Поделки своими руками для автолюбителей

Автомобильный стробоскоп простая схема для сборки своими руками

Не каждый замечал, как работает полицейская мигалка. Если внимательно присмотреться, то можно заметить, что в светодиодном блоке синего или красного цвета каждый светодиод загорается несколько раз, затем происходит переключение.
Такое устройство несложно собрать своими руками и применять для собственных нужд. Рассмотрим подробнее.

О стробоскопах

Стробоскопический эффект объясняется способностью глаза, при определённых условиях, воспринимать движущиеся предметы, как неподвижные или неподвижные, как движущиеся.

Для обычного автомобиля стробоскоп — это подсветка, которая размещается под решёткой радиатора или в задней части.

Световой поток формируется светодиодами или специальными лампами.
К примеру, светодиодные стробоскопы собираются в жёстком корпусе или в прозрачном виниловом кожухе, поэтому легко крепятся на авто.

Без всякого сомнения, такие устройства есть в продаже, но дешевле и интереснее собрать своими руками.

Описание простой схемы

Из большого количества схем стробоскопов, напечатанных в технической литературе, наиболее простая такая схема:

Структурная схема устройства выглядит так:

1. Задающий генератор.
Для формирования прямоугольных импульсов используется известный таймер NE555, его аналог КР1006ВИ1.

Микросхема может работать как мультивибратор или генератор прямоугольных импульсов.

В данном случае используется режим генератора.

На выходе формируется сигнал в виде логической единицы или нуля, то есть в виде напряжения высокого уровня (+5V) или низкого (+0,4V).

2. Счётчик импульсов.
Для управления импульсами с выхода генератора используется десятичный счётчик импульсов CD4017, его отечественный аналог 561ИЕ8.

У CD4017 имеется 10 выходов: Q0 — Q9.

После включения питающего напряжения на выходе Q0 сразу появляется логическая единица.
Запуск счётчика производится логической единицей, поступившей на 14-ю ножку.
С частотой, заданной таймером NE555, логическая единица перемещается последовательно по всем выходам и возвращается на выход Q0.

Для микросхемы оптимальным считается питающее напряжение от 9 до 12 V.
Выходное напряжение счётчика всегда на 5% ниже питающего, поэтому при питающем напряжении +12 V — выходное напряжение составляет 11,4 V.

3. Транзисторные ключи.
Чтобы не перегружать выходы счётчика по току, используются биполярные NPN транзисторы S8050, их аналог КТ819.

Диоды на входе транзисторов препятствуют связям выходов счётчика по току.
Подбор транзисторов производится в зависимости от нагрузки.

Если используются галогенные лампы, то ключи собираются на полевых транзисторах.

4. Светодиодная сборка.
На рассматриваемой схеме, источник света выполнен на полупроводниковых светоизлучающих диодах типа LED.
Для правильного распределения токов и напряжения используются резисторы.

Схема работает так:

При поступлении питающего напряжения, запускается генератор микросхемы IC1, а на выходе счётчика Q0 появляется логическая единица.

Счётчик начинает перемещать логическую единицу по всем выходам со скоростью, выбранной цепочкой С1 и RP1, которая устанавливает частоту генерации прямоугольных импульсов, и, следовательно, частота мигания стробоскопа.

Так как 6 выходов счётчика объединены в два канала (красный, синий) и сгруппированы по три, то ключи Q1 и Q2 будут открываться попеременно по три раза.
Схемой обеспечивается вспыхивание одной группы светодиодов три раза, а затем переключение на другую группу.

Собранная на печатной плате, схема стробоскопа для автомобиля выглядит так:

В итоге рассмотрения этой схемы, важно отметить простоту сборки.
Собранному устройству не нужна настройка, кроме того, оно длительное время работает устойчиво.

Схема и изготовление своими руками стробоскопа для установки зажигания (УОЗ)

Светодиодный стробоскоп для установки зажигания позволяет быстро и с высокой точностью выставлять оптимальный угол опережения зажигания (УОЗ) в автомобиле. Данный параметр играет важную роль в корректной работе двигателя. Небольшое смещение в момент зажигания приводит к потере мощности, вследствие возросшего расхода топлива и перегрева двигателя.

Несмотря на большой ассортимент промышленно выпускаемых приборов для проверки и установки УОЗ, актуальность создания стробоскопа своими руками не потеряла смысл и в наши дни. Представленная схема самодельного стробоскопа для автомобиля не требует наладки после сборки и изготавливается из доступных деталей.

Принципиальная схема стробоскопа

Схема разработана и представлена в девятом издании журнала «Радио» в далеком 2000 году. Однако, благодаря своей простоте и надежности, остается актуальной и в наши дни.

В принципиальной электрической схеме стробоскопа для авто можно условно выделить 4 части:

1. Цепь питания, состоящая из выключателя SA1, диода VD1 и конденсатора С2. VD1 защищает элементы схемы от ошибочной смены полярности. С2 блокирует частотные помехи, предотвращая сбои в работе триггера. Для подачи и отключения питания используется выключатель SA1, для этого подойдет любой компактный выключатель или тумблер.
2. Входная цепь, которая состоит из датчика, конденсатора С1 и резисторов R1, R2. Функцию датчика выполняет зажим «крокодил», который закрепляется на высоковольтном проводе первого цилиндра. Элементы С1, R1, R2 представляют собой простейшую дифференцирующую цепь.
3. Микросхема триггера, собранная по схеме двух однотипных одновибраторов, которые формируют на выходе импульсы заданной частоты. Частотозадающими элементами являются резисторы R3, R4 и конденсаторы С3, С4.
4. Выходной каскад, собранный на транзисторах VT1-VT3 и резисторах R5-R9. Транзисторы усиливают выходной ток триггера, что отражается в виде ярких вспышек светодиодов. R5 задаёт ток базы первого транзистора, а R9 – исключает сбои в работе мощного VT3. R6-R8 ограничивают ток нагрузки, протекающий через светодиоды.

Принцип работы

Схема стробоскопа питается от автомобильного аккумулятора. В момент замыкания выключателя SA1, триггер DD1 переходит в исходное состояние. При этом на инверсных выходах (2, 12) появляется высокий потенциал, а на прямых (1, 13) – низкий потенциал. Конденсаторы С3, С4 заряжены через соответствующие резисторы.

Импульс с датчика, пройдя через дифференцирующую цепь, поступает на тактовый вход первого одновибратора DD1.1, что приводит к его переключению. Начинается перезаряд С3, который через 15 мс заканчивается очередным переключением триггера. Таким образом, одновибратор реагирует на импульсы с датчика, формируя на выходе (1) прямоугольные импульсы. Длительность выходных импульсов с DD1.1 определяется номиналами R3 и С3.

Второй одновибратор DD1.2 работает аналогично первому, уменьшая длительность импульсов на выходе (13) в 10 раз (примерно до 1,5 мс). Нагрузкой для DD1.2 служит усилительный каскад из транзисторов, которые открываются на время импульса. Импульсный ток через светодиоды ограничен исключительно резисторами R6-R8 и в данном случае достигает величины 0,8 А.

Не стоит пугаться столь большого значения тока. Во-первых, его импульс не превышает 1 мс, со скважностью в рабочем режиме не менее 15. Во-вторых, современные светодиоды обладают гораздо лучшими техническими характеристиками в сравнении с их предшественниками из 2000 года, когда эта схема впервые получила практическое применение. Тогда нужно было поискать светодиоды с силой света в 2000 мкд. Сейчас белый LED (от англ. Light-emitting diode) типа C512A-5 мм от компании Cree с углом рассеивания 25° способен выдать 18000 мкд при постоянном токе в 20 мА. Поэтому использование сверхъярких светодиодов позволит значительно снизить ток нагрузки путём увеличения сопротивления R6-R8. В-третьих, время пользования стробоскопом обычно не превышает 5-10 минут, что не вызывает перегрев кристаллов излучающих диодов.

Печатная плата и детали сборки

Самодельный стробоскоп для установки зажигания можно собрать как на недорогих отечественных радиоэлементах, так и на более прецизионных импортных элементах. Ниже представлена плата с применением отечественных компонентов для штыревого монтажа.

Плата в файле Sprint Layout 6.0: plata.lay6

Диод VD1 – КД2999В или любой другой с малым падением прямого напряжения. Конденсатор С1 должен быть высоковольтным с емкостью в 47 пФ и напряжением 400 В. Конденсаторы С2-С4 неполярные серии КМ-5, К73-9 на 0,068 мкФ 16 В. Все резисторы, кроме R4, типа МЛТ или планарные с номиналами, указанными на схеме. Подстроечный резистор R4 типа СП-3 или СП-5 на 33 кОм.

Триггер ТМ2 лучше использовать 561 серии, которая отличается высокой помехоустойчивостью и надёжностью. Но можно заменить его микросхемой 176 и 564 серии, учитывая их распиновку. Транзисторы VT1-VT2 подойдут КТ315 Б, В, Г или КТ3102 с большим коэффициентом усиления. Выходной транзистор – КТ815, КТ817 с любой буквенной приставкой. Светодиоды HL1-HL9 лучше взять сверхъяркие с малым углом рассеивания. Их располагают на отдельной плате по три в ряд. При отсутствии каких-либо деталей схемы их можно заменить более современными аналогами, немного усовершенствовав плату.

Готовую плату управления стробоскопа и плату со светодиодами удобно разместить в корпусе переносного фонарика. При этом необходимо предусмотреть отверстие в корпусе под регулятор R4, а в качестве SA1 можно использовать штатный выключатель.

Настройка

В схеме установлен подстроечный резистор R4, регулировкой которого можно добиться нужного визуального эффекта. Вращая ручку регулятора можно наблюдать, что уменьшение импульса тока ведёт к недостатку освещенности меток, а увеличение – к размытости. Поэтому во время первого запуска стробоскопа необходимо подобрать оптимальную длительность вспышек.

Длина экранированного провода от печатной платы к датчику не должна превышать 0,5 м. В качестве датчика подойдет 0,1 м медного проводника, припаянного к центральной жиле экранированного провода. В момент подключения его наматывают на изоляцию высоковольтного провода первого цилиндра автомобиля, делая 3 витка. Для повышения помехоустойчивости намотку производит максимально близко к свече. Вместо медного проводника можно взять зажим типа «крокодил», который также следует припаять к центральной жиле, а его зубья слегка загнуть внутрь, чтобы не повредить изоляцию.

Установка УОЗ стробоскопом

Прежде чем рассмотреть работу автомобильного стробоскопа, нужно понять суть стробоскопического эффекта. Если движущийся в темноте объект на мгновение осветить вспышкой, то он будет казаться застывшим в месте, где произошла вспышка. Если на вращающееся колесо нанести яркую метку и освещать его яркими вспышками, совпадающими по частоте с частотой вращения колеса, то в момент вспышек можно зрительно фиксировать местоположение метки.

Перед регулировкой момента зажигания автомобиля наносят две метки: подвижную на коленчатом валу (маховике) и стационарную – на корпусе двигателя. Затем присоединяют датчик, подают питание на стробоскоп и включают двигатель в режим холостого хода. Если во время вспышек метки совпадают, то УОЗ выставлен оптимально. В противном случае следует произвести корректировку до полного их совпадения.

Представленный стробоскоп для установки зажигания, собранный своими руками, позволит за несколько минут отладить систему зажигания автомобиля. В результате корректировки вырастет КПД двигателя и увеличится срок его службы.

Автомобильный стробоскоп для настройки угла опережения зажигания

Предлагаю схему автомобильного стробоскопа для настройки угла опережения зажигания УОЗ. Питается схема от автомобильного аккумулятора 12В. В качестве светоизлучающего элемента в ней использованы светодиоды от фонарика.

Рассмотрим работу схемы: При подключении устройства к аккумуляторной батарее конденсатор C1 через резистор R3 быстро начинает заряжаться. Достигнув определённого уровня, напряжение через светодиоды и резистор R4 поступает на базу транзистора, который открывается. При этом срабатывает реле Р1, его контакт замыкается и подготавливает цепь, состоящую из тиристора, контакта реле Р1, светодиодов и конденсатора С1 в готовность. При поступлении на управляющий электрод тиристора через делитель R1, R2 импульса с контакта Х1 происходит мгновенное открытие тиристора и конденсатор быстро разряжается через светодиоды. Происходит яркая вспышка! База транзистора, через резистор R4 и тиристор соединяется с общим проводом и транзистор закрывается, отключая реле. Так как якорь реле имеет небольшую инерционность и остаточную намагниченность, то контакт размыкается не сразу, а через несколько мкс, увеличивая тем самым время горения светодиодов. Контакт размыкается, обесточивается тиристор и схема переходит в первоначальное состояния, ожидая следующий импульс. Благодаря этому мерцание стробоскопа становится более ярким и метка на маховике хорошо просматривается, оставляя после себя небольшой шлейф. Подбором конденсатора можно регулировать длительность горения светодиодов. Чем больше ёмкость, тем ярче вспышка, но зато длиннее шлейф метки. При меньшей ёмкости резкость метки увеличивается, но падает яркость. Делать это нецелесообразно так как настройку ОУЗ придётся делать в темноте, что не совсем удобно.

После сборки стробоскопа необходимо проверить его работоспособность. Подключаем к выводам Х2 и Х3 источник постоянного напряжения 12в. При замыкании выводов Х1 и Х2 между собой должно «жужжать» реле (звонковый режим).

При настройке ОУЗ следует на метку маховика или шкива с помощью штриха нанести белую точку для лучшей видимости. Элементы стробоскопа размещают в корпусе светодиодного фонарика. Через задние отверстия фонарика пропускают питающие провода длиной примерно 0,5 м, на концы которых припаивают крокодильчики с соответствующей цветной маркировкой. С боку в корпусе просверливают отверстие, через которое пропускают экранированный провод контакта Х1. Длина его должна быть не более 0,5 м. На конце экранную оплётку заматывают изолентой, а к центральной жиле припаивают медный провод длиной 10 см, который служит датчиком стробоскопа. Этот провод при подключении следует намотать на высоковольтный провод первого цилиндра поверх изоляции, достаточно 3-4 витка. Намотку нужно делать как можно ближе к свече, чтобы исключить влияние соседних проводов.

О деталях: В конструкции используются малогабаритные компоненты. Транзистор КТ315 — его можно найти в любой аппаратуре прошлых лет с любым буквенным индексом. Тиристор КУ112А — от импульсного блока питания старого телевизора. Резисторы малогабаритные 0,125вт. Фонарик с диодами 6-12 штук. Если фонарик снабжен электронным маячком, то эта плата удаляется. Конденсатор C1 на напряжение не менее 16в. Диод V2 практически любой низкочастотный КД105, Д9. Реле малогабаритное (BS-115-12A-DC12V), (RWH-SH-112D, 12A, кат.=12в). Можно так же использовать отечественные малогабаритные реле например РЭС-10 с напряжением катушки 12в.

Схема выполнена навесным монтажом и компактно уложена в фонарик.