21_06.pdf
(
628 KB
)
Pobierz
141308423 UNPDF
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
1
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
2
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
3
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
4
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
5
Plik z chomika:
ryszard9922
Inne pliki z tego folderu:
01_03.pdf
(4144 KB)
01_02.pdf
(3229 KB)
01_01.pdf
(1977 KB)
01_08.pdf
(3497 KB)
01_07.pdf
(2238 KB)
Inne foldery tego chomika:
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin