Двухколесное > Про "Д" 4/5/6/8
Зажигание с преобразователем напряжения для Д(и не только) и мощным светом.
omich:
Пример того, как "лупит" искра при входном напряжении 12 вольт и периоде повторения импульсов 5 мс(12 тыс об/мин, стендовые испытания).
Супермакросъемка с фокусом на искру.
Добиться такой искры можно с помощью схемы зажигания с преобразователем напряжения. Преимущество схемы с преобразователем в том, что преобразователь на любых оборотах заряжает разрядный конденсатор до одинакового напряжения и искра вне зависимости от оборотов всегда мощная и стабильная, что обеспечивает легкий запуск и бесперебойную работу двигателя даже при не малых отрицательных температурах.
Видео запуска двигателя при -18.
Эта последняя схема зажигания с программируемым АУОЗ оставляет далеко позади все предыдущие разработки и поэтому выношу ее вперед, а старые, если кому интересно, чтобы не занимали места, я поместил вниз под спойлер. Автор самой разработки на ПИК контроллере не я, а nyemi из Венгрии, а я только соединил его контроллерную часть со своим более экономичным преобразователем, который работает без аккумулятора напрямую от генератора Дэшки и еще остается около 7...8 Вт, которые можно пустить на свет.
Схема, думаю, будет прекрасно работать не только на Дэшке и не только от генератора, но и от аккумулятора как у "взрослых". Главное, что контроллер помехи не ловит и в этом его огромный плюс.
Схема ЗОН(Зажигание-Омича-Ньёми :)) ) :
ВНИМАНИЕ!!! Резистор R4, обозначенный на схеме 4.7 кОм, заменить на 510 Ом.
Замена деталей:
Перечень деталей блока зажигания и их заменыДетали не SMD:
Диодный мост = 1 x 4 x 30BQ040 (замена SK34)
C4 = 1 x 1000мк 50в
C7 = 1 x 0,47мк 630в
DD1 = 1 x 12F683
HL1 = 1 x 1 Вт
R8 = 1 x 2,4к
R11 = 1 x 2к
R12 = 1 x 1к
R13 = 1 x 1,2к 2 Вт
R14 = 1 x 470
T1 = 1 x BT151-800R
VD2,VD5,VD7 = 3 x 4148 (замена КД522А)
VD8,VD9 = 2 x 1N4764A (замена один стабистор 1.5KE200A)
VT1 = 1 x BD237B
VT3 = 1 x C2335
VD1 = 1 x BZX55C5V1
VD10 = 1 x HER508 (замена FR307,UF5408)
VD3,VD4,VD6 = 3 x HER108 (замена FR107)
SMD детали(размер 0805):
Диодный мост = 1 x MB10S
C1 = 1 x 0,033
C2 = 2шт по 100 мк (танталовый SMD размер D )
C3 = 2шт по 10 мк (керамика)
C5 = 1 x 1000
C6 = 1 x 3300
HL2,HL3,HL4 = 3 x 3528
R1 = 1 x 10k
R3 = 1 x 3,6к
R4 = 1 x 510
R5 = 1 x 10к
R10 = 1 x 4,3к
R15 = 1 x 1k
R2 = 1 x 1к
R6,R9 = 2 x 4,7к
R11 = 1 x 2к
VT5 = 1 x BC856 (для замены можно поискать PNP в корпусе SOT-23 и напряжением КЭ от 60в)
VT2,VT4 = 2 x BC846 (для замены можно поискать NPN в корпусе SOT-23 и напряжением КЭ от 60в )
Разъемы для пайки на печатную плату можно заказать в Китае, либо поискать по названию.
Тиристор 2P4M я вообще убрал из схемы и оставил только BT151-800R.
Вместо диодов шоттки 30BQ040 в мостике питания можно применить тоже шоттки 5819, поставив по два диода параллельно вместо каждого одного.
Светодиоды 3528 взяты со светодиодной ленты. Поставлены они чисто для индикации работы различных участков схемы и, при нежелании видеть "цветомузыку", их можно вообще не ставить, а HL3 заменить перемычкой. ...но с ними прикольнее. :)
Готовые и испытанные на стенде платы, одна из которых уже и на моторе обкатана и показала отличные результаты:
Схема выносного блока зажигания:
ВНИМАНИЕ!!! Резистор R11, обозначенный на схеме 4.7 кОм, заменить на 510 Ом.
Замена деталей:
Перечень деталей блока зажигания и их замены
Диодный мост = 1 x MB10S
Диодный мост = 4шт x 30BQ040
C1 = 1 x 100 мк (танталовый SMD)
C2 = 1 x 1000 пф
C3 = 1 x 0,033
C4 = 1 x 3300
C5 = 1 x 10 мк (керамика)
C6 = 1 x 100 пф
C7 = 1 x 0,47мк 630в
C8 = 1 x 100 мк
C9 = 1 x 1000мк 50в
DD1 = 1 x 12F683
HL1 = 1 x 1 Вт
HL2,HL3,HL4 = 3 x 3528
R3 = 1 x 10 Ом
R4,R21 = 2 x 4,7k
R6 = 1 x 2,4к
R7 = 1 x 3,6к
R8 = 1 x 10k
R9 = 1 x 10к
R10 = 1 x 4,3к
R11 = 1 x 510
R15 = 1 x 470
R16 = 1 x 1k
R18 = 1 x 1,2к
R1,R2,R20 = 3 x 2,4k
R12,R13 = 2 x 4,7к
R17,R19 = 2 x 1к
R5,R14 = 2 x 2к
R22 = 1 x 47к
T1 = 1 x BT151-800
VD12 = 1 x HER508 (замена FR307,UF5408)
VD1,VD13 = 2 x BZX55C5V1
VD10,VD11 = 2 x 1N4764A (замена стабистор 1.5KE200A)
VD2,VD4,VD5,
VD8,VD9 = 5 x 4148 (замена КД522А)
VD3,VD6,VD7 = 3 x HER108 (замена FR107)
VD1-VD4 = 1 x 4 x 30BQ040
VT4 = 1 x C2335
VT7 = 1 x BD237B
VT1,VT6 = 2 x BC856 (для замены можно поискать PNP в корпусе SOT-23 и напряжением КЭ от 60в)
VT2,VT3,VT5 = 3 x BC846 (для замены можно поискать NPN в корпусе SOT-23 и напряжением КЭ от 60в )
Разъемы для пайки на печатную плату можно заказать в Китае, либо поискать по названию.
Вместо диодов шоттки 30BQ040 в мостике питания можно применить тоже шоттки 5819, поставив по два диода параллельно вместо каждого одного.
Светодиоды 3528 взяты со светодиодной ленты. Поставлены они чисто для индикации работы различных участков схемы и, при нежелании видеть "цветомузыку", их можно вообще не ставить, а HL3 заменить перемычкой. ...но с ними прикольнее. :)
Ну и напоследок, если кто не хочет связываться с контроллером по какой-то личной причине, то схема будет работать даже без него, но при этом не будет АУОЗ, а просто фиксированный УОЗ как на кулачках, т.е. как в данный момент уже архивная простая схема с одним датчиком холла.
Да, по холлам еще... Датчик холла можно добыть практически из любого компьютерного вентилятора, причем вентилятора любого размера, ну или использовать покупные датчики. Все ДХ, которые мне попадались, прекрасно работали, а именно были опробованы TLE4905L, SS441A, SS413A и в SMD исполнении SS113A, а также из вентиляторов датчик холла 276, который, кстати, показал самую лучшую работу при самом низком напряжении почти на вольт ниже нежели остальные датчики.
Видео работы выносного блока зажигания на стенде:
Печатные платы для двигателей Д6, Д8Внимание! На платах "Под крышкой зажигания" есть одна перемычка от эмиттера VT5 на плюс стабилизированного питания!
Вариант платы с контроллером в корпусе DIP8 и с цанговой панелькой:
Это тоже DIP8 и цанговая панелька, но тут с применением по-максимуму SMD'шных деталей:
Ну и еще вариант с применением контроллера в корпусе SOIC8 и тоже с применением по-максимуму SMD'шных деталей:
Все вышеперечисленные платы находятся в одном Sprint Layout файле(на разных платах, которые закладками внизу).
ЗЫ. Все-таки настоятельно рекомендую для варианта DIP8 ставить цанговую панельку, а ее в свою очередь желательно укрепить еще и винтиком, иначе даже на стенде были проблемы с простой панелькой, а что уж будет тогда на реальном моторе?
Платы зажигания для выносного блока:
Плата DIP8:
Плата SOIC8:
Также для выносного блока есть платы датчиков для Д4,Д5 и Д6,Д8.
Фотография готовых плат:
Внимание! На всех платах неправильно обозначены концы III обмотки, выводы 5 и 6 надо поменять местами. Правильно обозначено на схеме, паять надо по ней.
Скачать сразу все печатные платы для контроллера 12F683 в формате Sprint Layout
А тут расчет экспериментальных кривых в Exel представленных ниже(они же "прошивки"):
Эти кривые уже проверены на двигателе! Тут отчет об установке зажигания на двигатель и проведение испытаний зажигания вместе со светом.
А это кривая, выведенная по результатам заездов на предыдущих:
Еще более новая 5-я уже испытанная на моторе, она улучшила характеристику мотора в районе 3,5...4,5 тыс. об/мин, что дало тягу без провалов и улучшила динамику разгона мопеда.
Повторюсь, автор программы на ASM и расчетов в Excel nyemi. В калькуляторе у него учтено даже время выполнения расчетов ПИК контроллером. Огромное ему спасибо за проделанную работу!!! Кому интересно многоискровое зажигание, то у nyemi есть в последних разработках. Я его тоже проверял и оно работает, но для Дэшки не подойдет из-за слишком маленькой мощности генератора на малых оборотах. Многоискровой режим будет работать только от аккумулятора.
Каждый теперь сам волен сделать себе индивидуальную настройку опережения зажигания. В excel-калькуляторе в колонке С указаны обороты/мин, в колонке E как раз проставляется угол на который нужно задержать появление искры именно для этих оборотов, ну а в ассемблерный код вставляются вычисленные калькулятором объединенные колонки N и O. Дальше компилим ASM, получаем HEX программируем им контроллер, вставляем его в зажигание и наслаждаемся работой мотора.
В архиве находится исходный файл калькулятора взятый у nyemi и три с рассчитанными мной кривыми. Есть также программы на ASM и уже скомпиленные прошивки с этими же кривыми.
Датчик холла(ДХ) надо располагать приблизительно за 30...32 градуса до ВМТ или чуть больше. Идея работы контроллера заключается в том, что он высчитывает угловую скорость вращения коленвала и выдает искру с задержкой относительно ДХ в зависимости от оборотов. На плате предусмотрен светодиод HL2, который показывает своим морганием, что ДХ работает и его же можно использовать для настройки правильного начального положения датчика. Для этого можно подать небольшое напряжение на конденсатор C4(С9 для "внешнего блока"), достаточно даже от кроны и правильное положение датчика будет, когда светодиод гаснет при установленном магните в нужное положение до ВМТ.
Экономичное реле поворотов со светодиодными фонарями.
Схема:
Детали изготовления поворотниковРезисторы и конденсаторы припаял прямо на звездах оранжевых 3W светодиодов. Оранжевые светодиоды взяты именно для повышения КПД светоотдачи. Если взять белые, то большая часть света не пройдет через фильтр, а у оранжевых, практически, 100% проходит. Желтые тоже будут несколько хуже по отдаче, но лучше, чем белые.
Для звезд токарным станком вырезал лунки в пластиковых отражателях. Держатся светодиоды на проводах и с тыльной стороны залиты клеящим пистолетом.
Ток настроил на плате 100 mA(поставил 3 резистора 0805 по 36 Ом, т.е. в итоге получилось 12 Ом, подбирал по яркости), т.е. на каждый светодиод приходится 50 mA. Светят очень ярко, т.е. такого тока вполне достаточно и Дэшка вполне потянет эту дополнительную нагрузку. На видео, из-за большой яркости, фотоаппарат подстраивает чувствительность, поэтому кажется, что яркость плавает, на самом деле светятся ровно.
Видео работы поворотников:
Печатная плата 20х30 мм:
Скачать плату можно тут
А вот так устанавливал их на мопед.
К плате припаял проводки, чтобы оформить "релюху" в виде законченной конструкции. Затем одел ее в термоусадку, усадил ее и даже запаял с торцов. Грел газовой горелкой-карандашом с расстояния, поэтому получилось не только ее усадить, но и расплавить в нужных местах. Получилась довольно герметичная конструкция. Около выводов еще и прокрасил лаком для большей герметичности. Можно было бы залить внутри термоусадки нейтральным герметиком, но у меня его не оказалось, а ехать из-за этого в город было влом. Вот что вышло:
Сфоткал на фоне схемы подключения поворотников, они там обозначены в виде лампочек, а релюшка в виде квадратика. :)
Ниже фотки процесса крепления поворотников на мопеде. Если с передними сразу было понятно, как и где их крепить, то вот с задними долго не мог решить, то ли к крылу крепить, то ли внизу багажника что-то придумывать и в итоге у багажника высверлил заклепки, вместо которых поставил винты с самодельными креплениями(не знаю как их описать, проще показать на фотках, см. 2-ю фотку). Сами крепления, вырезал полоску из листа нержавейки и согнул пополам и в тисках придал нужную форму. Правда в следующий раз хорошо подумаю, прежде, чем делать что-то из нержавейки. ...ох, и намучился же с нержавейкой. Угробил несколько сверел, пока не понял, что сверлить ее надо на малой скорости остро заточенными сверлами, иначе чуть прибавил обороты и сверло тут же перегревается и ему "конец".
Крайние две фотки справа, это как выглядит проводка. Релюшка обмотана белой(не синей :) ) изолентой и в глаза бросается не сильно. Под задним крылом провод прикрепил маленькими кабельными стяжками к проводу идущему на задний габарит, получилось довольно крепко, а кроме этого, проводка спрятана.
В общем, поворотники на мопеде вписались и смотрятся, как там и должны быть, т.е. теперь мопед оборудован светотехникой по-полной.
А это видео, как поворотники смотрятся днем на ярком солнце:
Классно ездить с поворотниками, теперь не надо руками размахивать. :)
Схема для тестирования ПИК контроллераДля тестирования работы контроллера, можно использовать простейшую схему при помощи генератора, собранного на 561ЛА7:
На фото ниже схема собрана "летучим" монтажом. Для проверки работы контроллера необязательно использовать двухлучевой осциллограф, можно обойтись и одним лучем, для чего просто использовать внешнюю синхронизацию по восходящему фронту сигнала генератора.
Контроллер можно проверить и даже при отсутствии осциллографа обыкновенным светодиодом, как нарисовано выше на схеме(R5 и HL2). При угасании HL1, светодиод HL2 должен коротко вспыхивать.
В данном случае на схеме питание 3,1 вольта, развертка 2 мс/дел.
Еще одна схема:
Эту схему, как предыдущую, можно использовать для проверки как контроллера в отдельности, так и всего зажигания. Схема имитирует работу датчика холла, а питание вместо подковы можно подать от любого источника и даже переменного напряжения прямо на диодный мост зажигания.
Печатная плата выполненная SMD монтажом:
Исходник платы находится вместе с платами зажиганий.
Видео работы АУОЗ на ПИК контроллере Чтобы было понятно зачем столько светодиодов и что показывают, поясню: Светодиод слева - работа датчика холла, в середине - выходной импульс для управления тиристора и запирание преобразователя. Правый показывает заряд накопительной емкости, т.е. когда уже наступает стабилизация 200 вольт и по нему можно судить, что преобразователь успевает еще и отдыхать даже на самых высоких оборотах. Ну а верхний - стробоскоп.
Первое видео с фиксированным УОЗ. Датчик установил на 45 градусов "до ВМТ"(переключатели установлены на работу напрямую от датчика холла). Надо сказать, стробоскоп очень хорошо подсвечивает даже при очень ярком свете.
А это уже работа контроллера. Стоит как раз 3-я программа с изменением УОЗ скачками и очень хорошо видно как угол прыжками меняется с изменением оборотов.
Так что для Дэшки теперь тоже есть правильное зажигание. :)
Изготовление трансформатора преобразователяВ кольце любым способом нужно сделать зазор, иначе КПД преобразователя будет гораздо ниже и он будет потреблять довольно большие токи(все это проверено на практике). Если нет специального инструмента, то рекомендуют даже сломать кольцо на две половинки подпилив надфилем и затем склеить их с зазором заполненным немагнитным материалом. Я же использовал диск с алмазным напылением и пропилил зазор секунд за 10, правда до этого использовал корундовые диски и ими пилил минут 20 и сломал 2 диска. Зазор получился около 0,7 мм.
Пропиленное кольцо и диск с алмазным напылением:
Затем зазор нужно закрыть, чтобы при намотке провода не проваливались витки. Раньше я использовал сложенную в несколько слоев бумагу пропитанную клеем, а затем просто стал заливать зазор поксиполом, а сверху, пока поксипол еще не затвердеет, закрываю зазор конденсаторной бумагой толщиной 0,01 мм. Получается практически ровная поверхность.
Далее мотается обмотка III 300 витков проводом 0,2 мм. Я мотаю виток к витку и каждый слой пропитываю бесцветным маникюрным лаком и еще обматываю той же конденсаторной бумагой. Для этого бумагу режу на полоски приблизительно 4 мм по ширине и длинной около 15 см. Пока лак еще не высох, то конденсаторная бумага к нему приклеивается, а не сползает в стороны. Даже если бумага ложится не очень ровно, это не страшно, в последствии провод прижмет ее и выпирать не будет.
Намотанная обмотка III. Получилось 2 и немного третьего слоя:
Тут хочу показать как делать выводы у трансформатора. Сразу замечу, что не стоит делать выводы слишком короткие, чтобы они потом не оказались внатяг. Путь лучше будут длиннее, а обрезать лишнее всегда успеется. К проводу надо аккуратно припаять провод МГТФ, причем важно, чтобы на пайке не было острых заусенцев, чтобы у них не было возможности повредить изоляцию провода. После припайки вывода, место пайки изолируется той же ленточкой конденсаторной бумаги и затем заматывается обыкновенной ниткой для полной фиксации и затем заливается тем же лаком.
Затем мотаются обмотки I и II(ушло 2 отрезка по 1,7 метра сложенных вместе) 60 витков сложенным вдвое проводом ПЭВ-2 0,5. Выводы тоже делаются проводом МГТФ и изолируются конденсаторной бумагой, а затем окончательно трансформатор обматывается толстыми нитками и пропитывается лаком.
По многочисленным просьбам снял коротенькое видео как мотаю трансформаторы на ферритовом кольце:
Во время намотки пальцем снизу придерживаю свеженамотанный виток, а когда продеваю следующий. то подкручиваю челнок, чтобы провод не закручивался и не образовывал петлю. Петли категорически допускать нельзя, иначе это первая причина межвитковых коротких замыканий.
Решил вынести прямо сюда, а то устал уже повторять, как найти правильную фазировку обмоток. Нужная фазировка ищется буквально двумя перепайками. Не запустился преобразователь - меняем выводы одной из I или II обмоток(но не у обоих сразу!!!), после этого просто обязан запуститься. Далее, если напряжение на выходе мало, то меняем местами выводы III обмотки.
Ежели преобразователь вообще не запускается, то, либо КЗ в трансформаторе, либо неисправные детали, которых для непосредственно самого преобразователя буквально несколько штук. Правильно собранный преобразователь начинает работать уже даже при 0,7 вольтах питающего напряжения.
Силовой транзистор: Если нет C2335, то на замену прекрасно подойдет J13007, которые водятся в энергосберегающих лампочках.
Осциллограммы на выходе импульсного трансфоматора
Это осциллограмма работы преобразователя на 700 оборотах:
Ну а это на 8000 оборотах:
Правда эти осциллограммы снимались еще в те времена, когда в качестве датчика выступала дополнительная обмотка на подкове и преобразователь запирался отрицательной полу волной, чтобы тиристор мог закрываться, но даже работая половину периода, он легко успевал заряжать накопительный конденсатор даже на 8 тыс оборотах и, судя по тому, что он еще и успевал "отдыхать", то он бы успевал ее заряжать и на гораздо больших оборотах. С тех пор сам преобразователь не менялся, так что по этим осциллограммам можно судить о его работе. Менялась общая схема только на применение датчика холла и варианты их(датчиков) применения.
Подкова: Обмотка I (почти как Д8Э) 400 витков провода диаметром 0,8 мм или можно использовать не перемотанную Д8Э изъяв из нее диоды и отсоединив от массы.
Процесс постройки фары для мощного светаДля создания света на мопеде использовал стандартную фару ФГ-306. Отражатель, если его можно так назвать, был покрыт серебрянкой. Видимо экономили хром.
В недолгих поисках нашел ему замену. Этот отражатель подошел практически идеально.
(Вот же..., там еще моя ссылка на Дырчик у них осталась)
Для крепления светодиода придумал использовать стакан от лампы ГУ-50. Его диаметр точно совпал с выступом на отражателе 46 мм.
Отпилил стакан, а также 7 мм старого отражателя. Кстати, отпилился отражатель довольно легко и, как я раньше и говорил, стал отличным креплением для нового.
Внутри фары пришлось малость подпилить ушки держателя дросселя. Самого дросселя там уже не будет, но совсем спиливать ушки стало жалко, а вдруг для чего-нибудь сгодятся. В центре фотки виден радиатор со старой материнской платы, на который будет установлен светодиод.
Болгаркой обточил радиатор и подогнал так, чтобы входил в стакан с небольшим усилием и, т.к. стакан тоже алюминиевый, то и сам стакан и отражатель будут тоже служить радиатором.
Прикрепил светодиод к радиатору. Винтики с резьбой Ф2 мм отлично подошли от сломанного винчестера формфактора 2,5 дюйма. Дырки под резьбу сверлил этим моторчиком сверлом Ф1,5 мм. В стакане от ГУ - 50 тоже сделал 3 винтика Ф2,5 мм для фиксации с отражателем, в котором тоже высверлил углубления около 2-х мм, т.е. отражатель точно теперь не выскочит из стакана. Выводы питания светодиода сделал из обычного обмоточного провода Ф0,5 мм(думаю 3 ампера должен выдержать, т.к. ток плавления медной проволоки даже Ф0,46 мм равен 25 ампер), а чтобы провод не выступал выше винтиков, его расплющил в местах пайки к светодиоду. На радиатор прикрутил кусочек стеклотекстолита и гравером оставил 2 полоски под контакты.
Светодиод стоит точно по центру.
Контрольное включение. Ток тут пока еще 0,61 А.
Убавил токоизмерительный резистор приблизительно до 0,75 Ома и ток на светодиод стал 1,6А. Погонял в таком режиме с полчаса. Радиатор охлаждения светодиода за это время так и остался вообще холодным, а световой поток заметно возрос, по сравнению с питающим током 0,61А. Радиатор светодиода тоже зафиксировал двумя винтиками с резьбой Ф2 мм.
Далее шла работа по улучшению схемы питания светодиода и итоговая схема нарисована вместе с зажиганиями.
Итоговая схема фары:
Стабилизатор тока светодиода построен на ШИМ-контроллере LM2576T-ADJ. Для повышения КПД выходной ключ микросхемы усилен P-канальным полевиком с очень малым сопротивлением перехода в открытом состоянии IRF4905. Для этой же цели, т.е. повышения КПД, предусмотрен узел стабильного тока VT4, R9, добавляющий 1 вольт на токоизмерительном резисторе R12 для обратной связи микросхемы. Напряжение обратной связи микросхемы равно 1,23 вольта и, если этому одному вольту не надо падать на токоизмерительном резисторе и рассеиваться в виде бесполезного тепла, то получается реальная экономия. При 2-х амперах на светодиоде таким образом экономится 2 ватта из 10...12, которые мы можем снять со слабенького генератора Д6,Д8.
В схеме реализована еще одна хитрость. На малых оборотах двигателя генератор вырабатывает очень мало энергии и, чтобы ее хватило на зажигание, ток потребления фары делается значительно меньше. Узел схемы, отвечающий за изменение тока, собран на R2,R3,VT5,R10. Работает это так: На малых оборотах, пока напряжение с выхода генератора маленькое, с делителя R2,R3 на затвор VT5 подается недостаточное напряжение для его открытия, а когда двигатель наберет обороты, то напряжение с делителя открывает VT5 и тот через открытый переход с очень малым сопротивлением шунтирует токоизмерительный резистор R12 и микросхема вынуждена добавить ток проходящий через светодиод. Фактически, токоизмерительным резистором становится R10.
Еще немного по схеме: R8,C3 - демпфирующая цепочка, которая служит для подавления паразитных колебаний на выходе токового ключа VT3. Два диода шоттки тоже для небольшого повышения КПД схемы и уменьшения нагрева. Если оставить один диод, то он греется, а когда два, то оба холодные и во всей схеме единственным элементом выделяющим тепло остается дроссель L1.
КПД схемы получился довольно высоким и составляет около 95% при входной напряжении 5 вольт и около 80% при питающем напряжении 12 вольт. Если же сделать схему проще и не применять усиление токового ключа микросхемы, то в этом случае теряется около 25% - проверено на практике при разработке данной схемы.
Конденсатор C4 желательно подбирать с минимальным ESR (equivalent series resistance - эквивалентное последовательное сопротивление). Если окажется конденсатор с большим ESR, то он будет плохо сглаживать импульсы тока, которые попадут на светодиод и он будет сильно греться из-за чего его ресурс может сократится.
А так светит фараВыставил ток питания светодиода 2 ампера. Светит так ярко, что даже со стороны глаза слепит. Фотка со вспышкой и свет фары намного ярче вспышки.
На этой фотке как раз еще та схема питания светодиода, которая в самой первой простой схеме.
А это уже испытание фары с балкона. Фотоаппарат и фара закреплены на штативах.
Свет фары со стандартным стеклом, ток светодиода 2 ампера.
Расстояния: Близкая крыша приблизительно 50 метров, затем 150 метров и 100 метров.
ЗЫ. На расстоянии 100 метров от света фары светло как днем. :-)
Столько света легко получается от стандартного Дэшкиного генератора при работе совместно с зажиганием и это с оборотов чуть выше холостых.
;-)
Схемы и печатные платы для фарыОсвоенный SMD монтаж позволил взглянуть другими глазами на уже отлаженную схему драйвера светодиода на LM2576 и полевом транзисторе в качестве ключа.
В первоначальную схему на всякий случай добавил стабилизатор напряжения затвора ключевого полевика, не помешает. К тому же, это позволяет перезаряжать емкость затвора на меньшее напряжение, что положительно сказывается на форме импульсов и, соответственно, на КПД схемы.
В качестве L1 нынче применил кольцо, как и раньше, но чуть большего размера, из распыленного железа фирмы Epcos - салатовое с синей полосой 15,5х8х6 мм, обмотка - 25 витков провода 0,8 мм. По старой схеме был еще предусмотрен демпфер C4,R8, но тут он не понадобился, поэтому его выделил голубым цветом, т.е. ставить его только в случае появления колебаний при переходных процессах, но, думаю, из-за более правильной разводки платы, он теперь вовсе не понадобится.
Для уменьшения размеров платы, большие конденсаторы решил расположить вне платы(на схеме выше так и обозначено). Нарисовал платку 35х35мм:
Вытравил, напаял деталек(тут забыл сразу припаять R11 и это обнаружилось во время отладки):
Т.к. силовая нагрузка на микросхему вообще отсутствует, то охлаждение ей не нужно и для уменьшения размеров я ей отпилил "лишнее" :-) Так получилась значительно компактнее. Под нее же подложил кусочек офисной бумаги. Хоть она и упирается на пластмассовые корпуса транзисторов, когда лежит на плате и ничего больше не касается, но так спокойнее. На кольцо одел термоусадку, которая защищает витки обмотки от касания к деталям и плате.
Собрал стенд, нашел, что не припаял R11, т.е. кроме этой мелкой неприятности, схема заработала сразу:
Получившийся КПД 84,277% впечатлил, и, естественно, на плате все детали холодные. Самую малость "греется" диод шоттки, если это можно назвать нагревом.
Но больше всего очень порадовали осциллограммы, которые практически идеальны:
2в/дел, 5мкс/дел:
На более быстрой развертке можно увидеть ШИМ в действии. Интересно, что у этой микросхемы частота импульсов остается неизменной, а меняется только ширина импульса, т.е. "гуляет" только задний фронт. При самом маленьком напряжении, кстати, схема стартует с 4,1 вольта, скважность импульсов практически 100%.
После проведения полных испытаний, примерил плату к фаре. Вот теперь то точно влезает не глядя. Конденсаторы, естественно, будут расположены рядом с платой по бокам, а ее саму залью нейтральным герметиком.
ЗЫ. Хоть до этого разработанная плата на LM3485 тоже показала отличные результаты, но эта схема все-таки внушает больше доверия, т.к. на нее спокойно можно подавать 50 вольт входного напряжения в отличии 35 вольт у LM3485, у которой нужно предпринимать меры против его превышения.
ЗЫ.ЗЫ.
А это еще вариант схемы с применением красного яркого светодиода вместо полевика BF545:
И, соответственно, печатная плата для этого варианта:
Печатные платы обоих вариантов в формате Sprint layout 6,0 можно скачать тут.
Схемы на LM3485:
с применением BF545
с применением TL431(лучше заменить красным ярким светодиодом)
TL431 заменить на красный яркий светодиод, остальное без изменений.
Платы для схем на LM3485:
с применением BF545
с применением TL431
Печатные платы для LM3485 в формате Sprint-Layout 6.0.
Методика отладки и настройки драйвера светодиода по этой ссылке.
Продолжение в следующем сообщении:
omich:
Отладка платы драйвера светодиода:
Отладка и настройка платы драйвера светодиодаУ кого опыта в пайке схем не очень много, то имеет смысл при сборке драйвера не припаивать микросхему, а сначала проверить работоспособность схемы в статике. Мне часто приходится помогать отлаживать эту схему, поэтому пришлось в Протеусе ее смоделировать без микросхемы, роль которой выполняет SW1, а остальная часть схемы, практически, ключевое устройство, которой может находиться в двух состояниях при включенном и выключенном SW1.
SW1 на плате драйвера, это 2-я нога микросхемы, т.е. туда припаивается проводок и замыкается или размыкается с плюсом питания.
В качестве нагрузки схемы рекомендуется поставить какую-нибудь слабенькую автомобильную лампочку на 12 вольт.
В таком случае, одним вольтметром легко выявить что в схеме работает не так, как надо, а если все правильно, то уже можно припаивать микросхему и настраивать драйвер.
Самые распространенные ошибки при сборке схемы, это неправильно припаивают транзисторы, т.е. путают pnp и npn. Следующая по популярности ошибка, это неправильно припаивают выходной конденсатор, а именно минус припаивают к токоизмерительному резистору(видать, потому, что он ближе :) ), а не на минус питания. ....ну и "сопливая" пайка тоже очень популярна. Редко, но встречается пайка с кислотным(активным) флюсом, в этом случае плату, как правило, приходится переделывать, т.к. отмыть под СМД деталями невозможно. Не паяйте никогда платы кислотой!!!
Настройка платы драйвера светодиода:
Данный драйвер светодиода имеет два порога подаваемого тока(яркости света), это для малых оборотов и для больших.
Необходимость двух режимов вызвана слабостью генератора Дэшки вообще, и тем более на малых оборотах, когда нам надо, чтобы в первую очередь работало зажигание без сбоев, а уж потом оставшуюся энергию можно по-максимуму использовать на свет.
Настройку буду рассматривать на примере схемы "с применением красного яркого светодиода вместо полевика BF545".
Для настройки понадобится амперметр и желательно иметь вольтметр, а так же очень желательно иметь регулируемый источник питания. Светодиод обязательно заменить четырьмя последовательно соединенными диодами(подойдут HER508,FR607...) рассчитанных на ток 5...6 ампер, к выводам которых надо привинтить радиаторы.
Амперметр включаем последовательно с тестовыми диодами. До подачи напряжения на схему ставим движок подстроечника R1 в верхнее по схеме положение. Это необходимо, чтобы транзистор VT5 заведомо был отрыт.
Теперь подаем на схему небольшое напряжение и постепенно его прибавляем, при этом контролируем ток на диодах, чтобы он не превышал 2 ампера. если ток начинает превышать, то убавляем его подстроечником R9.
Поднимаем напряжение до 12-ти вольт. Можно поизменять входное напряжение в пределах 9...15 вольт и убедиться, что ток практически не изменяется, т.е. драйвер держит 2 ампера.
Далее надо настроить порог переключения тока подстроечником R1. Ставим входное напряжение 9 вольт и R1 крутим до тех пор, как ток только начнет убавляться. Затем убавляем входное напряжение и убеждается, что при входном напряжении 7,5...8 вольт ток падает до нижнего порога приблизительно 0,115 ампера.
Фактически, драйвер настроен и можно устанавливать с фарой на мопед. На мопеде может понадобится небольшая настройка порога переключения тока R1 в том случае, если при перегазовке при переходе с больших оборотов на малые в какой-то момент пропадает зажигание. В таком случае надо чуть повысить порог переключения на большой ток.
Делая перегазовку подстраиваем R1, чтобы зажигание не пропадало.
Пояснение принципа настройки драйвера светодиодаЕсли при перегазовке зажигание в какой-то момент пропадает, то, скорее всего, не хватает мощности подковы. Попытаюсь объяснить на примере графиков anker'а расчета мощности подковы на разных оборотах и дорисованного графика потребления фары:
К примеру, возьмем расчет мощности для нагрузки на сопротивление 15 Ом(обозначено Р15). Черным я нарисовал потребляемую мощность фары.
Итак, смотрим на картинку и видим, то где-то на 4.5 тыс оборотах(условно чисто по этому графику) графики соприкасаются, т.е. потребление фары может начать потреблять больше, чем вырабатывает подкова. В этом случае, фара просадит напряжение и зажиганию перестанет хватать и двигатель будет как бы ограничиваться определенными оборотами. Стоит отметить, что зажигание тоже потребляет по-разному в зависимости от оборотов(больше на больших оборотах) и надо обязательно настроить так, чтобы в сумме они никогда не потребляли больше, чем может выработать подкова.
Если на высоких оборотах двигатель глохнет, то надо немного уменьшить ток светодиода, чтобы оставить зажиганию необходимую мощность.
Подстроечный резистор R1 передвигает вправо/влево черную кривую на графике. Т.е., если при перегазовке зажигание пропадает, то необходимо сдвинуть ее враво, т.е. повысить порог переключения тока с маленького на большой.
Архив старых разработок(для истории)Простая схема с одним датчиком холла
Эта схема, фактически, просто замена контактного зажигания на бесконтактное, а также для получения мощной и стабильной искры. Угол опережения зажигания в ней выставляется положение датчика холла и он является фиксированным как у контактного зажигания.
Схема с двумя датчиками холла
В этой схеме, по сравнению с предыдущей, реализован некий АУОЗ в зависимости от оборотов. На малых оборотах работает один датчик, а при достижении определенных оборотов схема переключается на второй датчик холла. Углы опережения настраиваются положениями датчиков.
Так выглядит печатная плата
Это уже новый вариант платы, чтобы не было проблем с установкой трансформатора на кольце и реализована доработка Krokodila из Минска со светодиодом на плате, чтобы было видно какой датчик работает в данный момент.
Печатную плату для лазерно-утюжного метода можно скачать тут.
ЗЫ.Если использовать в качестве сердечника трансформатора кольцо, то кусочек платы слева от R17 нужно удалить, а если сердечник взять как у krokodil'а, то можно оставить и прикрепить к нему трансформатор.
Схема с формированием АУОЗ цифровым способом
Идею взял практически без переделки отсюда.
В этой схеме к достоинствам бесконтактного зажигания и мощной искры добавлен полноценный АУОЗ.
Так выглядит печатная плата:
Это уже новый вариант платы, чтобы не было проблем с установкой трансформатора на кольце.
Датчик холла(ДХ) нарисован как раз в том месте, где ему нашел самое подходящее положение при испытаниях на стенде.
Внимание! На печатной плате две перемычки.
Печатная плата для лазерно-утюжного метода в формате XPS.
Схема на стендовых испытаниях.
Генераторы, преобразующие напряжение, во всех схемах одинаковые, как и схема фары, кроме первой упрощенной, поэтому описание будет общим.
Генератор потребляет мизерные токи и работает во всем диапазоне входных напряжений, которые выдает подкова.
На самых минимальных оборотах генератор потребляет около 10 mA!!! Всего!!! И при этом на на зарядном конденсаторе 200 вольт!!!
Искра лупит сантиметра полтора и причем независимо от оборотов всегда стабильна. На 8 тыс оборотах генератор потребляет 110 mA.
Я специально сделал накопительную емкость поменьше и поставил 0,47 мкф, т.к. побоялся, что пробьет катушку зажигания.
С конденсатором 1 мкф искра фиолетовая и пробивает сантиметра 3 и катушка уж очень сильно щелкает, да к тому же ток потребления генератора на 8 тыс оборотах возрастает до 150 mA, но заряжать до ограничения все-равно успевает.
Пробовал включать генератор и без стабилитронов. В таком режиме при входных 5 вольтах на конденсаторе было 408 вольт, а при питании 12,5 вольт на разрядном конденсаторе было 585 вольт и, после того, как он быстро зарядится, генератор потребляет не более 5 mA.
Кроме всего, даже на 8000 оборотах выходной транзистор преобразователя вообще холодный, т.е. ему даже радиатор ни какой не нужен.
Замена деталей: Транзисторы C945 можно заменить нашими КТ3102, BD237 на КТ815 или КТ817, С2335 можно попробовать поставить J13007 из энергосберегающих ламп, диоды практически все можно поставить 1N4007 из тех же энергосберегающих ламп, кроме диода, который подключен к 5-й ноге импульсного трансформатора. Его желательно найти получше из серии Fast или Ultra Fast. Я ставил сначала UF5408, но т.к. ток там маленький, то заменил на HER108, т.к. они лучше по частотным характеристикам и меньше размером, чтобы установить на плату.
Тиристор очень НЕ рекомендую брать из наших типа КУ... Лучше найти какой-нибудь буржуйский из серии BT...
Высоковольтные стабилитроны можно заменить варистором. Вот что писАл krokodil на на Дырчике: "В качестве стабилитрона P6KE200A нормально работает".
Ну а диоды шоттки в выпрямителе нужны, чтобы уменьшить падение напряжения на самых малых оборотах и в принципе, можно заменить на обычные.
Вроде и все по деталям. Если что-то еще - спрашивайте.
Сам я редко ищу сломя голову конкретные детали, которые обозначают на схемах и при отсутствии оригинальных всегда смогу подобрать замену из имеющихся. :-)
Cхема фары:
На новой схеме, делитель для настройки напряжения срабатывания увеличения тока, заменил на один подстроечник и добавил SMD емкость 6,8 мкф. Теперь пульсации заметны только когда магнит на стенде крутится с совсем маленькой скоростью около нескольких оборотов в секунду, т.е. намного ниже ХХ реального мотора и начиная с 4...5 оборотов в секунду уже светодиод горит ровно с током 0,61 ампера и затем яркость плавно повышается до оборотов может чуть выше ХХ. Резистором R2 надо настроить схему так, чтобы дать возможность подняться напряжению, т.е. чтобы на ток 2 ампера на светодиоде схема выходила приблизительно к 10...11 вольтам. Если же сделать срабатывание на полную яркость раньше, то схема не даст подняться напряжению и не будет развивать полный ток. Это связано с обратной зависимостью тока потребления от напряжения питания и тем, что подкова больше 1,1 ампера выдать не может, т.е. ток подребления фары вместе с зажиганием не должен превышать эти 1,1 ампера.
Настроенная схема:
ЗЫ. Подстроечники все-таки наверно оставлю подогнув у них ножки. Думаю в фаре не такая дикая вибрация, чтобы у них сбились настройки, тем более, что крутятся они очень туго.
Вид печатной платы в исполнении внутри фары ФГ-306 (размер платы 160х55мм):
Печатная плата для фары в формате Sprint-Layout 5.0.
Вид печатной платы(коробочный вариант)(размер платы 80х60мм):
Печатная плата для коробки в формате Sprint-Layout 5.0.
Краткое введение в электронику от Augism :DДетали бывает двуногие и триногие. Ещё многоногие, но это редко :)
Двуногие бывает такие, которых паять как безралично, только надо смотреть на номинал. Это резисторы. А бывает, что надо смотреть, каким концом паять. Это диоды и стабилитроны. на схеме один конец зарезан :) Если проверять тестером, то если на чёрный щуп тестера в тестере что то видно, значит это зарезаный конец :)
Триногие надо сметреть в интернете. Там показанно, что там как. Что значит эмитер база и колектор, или катод и анод... я не знаю. Лучше не вглублятся, крепче спим :)
Если кратко - это всё.
Когда изучите эти данные, можете паять зажигания Омича. Ну а пока, сидите на кулачках :)
:D :D :D :D :D
Первоисточник
Драйвера для программатора K150 можно найти тут.
omich:
Как добыть датчик из старого компьютерного вентилятора(любого, хоть маленький, хоть большой содержит подобный датчик):
Картинки сверху - добывание датчика и как он был закреплен, когда снимались нижние осциллограммы.
В середине - схема из даташита по датчику.
Внизу осциллограмма на двухлучевом осциллографе показывающая, что хоть на самых малых, хоть на средних или хоть на самых больших оборотах датчик срабатывает одинаково по угловому положению магнита.
Там: меандр - сигнал с датчика и "синусоида" - напряжение на обмотке подковы.
Положение срабатывания датчика не зависит от скорости вращения магнита. Хоть магнит вращаешь рукой, хоть раскручиваешь на стенде до 10 тыс об/мин, метка подсвеченная стробоскопом стоит как вкопанная.
Я даже сделал маленький приборчик(понадобилось пару минут) для нахождения угла срабатывания на магните:
Светодиодик 3528 использовал от светодиодной ленты(подойдет абсолютно любой, лишь бы светился).
Его схема:
Этим подручным средством ищется то положение, при котором светодиод гаснет.
omich:
По той простой причине, что один ПИК контроллер в корпусе DIP8 у меня не захотел работать в схеме, то решил не рисковать и перед пайкой в схему проверить 12F683 в корпусе SOIC8. Для этого собрал небольшой стенд из генератора на 561ЛА7 и запрограммированного ранее при помощи прищепки контроллера.
Контроллер отлично работает:
В данном случае на схеме питание 3,1 вольта, развертка 2 мс/дел.
Кстати, было интересно с какого напряжения он стартует. Для этого очень плавно прибавлял напряжение и импульсы на выходе контроллера появляются с 2,1 вольта и пропадают при 2,09. Генератор на 561ЛА7 заводится гораздо раньше, так что импульсы на вход уже поступают и при меньшем напряжении и значит напряжение старта контроллера ровно 2,1 вольта.
ЗЫ. Здорово! Прищепка действительно позволяет легко программировать припаянную микросхему:
Перепрошил заново уже припаянную.
omich:
В выходные наконец-то добрался до изготовления крепления датчика холла.
Нашел радиатор от транзистора с ребрами толщиной 4 мм, отрезал полоску тоже приблизительно 4 мм, т.е. получился брусок. Затем его изогнул с радиусом приблизительно равным магниту. Дальше просверлил 5 дырок 1,6 мм и нарезал резьбу 2 мм, причем нарезал только первым метчиком, чтобы винтики закручивались с трудом. Это чтобы они потом от вибрации не раскручивались.
Процесс нарезания резьбы:
Для датчика вырезал из стелотекстолита деталь с прорезью для винтиков и сам датчик примотал нитками, а затем заклеил суперклеем. Вроде конструкция получилась надежная.
Примерка на месте уже с датчиком холла:
Любое положение датчика может фиксироваться двумя винтиками:
А это уже полностью готовая конструкция. Датчик можно настраивать по угловому положению в очень больших пределах. Покрутил на стенде как с работой ПИК контроллера, так и в обход его. При работе в обход приходится датчик ставить ближе к конденсатору, а иначе УОЗ слишком получается ранний.
Как и говорил, винтики завинчиваются по резьбе с натягом, поэтому сидят очень прочно даже без гровера.
В полевых условиях такая конструкция позволит легко настроить любой УОЗ.
ЗЫ. Спрашивали - отвечаю: С обратной стороны винтики, конечно же, спрятаны под шлиц в ровень с платой и посажены к тому же на клей.
Навигация
Перейти к полной версии