Σχέδιο για την κατασκευή ενός απλού στροβοσκοπικού φωτός σε LED
Ορισμένοι ιδιοκτήτες αυτοκινήτων (λάτρεις του tuning) μετασκευάζουν τα αυτοκίνητά τους με μια πηγή φωτός που αναβοσβήνει - ένα στροβοσκοπικό φως. Δεν είναι πολύ σωστή ονομασία- στη μηχανική, το στροβοσκοπικό φως είναι μια συσκευή για τη μέτρηση της ταχύτητας με οπτική σύγκριση με τη συχνότητα των αναλαμπών. Αλλά το όνομα έχει επικρατήσει, ο όρος έχει καθιερωθεί.
Στην πραγματική ζωή, ένα στροβοσκοπίο αυξάνει την ορατότητα του αυτοκινήτου, ακόμη και τη νύχτα και σε δύσκολες καιρικές συνθήκες. Αυτό οφείλεται στις ιδιαιτερότητες της ανθρώπινης αντίληψης. Οι αισθήσεις μας, συμπεριλαμβανομένων των ματιών μας, αντιλαμβάνονται πιο γρήγορα μια αλλαγή στο σήμα, όχι την έντασή του. Ως εκ τούτου, οι λάμψεις φωτός προσελκύουν αξιόπιστα την προσοχή των άλλων χρηστών του δρόμου, ακόμη και σε σχετικά χαμηλή φωτεινότητα. Μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας τέτοια φώτα.
Τι χρειάζεστε για να φτιάξετε ένα στροβοσκοπικό φως
Για την κατασκευή ενός στροβοσκοπικού φωτός απαιτούνται τα ακόλουθα εξαρτήματα:
- Τα ίδια τα φώτα. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έτοιμα φώτα (για παράδειγμα, είναι εύκολο να αγοράσετε ένα σετ φώτων ημέρας). Μπορείτε να κατασκευάσετε κάτι σπιτικό (με βάση τους προβολείς ομίχλης κ.λπ.). Φυσικά, τα στροβοσκοπικά φώτα είναι χτισμένα σε LEDs. Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως δεν έχουν νόημα, και δεν είναι μόνο θέμα κατανάλωσης ρεύματος. Η διάρκεια ζωής του νήματος μιας συμβατικής φωτεινής πηγής εξαρτάται από τον αριθμό των φορών που ενεργοποιείται και απενεργοποιείται. Επομένως, ένας τέτοιος λαμπτήρας δεν θα διαρκέσει πολύ στη λειτουργία αναβοσβήνει.
- Πίνακας ελέγχου. Μπορεί να κατασκευαστεί σε διάφορες βάσεις στοιχείων.
- Πρόσθετα στοιχεία - Μια ασφάλεια και ένας διακόπτης (μπουτόν ή διακόπτης εναλλαγής). Η ασφάλεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εφεδρικό στοιχείο, εάν υπάρχει στο όχημα, ή μπορεί να παρασχεθεί ένα πρόσθετο στοιχείο. Η αλλαγή δεν είναι υποχρεωτική, αλλά ιδιαίτερα επιθυμητή. Πρέπει να είναι δυνατή η απενεργοποίηση του στροβοσκοπίου (π.χ. για να μην ενοχλούνται οι τροχονόμοι). Το κουμπί ή ο διακόπτης εναλλαγής μπορεί να τοποθετηθεί στο ταμπλό του αυτοκινήτου σε οποιαδήποτε βολική θέση.
Για την εγκατάσταση απαιτείται ένα εργαλείο ασφάλισης - επιλέγεται επί τόπου, ανάλογα με τη μέθοδο και τον τόπο εγκατάστασης.
Διάγραμμα στροβοσκόπιου οχήματος
Το διάγραμμα δομής του στροβοσκοπίου φαίνεται στο σχήμα.
Μπορεί να διαφέρει ελαφρώς εάν η πλακέτα ελέγχου υποστηρίζει ξεχωριστό έλεγχο των φώτων στη δεξιά ή την αριστερή πλευρά του μηχανήματος.
Η σανίδα μπορεί να αγοραστεί (π.χ. από ηλεκτρονικά καταστήματα) ή να την κατασκευάσετε μόνοι σας. Ακόμη και ένας αρχάριος ραδιοερασιτέχνης μπορεί να το κάνει.
Με tl494
Ο πίνακας ελέγχου μπορεί να κατασκευαστεί με το κοινό τσιπ TL494. Είναι ένας ελεγκτής PWM, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως γεννήτρια παλμών με διαφορετικές συχνότητες και συχνότητες. Οι παράμετροι ελέγχονται από εξωτερικά στοιχεία.
Ρυθμίζοντας την τιμή R4 μπορεί να ρυθμιστεί η συχνότητα των αναβοσβήσεων, ενώ ρυθμίζοντας το R3 μπορεί να ρυθμιστεί η διάρκεια των αναβοσβήσεων. Αντί αυτών, είναι δυνατόν να τοποθετηθούν αντιστάσεις πολλαπλών στροφών και να ρυθμιστούν οι παράμετροι αναβοσβήνει με αυτές. Τόσο τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου όσο και τα διπολικά τρανζίστορ μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως διακόπτες για το κατάλληλο ρεύμα αποστράγγισης (συλλέκτη).
Σημαντικό! Σε αυτό και στα επόμενα σχήματα πρέπει να δώσετε προσοχή στον περιορισμό του ρεύματος μέσω της στροβοσκοπικής λυχνίας LED - οδηγός ή έρμα αντίσταση. Εάν δεν υπάρχει διαθέσιμη διάταξη ή κύκλωμα περιορισμού ρεύματος, πρέπει να συνδεθεί σε σειρά με τον λαμπτήρα μια αντίσταση κατάλληλης αντίστασης και ισχύος.
Άλλες επιλογές
Μια πολύ απλή πλακέτα ελέγχου μπορεί να κατασκευαστεί με το τσιπ K561LA7 (το ξένο ισοδύναμο του CD4011A). Αυτό το τσιπ είναι πολύ κοινό και κοστίζει δεκάρες. Ακόμη και ένας ερασιτέχνης με βασικές δεξιότητες κατασκευής ραδιοφωνικών συσκευών μπορεί να κατασκευάσει την πλακέτα. Η συχνότητα αναλαμπής ρυθμίζεται με μια αντίσταση και έναν πυκνωτή. Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα και η αντίσταση, τόσο λιγότερο συχνή είναι η συχνότητα αναβοσβήνει. Μπορείτε να υπολογίσετε κατά προσέγγιση τη συχνότητα χρησιμοποιώντας τον τύπο F=0,52/(R*C). Η περίοδος αναλαμπής μπορεί να ρυθμιστεί τελικά με τη ρύθμιση των στοιχείων της αλυσίδας χρονισμού. Μια άλλη επιλογή είναι να εγκαταστήσετε μια αντίσταση trimmer αντί της σταθερής αντίστασης και να επιλέξετε την απαιτούμενη λειτουργία περιστρέφοντάς την. Αντί του K561LA7, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον K176LA7, αλλά είναι πιο ευαίσθητος στην τάση τροφοδοσίας. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε τσιπ των σειρών K176 ή K561 που περιέχουν στοιχεία NE, AND-NE, OR-NE.
Κάθε κύκλωμα πρέπει να έχει το τρανζίστορ εξόδου τοποθετημένο σε ψύκτρα.
Το κύκλωμα μπορεί να γίνει λίγο πιο περίπλοκο προσθέτοντας μερικά εξαρτήματα και χωρίζοντας τα κυκλώματα φόρτισης και εκφόρτισης του πυκνωτή. Τώρα οι χρόνοι φλας και παύσης μπορούν να ρυθμιστούν ξεχωριστά.
Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί το ευρέως χρησιμοποιούμενο τσιπ NE555 (KR1006VI1). Έχει σχεδιαστεί για την κατασκευή παρόμοιων κυκλωμάτων και έχει απλή σύνδεση με ελάχιστα πρόσθετα στοιχεία.
Αλλά τα καλύτερα εφέ φωτισμού μπορούν να επιτευχθούν με έναν μικροελεγκτή. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα "μωρό" Attiny13 ή μια πλακέτα Arduino Nano, προσθέτοντας μόνο έναν διακόπτη τρανζίστορ ισχύος (πεδίο ή διπολικό). Μπορείτε να επιλέξετε τον τύπο του τρανζίστορ από τον πίνακα ή απλά να διαλέξετε ένα μόνοι σας.
| Όνομα τρανζίστορ | Τύπος | Υψηλότερο ρεύμα αποστράγγισης/συλλέκτη, A |
|---|---|---|
| BUZ11A | Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (N) | 25 |
| IRF540NPBF | Πεδίο (N) | 33 |
| BUZ90AF | Πεδίο (N) | 4 |
| 2SA1837 | Διπολικό (n-p-n) | 1 |
| 2SB856 | Διπολικό (n-p-n) | 3 |
| 2SC4242 | Διπολικό (n-p-n) | 7 |
Ακόμη και ένας αρχάριος προγραμματιστής μπορεί να γράψει τον κώδικα σε Arduino ή C++. Έλεγχος LED που αναβοσβήνει προσφέρεται ως άσκηση στα πρώτα μαθήματα προγραμματισμού μικροελεγκτών. Μόλις κατακτήσετε λίγο τις δεξιότητες, μπορείτε να προχωρήσετε στην περαιτέρω ανάπτυξη του προγράμματος. Είναι δυνατόν, για παράδειγμα, να δημιουργήσετε μια κυκλική συχνότητα αναβοσβήνει με ένα κουμπί ρολογιού ή να αλλάξετε τα φωτεινά εφέ. Τα πάντα περιορίζονται από τη φαντασία του προγραμματιστή λογισμικού.
Η εικόνα δείχνει ένα δείγμα κυκλώματος στο Attiny13. Θα πρέπει όμως να καταλάβετε ότι η σύνδεση των εξωτερικών στοιχείων στα πόδια του chip μπορεί να είναι διαφορετική - η ανάθεση ακροδεκτών είναι επιλέξιμη από το λογισμικό.
Πώς να συναρμολογήσετε το στροβοσκόπιο
Η συναρμολόγηση ξεκινά με την κατασκευή του πίνακα ελέγχου. Όσοι είναι εξοικειωμένοι με την οικιακή τεχνολογία μπορούν να σχεδιάσουν και να χαράξουν μόνοι τους την πλακέτα. Για άλλους, είναι ευκολότερο να συναρμολογήσουν το κύκλωμα σε ένα κομμάτι breadboard. Δεν πρέπει να χρησιμοποιείται πλακέτα χωρίς συγκόλληση - Το κούνημα και το τράνταγμα που σχετίζονται με την οδήγηση ενός αυτοκινήτου θα προκαλέσει τη διακοπή των επαφών και την αστοχία του κυκλώματος.
Τα βασικά τρανζίστορ πρέπει να είναι εφοδιασμένα με μικρές ψύκτρες ή μπορεί να τοποθετηθεί μια εξωτερική ψύκτρα. Για να γίνει αυτό, τα βασικά στοιχεία πρέπει να τοποθετηθούν στην άκρη της πλακέτας με τις επιφάνειες απαγωγής θερμότητας στραμμένες προς τα έξω. Αφού συναρμολογηθεί ο πίνακας, πρέπει να καθοριστεί η θέση του πίνακα. Κατά πάσα πιθανότητα, θα τοποθετηθεί στο χώρο κάτω από το καπό. Στη συνέχεια πρέπει να επιλεγεί ή να κατασκευαστεί ένα κάλυμμα για την προστασία του πίνακα από τη σκόνη, τη βρωμιά και την υγρασία. Η απαγωγή θερμότητας από τα τρανζίστορ πρέπει να είναι αποτελεσματική, επομένως οπότε η συρρίκνωση της πλακέτας δεν είναι καλή ιδέα.. Στη συνέχεια, πρέπει να επιλέξετε πού θα εγκαταστήσετε τον διακόπτη ή το κουμπί ελέγχου, να βρείτε μια εφεδρική ασφάλεια ή να εγκαταστήσετε μια επιπλέον ασφάλεια (είναι βολικό να χρησιμοποιείτε θρυαλλίδες που μπορούν να εγκατασταθούν στο κενό του καλωδίου). Στη συνέχεια, είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε τα καλώδια και να κάνετε τις συνδέσεις σύμφωνα με το διάγραμμα καλωδίωσης.
Λειτουργική δοκιμή
Μπορείτε να δοκιμάσετε προκαταρκτικά τη συναρμολογημένη πλακέτα στροβοσκοπίου για τη λειτουργικότητά της χωρίς να την τοποθετήσετε στο αυτοκίνητο. Για να το κάνετε αυτό, συνδέστε μια απλή λυχνία LED σε σειρά με μια αντίσταση αντί για φακό και τροφοδοτήστε με ρεύμα 12 volt (μπορεί να είναι από ένα τροφοδοτικό δικτύου ή μια μπαταρία αυτοκινήτου). Η λυχνία LED θα πρέπει να αναβοσβήνει. Η πλακέτα μπορεί επίσης να ρυθμιστεί εδώ επιλέγοντας τις ονομαστικές τιμές των οδηγών συχνότητας.
Η τελική δοκιμή πραγματοποιείται μετά την ολοκλήρωση της εγκατάστασης. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε έναν διακόπτη εναλλαγής ή ένα κουμπί για να ενεργοποιήσετε το στροβοσκοπικό και ελέγξτε οπτικά για αναλαμπές.
Ποια λάθη μπορούν να γίνουν κατά την κατασκευή
Τα περισσότερα λάθη μπορούν να αποδοθούν σε λανθασμένη συναρμολόγηση. Για την αποφυγή τους, πρέπει να δίνεται προσοχή κατά τη συναρμολόγηση, ώστε η καλωδίωση και η συγκόλληση των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων να είναι σωστές. Εάν η συναρμολόγηση είναι σωστή και η πλακέτα έχει ελεγχθεί εκ των προτέρων, όλα θα αρχίσουν να λειτουργούν μόλις συνδεθεί το ρεύμα.
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε μετά την εγκατάσταση ενός στροβοσκόπιου είναι να επισκεφθείτε ένα τμήμα της τροχαίας για να καταχωρίσετε τις αλλαγές - η εγκατάσταση οποιουδήποτε φωτός που δεν προβλέπεται από το σχεδιασμό απαιτεί μια τέτοια διαδικασία. Διαφορετικά, θα πρέπει να οδηγείτε από το ένα φυλάκιο της τροχαίας στο άλλο, εισπράττοντας πρόστιμα. Να θυμάστε ότι απαγορεύεται η εγκατάσταση κόκκινων και μπλε φώτων που αναβοσβήνουν. Μπορούν να εγκατασταθούν μόνο σε οχήματα ειδικών υπηρεσιών. Δεν υπάρχει νόμιμος τρόπος για την εγκατάστασή τους.