo. Czas jaki musi minąć pomię−

dzy zaprzestaniem poruszania kierownicą

a włączeniem sygnału alarmowego moż−

na w szerokich granicach regulować

zmieniając ustawienie jumpera JP2,

a także dobierając wartość pojemności

C1 i/lub rezystancji R1. Czas ten powi−

nien być dostosowany do indywidual−

Rys. 2.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: