Автомат управления дневными ходовыми огнями (ДХО)

По некоторым оценкам, движение легкового автомобиля с включёнными фарами заметно повышает расход топлива до 0,5 л на 100 км пройденного пути. Использование так называемых дневных ходовых огней позволит уменьшить указанный дополнительный расход топлива и продлить срок службы ламп фар.

С учётом требований, предъявляемых к дневным ходовым огням, мной разработано и изготовлено автоматическое устройство, предназначенное для управления работой имеющихся или дополнительно установленных противотуманных фар белого света. Оно выполняет следующие функции:

• плавно включает лампы ДХО при запуске и выключает их при остановке двигателя автомобиля
• отключает лампы ДХО при включении фар
• автоматически определяет режим включения ламп ДХО по напряжению аккумуляторной батареи и по частоте вращения коленчатого вала двигателя
• предоставляет пользователю возможность выбора одного из четырёх вариантов яркости свечения ламп ДХО

Автомат собран на микроконтроллере PIC12F683. В его работе использованы модуль ССР, модуль компараторов и внутренний тактовый RC-генератор на частоту 4 МГц. В состав устройства, помимо микроконтроллера и источника питания с функцией защиты от бросков напряжения и замыкания выхода, входят ограничители—формирователи сигналов с тахометра и с цепи габаритных огней, сдвоенный предварительный усилитель DA2, который управляет работой двух р-канальных полевых транзисторов VT3, VT4.

При повороте ключа в замке зажигания в положение «Зажигание» напряжение 5 В со стабилизатора DA1 поступает на основные узлы устройства. Предусилитель DA2 питается непосредственно от аккумуляторной батареи автомобиля через фильтр НЧ R10C7C8 с частотой среза около 280 Гц, который ограничивает аварийные броски напряжения питания. Напряжение бортовой сети поступает непосредственно на истоки транзисторов VT3, VT4.

Для запуска процесса плавного включения ламп желательно выполнение двух условий. На линии GP3 микроконтроллера DD1 должно присутствовать напряжение, близкое к напряжению его питания, что соответствует отключённым габаритным огням автомобиля. Проводе плюсового вывода патрона одной из ламп габаритных огней нужно подключить к контакту 3 разъёма Х1

Напряжение на входе встроенного компаратора должно превышать 3,44 В, что соответствует напряжению в бортовой сети автомобиля при работающем двигателе и, соответственно, генераторе автомобиля. Это обеспечивают предварительной регулировкой подстроечного резистора R4.

Другим условием для работы автомата является наличие на линии GP5 микроконтроллера DD1 импульсной последовательности, поступающей через ограничитель—формирователь с контакта 2 разъёма XI. Для этого необходимо проложить провод от тахометра из салона. Частота импульсов должна превышать 16 Гц, что для четырёхтактного автомобильного двигателя соответствует частоте вращения коленчатого вала 480 мин — 1. При использовании импульсного сигнала налаживание, описанное ниже, не обязательно.

Если хотя бы одно из условий выполнено, программа микроконтроллера начинает процесс плавного включения ламп ДХО. Лампы питаются импульсами тока, формируемыми микроконтроллером. Регулирование яркости свечения ламп происходит путём изменения длительности питающих импульсов.

Через 1,5…2 с после запуска двигателя автомобиля яркость ламп ДХО начинает плавно увеличиваться до уровня, который зависит от положения перемычек S1, S2 на печатной плате автомата.

При снятых перемычках яркость свечения ламп достигает примерно 37 % от максимальной. Если установить одну перемычку S1, конечная яркость увеличится до 50 %, а если S2 —75 %. С обеими установленными перемычками яркость ламп ДХО равна 99 % от номинальной.

Налаживание автомата состоит из установки порогового напряжения на линии CIN+ микроконтроллера, которое соответствует работающему двигателю автомобиля. Следует помнить, что эту операцию необходимо проводить при полностью заряженной аккумуляторной батарее. Провод от тахометра к контакту 2 разъёма Х1 временно отключают. Сначала при остановленном двигателе устанавливают движок подстроечного резистора R4 в нижнее по схеме положение. Затем включают зажигание. Если через 1,5…2 с лампы ДХО включатся, заменяют резистор R5 другим, меньшего сопротивления, и снова включают зажигание. Необходимо добиться, чтобы после включения зажигания при остановленном двигателе лампы оставались обесточенными.

Далее запускают двигатель автомобиля и, понемногу перемещая движок резистора R4 вверх по схеме и не забывая при этом о временной задержке, добиваются включения ламп. Выключают двигатель, и через некоторое время снова включают зажигание. Если лампы остаются выключенными, налаживание можно считать законченным.

Соединяют провод от тахометра с контактом 2 разъёма Х1 и отпаивают один из выводов резистора R3. Убеждаются, что лампы ДХО включаются при запуске двигателя. После этого отпаянный вывод резистора R3 припаивают на своё место.

На автомобилях с контактным прерывателем с его выводом соединяют контакт 2 разъёма Х1. В этом случае резистор R1 необходимо заменить другим, сопротивлением 120 кОм.

Все детали автомата смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Она рассчитана на установку в коробку типоразмера G1018, которую можно приобрести в магазине радиодеталей. В качестве разъёма Х1 использован набор из трёх винтовых зажимов серии DG305 — 5.0, из них два —с двумя контактами и один —трёхконтактный. Не исключено также применение обычных разъёмов с контактами, рассчитанными на ток не менее 5 А. Подстроечный резистор —импортный, PVC6A102.

Транзисторы VT3, VT4 привинчены непосредственно к плате. Поскольку они работают в переключательном режиме, их перегревания не отмечено, но небольшие теплоотводящие пластины П — образной формы, уложенные под головки крепёжных винтов, лишними не будут. Перемычка на плате между контактом 6 разъёма Х1 и стоком транзистора VT4 должна быть сечением не менее 0,5 мм2. Микросхемы DD1 и DA2 установлены в панели, но для большей надёжности их лучше впаять непосредственно в плату, разумеется, предварительно запрограммировав микроконтроллер DD1.

Коробку с платой автомата необходимо защитить от влаги, пыли и грязи липкой лентой и закрепить в подходящем месте под капотом автомобиля подальше от двигателя и различных подвижных деталей.

Для обеспечения нормальной и безопасной работы автомата провода, по которым течёт ток, питающий лампы, необходимо использовать медные изолированные гибкие сечением не менее 1,5 мм2. В цепи провода питания от батареи аккумуляторов автомобиля к контакту 5 разъёма Х1 нужно установить автомобильный держатель предохранителя FH — 501 — 1 с плавкой вставкой на ток 15 А.

В тех случаях, когда установка дополнительных ДХО на автомобиль невозможна по тем или иным причинам, придётся в качестве ходовых огней использовать ближний свет фар. Для этого потребуется дополнить автомат двумя релейными узлами. Тремя выводами каждый узел подключают к разъёму Х1 автомата, остальные два — к имеющейся в автомобиле проводке к фарам.

Днём, когда переключатель наружного освещения автомобиля обычно находится в положении «Выключено», напряжение с одного из транзисторов автомата через замкнутую пару контактов группы К1.1 обесточенного реле К1 поступает на нить ближнего света фары, что соответствует требованиям дневного движения.

В тёмное время водитель включает габаритные огни, срабатывает реле К1 и контакты К1.1 отключают нить ближнего света от автомата, при этом фара переходит в ручной режим управления.

Наличие диода VD2 даёт возможность водителю при необходимости ненадолго включить дальний свет днём. В этот момент срабатывает реле и отключает на это время нить ближнего света, защищая тем самым лампу фары от выхода из строя из-за перегревания.

Второй релейный узел, который будет работать в паре со второй фарой, подключают к её выводам БС и ДС и к контакту 7 разъёма Х1 автомата.