Обеспечение мерцания противотуманных фар

Простая электрическая схема для автомобилистов, рассмотренная в этом разделе, отличается своей эффективностью. При ослеплении дальним светом движущегося навстречу транспортного средства водители, попавшие в такую ситуацию, сигналят дальним светом, требуя переключить режим работы фар. Однако механическое переключение света фар (включить-выключить) редко воспринимается другими участниками движения и требует от водителя несколько раз воздействовать на переключатель света фар на рулевой колонке.
Электрическая схема, приведенная на рис., позволяет усовершенствовать режим дальнего света автомобиля и сделать управление автомобилем более комфортным.

Электрическая схема, позволяющая усовершенствовать режим дальнего света автомобиля

Принцип работы устройства
При замыкании цепи питания включателем SA1 электрические лампы в обоих блоках будут мерцать с частотой 10–15 Гц. Такое мерцание, воздействуя на встречный транспорт, привлечет внимание и вынудит переключить ослепляющий дальний свет фар встречного водителя.
Многолетней практикой установлено, что при прохождении туманных участков дорог устройство оказывается незаменимым, так как мерцающий свет, не воздействуя отрицательно на глаза водителя, позволяет существенно улучшить видимость. Цвет фильтров в данном случае не существен.
Электронный узел подключается к аккумуляторной батарее и к дополнительным фарам дальнего света. Выходные транзисторы рассчитаны на максимальную нагрузку 10 А. Применение в качестве галогенных ламп дальнего света 12V/50/55 Вт или 12V/60/100 Вт потребует токовой нагрузки соответственно в 4,6 А (55Вт) или 8,3 А (100 Вт). Расчеты производятся по закону Ома Р = UI.
Таким образом, в импульсном режиме выходным транзисторам ничто 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 2×3 см.
Предложенную 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 при (допустим) пробое перехода коллектор-эмиттер транзистора VT2 на лампу будет подано напряжение постоянно.
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 5×10 см, который закрепляется под приборной доской автомобиля. Кнопка (на замыкание без фиксации) включения режима мерцания SA1 («напольный включатель») крепится к кузову автомашины рядом с педалью сцепления (такой включатель можно приобрести в магазинах электротоваров). Провода от включателя SA1 к элементам узла и к галогенным лампам подключаются через разъем РП10-5.

Особенности устройства и варианты применения
Устройство не содержит дефицитных деталей, не требует налаживания и при исправных элементах, безошибочно смонтированное, начинает работать сразу.
Рекомендуемая схема имеет много перспектив применения.
Так, например, начинающий радиолюбитель-конструктор может корректировать время переключения ламп накаливания, увеличив сопротивление резистора R1 и максимальное сопротивление потенциометра R2 до 100 кОм и 47 кОм соответственно; увеличив 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 Ц = 0,685 (R1 + Р)С, а время разряда (низкий уровень напряжения на выходе) определяется формулой t2 = 0,685РС, где R, Р сопротивления резисторов – в омах, емкость С – в фарадах, время t – в секундах. Полный период колебаний для этой схемы равен Т = t1 + t2 = 0,685 (R1 + 2Р)С, а частота колебаний автогенератора соответственно равна: F = 1/Т = = 1,46 (R1 + 2Р)С. Скважность импульсов определяется формулой D = P/(R1 + 2Р). Микросхема КР1006ВИ1 (зарубежный аналог NE555) не критична к питанию и стабильно работает в диапазоне напряжений 4,5-16 В.
Вариантов применения устройства может быть сколь угодно много, и они ограничиваются только фантазией владельца автомобиля.
Простота сборки и наглядность результата доставит удовольствие вам и поможет привить вашим детям захватывающий интерес к радиотехнике.

Технические характеристики устройства
Напряжение питания – 9… 12 В.
Ток потребления (кроме электрических ламп нагрузки) – <30 мА.
Время положительного импульса (свечения лампы) регулируется в диапазоне 0,049-0,54 с.
В основе схемы – интегральный таймер КР1006ВИ1, включенный по схеме автогенератора.

Особенности работы микросхемы-таймера
Представленная многофункциональная микросхема содержит в себе более 30 дискретных электронных компонентов, транзисторов, резисторов, диодов и т. д. Очевидно, если собрать такую схему из отдельных компонентов, то она будет во много раз больше, чем монолитная микросхема. Микросхема-таймер применяется в устройствах, предназначенных для синхронизации, генерации импульсов, широтно-импульсной 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 электролитический 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) отрицательный импульс, а на выходе микросхемы (вывод 3 DA1) устанавливается напряжение высокого логического уровня. Это напряжение, воздействуя на базу транзисторного ключа VT1, открывает транзистор и через его переход коллектор-эмиттер течет ток, зажигающий лампу ELI.
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 (здесь 7-10 В) открывает транзистор VT1 и соответственно зажигает электрическую лампу ELI, а напряжение низкого уровня (0,25-0,55 В относительно общего провода) запирает транзистор VT1 и одновременно открывает транзистор VT2. Через его р-п-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.
Когда напряжение на обкладках конденсатора С1 достигает уровня 2/3 напряжения питания, 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 от 1/3 до 2/3 напряжения источника питания. 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 1 раз в 2 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.

О деталях
Окружающая температура влияет на емкость электролитических (оксидных) конденсаторов, поэтому для стабильности частоты вспышек светодиодных индикаторов времязадающий конденсатор С1 должен применяться с качественными параметрами ТКЕ (температурный коэффициент емкости). Он может быть, например, марки К50-33 или фирмы TESLA.
Постоянный резистор R3 (МЛТ-0,5) ограничивает ток стабилизатора напряжения на элементах C2VD2 в моменты форсированной работы двигателя и бросков напряжения в бортовой сети автомобиля.
Стабилитрон VD1 должен быть на напряжение стабилизации 10–12 В. Для этого, кроме указанного на схеме, подходят КС213Б, КС213Ж, Д814Д.
Вывод 5 микросхемы DA1 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 на КТ819БМ и КТ818БМ соответственно.

Еще один вариант использования устройства в качестве тестера для микросхем КР1006ВИ1.
Для этого печатная плата должна монтироваться в корпус таким образом, чтобы панель для микросхемы оставалась доступной. Вместо ламп ELI и EL2 в таком случае используют маломощные светодиоды типа АЛ307Б, включенные последовательно с ограничительными резисторами 270–560 Ом.
Смену испытуемых таймеров следует производить при отключенном напряжении питания, уделяя особое внимание правильной установке в панель тестируемого прибора (первый вывод DA1 должен строго соответствовать первому выводу панели). Попеременное свечение светодиодных индикаторов свидетельствует о нормальной работе тестируемого таймера.
Микросхема при работе устройства может незначительно нагреваться до +30…40 °C. Элемент питания устройства может быть как автономный (аккумуляторная батарея автомобиля), так и стационарный источник питания со стабилизированным напряжением.
Все радиоэлементы устанавливаются на печатной плате методом пайки. Для удобства монтажа на плате показано расположение элементов.
В целях предотвращения отслаивания токопроводящих дорожек платы и перегрева элементов время пайки одного контакта не должно превышать 2–3 с.
Для работы используйте паяльник мощностью не более 40 Вт. Рекомендую применять припой марки ПОС-61 М или аналогичный, а также жидкий неактивный флюс для радиомонтажных работ (например, 30 % раствор канифоли в этиловом спирте).
Перед первым включением:
• установите движок переменного резистора R2 в среднее положение;
• включите питание;
• переменным резистором R2 установите необходимую частоту переключения электрических ламп.