Page 1 of 5

Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 08 Apr 2013 23:00
by hardlock
Предыстория.

Организовал я работу передних ПТФ в режиме ДХО. В связи с этим они включаются каждый раз при старте мотора через 30 секунд. Из-за этого лампочек хватает всего на пол года или около 20 000 км. Вот и решил попробовать сделать плавное включение.

История.

ТЗ:
- замена штатного реле без переделок, перепаек и т.д. штатной проводки.
- конструктив - в корпусе штатного реле.
- плавное включение галогенных ламп 2 * 55Вт.
- выключение мгновенное, т.е. без плавного затухания. (много споров на этот счёт, я решил сделать так).

Замечание.
Получилось так, что использовать это реле для управления ближним или дальним светом нельзя!!!
Допустим реле стоит на ближнем свете, едете Вы по трассе на дальнем, надо перейти на ближний и... на пару секунд Вы остаётесь без света... Тоже самое с дальним, тока наоборот. Либо можно увеличить скорость наростания ШИМ до 0,5с но тогда спорным станет вопрос о целесообразности этого дэвайса. Вобщем для желающих сделаю прошивку с быстрым включением. Хотя чёго там делать, правьте строчку

Code: Select all

delay = 600;
из расчёта 1 шаг ШИМа за 1 / (9,6MHz / 255 / 600) = 0,0159 sec. Всего шагов 255, т.е. полное включение за 0,0159 * 255 = 4,064 sec. и будет Вам счастье...

Реализация.
Вначале попробовал простенькие варианты с мощными полевиками и конденсатором в затворе. За время включения транзисторы нагревались до 100°C с небольшим радиатором. Вобщем сразу отбросил этот вариант. Далее попробовал варианты на 555 таймере и ещё кучку разных, но получается как-то не габаритно... Достаём тиньку и рисуем схему (сразу скажу - эту не собираем и читаем дальше).
sch.gif
Вроде проще не придумаешь. Но на практике из-за большой ёмкости затворов картинка в нагрузке получалась печальная:
oscil_old.png
Из-за этого в первых версиях прошивки частота ШИМа всего 5 кГц. Если сделать выше, то выходнй транистор просто не успевал закрыться... Отсюда и нагрев транзисторов при включении.

В новой версии схемы добавил полноценный драйвер для полевиков. В итоге схема получилась вот такая:
sch_v2.gif
Теперь картинка в нагрузке стала более приятной:
oscil_new.png
Некоторое удлиннение импульса происходит из-за насыщения транзистора VT4, но это уже роли не сыграет.

В ходе экспериментов (с нагрузкой 120Вт) выяснилось, что одного бюджетного транзистора IRF4905 будет мало. При длительной работе он довольно прилично нагревался (около 55-60°C) даже с маленьким радиатором (а места то у нас нету...). Поэтому решил поставить 2 транзистора параллельно. При напряжении питания 14В, токе в нагрузке около 8,5 - 9А падение напряжения на сборке получилось 0,078В. Получается рассеиваемая мощность на сборке около 0,7Вт. У транзистора без радиатора термическое сопротивление (корпус - среда) 62°C/W. Т.е. при рассеиваемой мощности 0,7 Вт транзистор нагреется ориентировочно до 62 * 0,7 = 43,4°C. В итоге моя сборка при длительной работе нагревается до температуры около 45°C при мощности нагрузки 120Вт (два лампочки по 60Вт).

Так, что-то я много пишу, пока что-то показать.

Печатная плата.
Валялись у меня какие-то заготовочки для тиньки 13-й, вот их и использовал, только отпилил лишнее и стабилизатор поставил в корпусе SOT-89 в раскорячку.
pcb.jpg
По результатам я специально нарисовал плату. Размер получился 10*15мм..
pcb.gif
pcb.gif (3.69 KiB) Viewed 33340 times
В формате Sprint-Layout v5.0 во вложении.

Вот так выглядело родное реле (96590287) изнутри.
destroy.jpg
Вот так я упаковал всё внутри...
pwm_relay.jpg
Резистор удаляем, контакт реле откусываем, управляющие контакты приклеиваем суперклеем, т.к. они будут болтаться без катушки реле. Транзисторы прикручены на маленький "радиатор". Стоки (Drain) припаяны прямо к среднему выводу реле (87). Истоки (Source) проволокой диаметром 1мм соеденены и припаяны к 30-му выводу реле (на него ещё приклеена плата с тинькой). Остальное можно рассмотреть на фото.

Потом, после проверки на машине, зафиксировал термоклеем.
fix.jpg
Проверка в закрытом корпусе показала нагрев корпуса реле еле ощутимый рукой. Покатаемся, посмотрим. :yahoo:

Прошивка.
Проект написан в CodeVisionAVR v2.05.3. Большая часть работы выполнена визардом. Изменения коснулись только процедуры таймера. Вобщем там всё откоментировано до немогу.
Собственно единственная хитрость заключается в нелинейности накала лампочек в зависимости от значения ШИМа. Поэтому до значения ШИМа равного 8 пауза между изменениями составляет около 0,1сек, а дальше - около 0,01с. По осциллографу и визуально яркость нарастает линейно.

Фьюзы, для тех, кто не шьёт из кодевижена. (9,6MHz, Start-up Time - 14CK + 64 ms Slowly rising power):
fuses.png
fuses.png (2.21 KiB) Viewed 33440 times
upd 22.04.2013
Одноклубник помог мне изготовить печатную плату:
DSCN4682.JPG
Вот так эта плата выглядит в собранном виде:
DSCN4683.JPG
Остальные детали (VT1, VT2, VT3, R1, VD1) монтируются навесом.
DSCN4686.JPG
Т.е. силоввые транзисторы я не трогал, только убрал выводной резистор 470 Ом между затвором и стоком и навесил VT2, VT3, R1. (Транзистор VT2 припан на плату нормально, а VT3 кверху брюхом.)
Для сравнения со стоковой релюшкой:
DSCN4688.JPG
DSCN4690.JPG
Обновилась и прошивка до версии 0.3 (во вложениях) в которой поднята частота ШИМа до 40 кГц, теперь нету помех на радио при включении нагрузки, а со старой прошивкой в примнике был слышен писк в момент включения лампочек.

upd 23.04.2013
снова обновилась печатная плата, теперь все мелкие транзисторы удалось вместить на плате. Транзистор VT2 припаивается на плату нормально, а VT3 кверху брюхом.
pcb_v2.gif
pcb_v2.gif (4.65 KiB) Viewed 33292 times
В формате Sprint-Layout v5.0 во вложении (второй лист).
С новой платой немного поменялась схема, теперь питание драйвера берётся после диода VD1:
sch_v2.1.gif
Видео. Хорошо видно, как вначале спираль раскаляется медленно, а затем в несколько раз быстрее до максимальной яркости.


UPD 16.05.2013
Очередное и надеюсь последнее обновление прошивки. Всё мне не нравилась плавность и равномерность включения лампочек. Покурил интернет и наткнулся на вот эту статью: Как правильно моргать диодом.
И реализовал в своей программе так же. Получился вот такой график зависимости яркости от времени:
graph.png
graph.png (10.42 KiB) Viewed 33124 times
А в реале яркость меняется линейно...

Последняя прошивка (v0.4) во вложении.

upd 23.07.2013
Как символично. Ровно 4 месяца спустя возвращаемся к предыдущей схеме...
Собирая дэвайсы народ обнаружил, что не всегда хорошо, если драйвер питается от того же источника, что и контроллер. Например в случае управления плюсом, при выключенном управлении получаем висяк, т.е. нету питания для драйвера и выходной транзистор приоткрыввается... Чтобы избежать этого и сделать совсем универсальным дэвайс возвращаемся к предыдущему варианту схемы:
sch_v2.gif
Ну и плату под него подправил. Напомню: Транзистор VT2 припаивается на плату нормально, а VT3 кверху брюхом.
pcb_v3.gif
pcb_v3.gif (5.35 KiB) Viewed 32328 times
Теперь можно управлять землёй или плюсом - дэвайсу всё равно.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 14 Apr 2013 06:48
by georg77
я тоже обдумывал варианты управления ближним светом (про дальний вообще неактуально, практически пользоваться им не приходится, разьве что "моргнуть" встречным о полицаях в кустах)
мне кажется оптимальным был бы такой вариант:
1 зажигать ближний свет через 30 сек после запуска двигателя - всегда
2 если светло - подавать на лампы порядка 8 вольт для увеличения ресурса
3 если сумерки или темно (датчик освещённости) - подавать на лампы полное напряжение или стабилизированное, например, 13в
для реализации таких режимов нужен ШИМ, я называю его двухключевым, в литературе он именуется как что-то там с синхронным выпрямлением
требуется 2 ключа, например IRF3205, драйавер IR2104 и дроссель с конденсаторами большой ёмкости
кпд порядка 95 процентов, но потребуются небольшие радиаторы на ключи
управляющий сигнал - с тиньки, при меандре, например, на выходе будет ровно половина питания
опыт с преобразователем данного типа есть, могу проверить на макете если до того дойдёт дело

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 14 Apr 2013 11:52
by hardlock
georg77, Вы не поняли ТЗ. Надо заменить штатное реле без переделок подключения и т.д. Т.е. родное вытащил, это вставил.

А если надо реализовать функции ДХО, то это отдельная тема.

ЗЫ: ДХО на ближнем свете - это совсем не правильно - их не видно.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 14 Apr 2013 18:22
by IYra
hardlock wrote:ЗЫ: ДХО на ближнем свете - это совсем не правильно - их не видно.
Где-то в Инете видел ДХО на 1/3 дальнего света. Были даже фотки сравнения

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 14 Apr 2013 19:49
by ur3vcd
hardlock wrote:georg77ЗЫ: ДХО на ближнем свете - это совсем не правильно - их не видно.
С завтрашнего дня вводят правила про ДХО, по этому тоже задумался о подобном девайсе. Но! В правилах четко написано что либо ДХО предусмотренные с завода, либо ближний свет фар. На моей ВАЗ2101 ни о каких ДХО на заводе и не догадывались, по этому без вариантов - только ближний свет. ПТФ тоже нельзя использовать. Хотя у самого руки чешутся в штатные габариты запихнуть по полсотни светодиодов 3528 и включать группами - габариты светят половина, ДХО при пуске мотора светят все, а повороты - тухнет ДХО или габрит и зажигаются желтые в нужном фонаре.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 14 Apr 2013 20:11
by IYra
ur3vcd wrote: Но! В правилах четко написано что либо ДХО предусмотренные с завода, либо ближний свет фар.
ДХО на 1/3 дальнего света. На фотках сравнения не разберешь где ближний, а где 1/3 дальнего.
И дальний по направлению лучше - светит прямо в глаз.
И еще интересная функция при отключении ночью дальнего он быстро гаснет до 1/3 а затем медленно
затухает совсем.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 15 Apr 2013 07:26
by hardlock
так, тут не правила обсуждаем.

А мне можно :-)

В книге по Авео есть упоминание про ДХО, вот если что, то пусть мне гаец докажет, что это не штатная функция европейской версии Авео... :)
Оригинал:
Image

Моя версия инструкции:
Image

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 22 Apr 2013 17:37
by hardlock
и снова обновление... Теперь рекомендовано к повторению!!!

Со старой схемой включения был очень сильно затянут задний фронт (при закрывании транзисторов) т.к. разряд затвора осуществлялся только через резистор R1 470Ом. Отсюда нагрев транзисторов и корявая работа ШИМ (при длительности импульса на выходе ШИМ 1 мкс на лампе получалось около 6 мкс).
Если дружите с осциллографом, то выглядит это вот так:
oscil_old.png
Вобщем в новой схеме сделал полноценный драйвер.
sch_v2.gif
Теперь сигналы выглядят вот так:
oscil_new.png
Остальное в первом посту.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 07 May 2013 09:36
by daa_sasha
Здравствуйте. Подскажите пожалуйста с помощью этой схемы можно управлять светодиодными ходовыми огнями мощностью 6W на одну сторону, программу переделывать надо?

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 07 May 2013 09:38
by hardlock
daa_sasha, можно, но программу я буду немного переделывать, т.к. сейчас очень неравномерно зажигается свет. Чуть-чуть подождите. Как появится возможность - сразу выложу.

ЗЫ: 12Вт = 1А, не стоит заморачиваться с очень мощными полевиками. Но драйвер в схеме всё равно нужен.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 07 May 2013 10:45
by daa_sasha
hardlock wrote:ЗЫ: 12Вт = 1А, не стоит заморачиваться с очень мощными полевиками. Но драйвер в схеме всё равно нужен.
Это понятно. Вот думаю какую схему можно использовать в качестве драйвера для светодиодов. И еще подключать собирался раздельно правый и левый фонарь для реализации повторителя поворотов, думаю получится.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 07 May 2013 11:23
by hardlock
daa_sasha, если раздельно, то тогда можно вобще не заморачиваться с полевиками и поставить мощный биполярный транзистор на маленький радиатор.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 07 May 2013 16:56
by daa_sasha
как то привык к полевикам.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 07 May 2013 16:59
by hardlock
daa_sasha, тогда без драйвера не получится...

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 07 May 2013 17:59
by daa_sasha
А как насчет схемы такого драйвера?
Image
Или проще драйвер на транзисторах. http://bsvi.ru/mood-lamp-lampochka-s-xarakterom/

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 07 May 2013 19:32
by hardlock
daa_sasha, я не имею ничего против специализированных драйверов для MOSFETов, но то, что вы показали - не драйвер, а ШИМ контроллер с биполярным драйвером на выходе. Я его уже применял и всё равно на выходе ставил драйвер из биполярников, т.к. без него фронт оставался заваленным.

ЗЫ: на транзисторах всё равно проще (дешевлее)...

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 16 May 2013 14:33
by hardlock
Очередное и надеюсь последнее обновление прошивки. Всё мне не нравилась плавность и равномерность включения лампочек. Покурил интернет и наткнулся на вот эту статью.
И реализовал в своей программе так же. Получился вот такой график зависимости яркости от времени:
graph.png
graph.png (10.42 KiB) Viewed 33124 times
А в реале яркость меняется линейно...

Последняя прошивка (v0.4) во вложении.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 27 May 2013 13:55
by vitalkin
Доброго времени суток Уважаемый hardlock! Очень понравилась реализация вашей задумки плавного включения света, прямо идеально! Резать ничего не надо, минимальный размер, заводской вид! Вот только вопрос: У меня ваз 2115, лампы стоят Н4, соответственно, если поставить Ваше реле вместо родного, то возникнут проблемы при "подмигивании" дальним, то есть дальний уже потух, а ближний еще не разгорелся... на скорости вообще не хорошо получается - Возможно добавить мгновенное включение ближнего после дальнего? Например по датчику скорости? И второе, из хотелок, а все таки плавное выключение осуществимо?
Загляните на мою страничку в драйве, может чего подскажете http://www.drive2.ru/communities/e-stuf ... 2593/#post
Примного благодарен за любой ответ.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 27 May 2013 16:33
by hardlock
vitalkin wrote: возникнут проблемы при "подмигивании" дальним, то есть дальний уже потух, а ближний еще не разгорелся...
если именно моргание дальним, то не возникнут, т.к. дальний включается паралельно с ближним, а вот при переходе с дальнего на ближний (не моргание). Таки да, ближний будет выключен и медленно включаться...
vitalkin wrote:Возможно добавить мгновенное включение ближнего после дальнего?
Это надо добавлять ещё один вход? :dontknow: как-то не то...
vitalkin wrote:Например по датчику скорости?
Вай... как-то уже совсем не штатно получается.
vitalkin wrote:все таки плавное выключение осуществимо?
Осуществимо, но штатно с реле снимается земля... Как будем поддерживать горение? Да и зачем?

Думаю из всех реальных переделок нужно сделать более быстрое разгорание и плавное выключение (придётся добавить ещё один вывод - землю). Тогда 2 реле на ближний и дальний. Пока дальний гаснет ближний успевает разгореться.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 28 May 2013 12:44
by vitalkin
hardlock wrote:Осуществимо, но штатно с реле снимается земля... Как будем поддерживать горение? Да и зачем?
Не знаю как в других автомобилях, но в 2115 реле управляется + с кнопки, земля прикручена намертво. По крайней мере транзистор в линейном режиме спокойно работал после выключения зажигания - плавно гасил фары. Зачем? Просто красиво выглядит, будем считать - понты. Если ставить Ваше реле и на ближний и на дальний, тогда моргать дальним опять же не получиться. Просто в наших авто завести провод от датчика скорости в ЧЯ - не проблема, полно свободных контактов в коннекторах, по этому и была мысль привязаться к скорости. Спасибо.

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 28 May 2013 22:00
by hardlock
vitalkin wrote:в 2115 реле управляется + с кнопки
вот уже первое отличие... А чем будем питать тиню, когда снялось управление? Хотя ещё есть постоянный силовой плюс... Или он только постоянный пока включено зажигание? Тогда вобще беда - при выключении зажигания не получится плавного выключения.
vitalkin wrote:Если ставить Ваше реле и на ближний и на дальний, тогда моргать дальним опять же не получиться.
если сделать достаточно быстрое разгорание для дальнего, то можно и моргать, но ресурс ламп всё равно возрастёт в разы.

к ДС привязывать точно не буду, т.к. в тини13 не так много места, чтобы ещё скорость мерить... а вот по остальным пунктам думаю помогу, только после отпуска (после 24 июня).
Итак список изменений:
1) плавное включение с задаваемой дэфайном скоростью.
2) плавное выключение с задаваемой дэфайном скоростью.
3) управление включением "0" или "1" - дэфайном.
4) что ещё забыл?

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 29 May 2013 05:45
by vitalkin
hardlock wrote:А чем будем питать тиню, когда снялось управление? Хотя ещё есть постоянный силовой плюс...
Так и есть, на контактах реле есть и + и - всегда, независимо от положения ключа зажигания. Извиняюсь, что есть - дэфайн? И пункт №3 управление включением 0 или 1 что подразумевает? - или +? У меня сейчас установлена маленькая платка, которая включает стандартную кнопку включения ближнего света после 3 импульсов с датчика скорости, так что все равно Ваше реле будет срабатывать от датчика :-) Итого остался последний пункт - блокировать плавное включение ближнего сразу после дальнего (без задержки в смысле) Возможно условие: если на пине была 1 (типа + с дальнего, проводок от соседней релюшки не проблема опять же) то разгораемся мгновенно, если 0, то плавно? Или входов у нас не остается? :scratch: Спасибо.
PS: Может, если входов больше не осталось, при включении дальнего выключать транзистор? То есть тинька пусть дальше работает и считает что все гуд, а транзистор выключить, и соответственно включить после того как дальний погас... Или это совсем воспаление?

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 29 May 2013 07:17
by hardlock
vitalkin wrote:Извиняюсь, что есть - дэфайн?
объявление константы в программе.
vitalkin wrote:включением 0 или 1 что подразумевает? - или +?
ага
vitalkin wrote:блокировать плавное включение ближнего сразу после дальнего (без задержки в смысле)
можно, но ресурс... можно подобрать максимальн обыстрое плавное включение.
vitalkin wrote: Или это совсем воспаление?
входов масса. Но всё равно, так делать не стоит.

hardlock wrote:Итак список изменений:
1) плавное включение с задаваемой дэфайном скоростью.
2) плавное выключение с задаваемой дэфайном скоростью.
3) управление включением "0" или "1" - дэфайном.
4) блокировать плавное включение ближнего сразу после дальнего (без задержки в смысле)

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 29 May 2013 07:55
by vitalkin
hardlock wrote:можно, но ресурс... можно подобрать максимально быстрое плавное включение.
Это максимально быстрое включение будет действовать только после дальнего или вообще?

Re: Плавное включение ближнего/дальнего света (ПТФ). ATtiny13

Posted: 29 May 2013 09:36
by hardlock
vitalkin wrote:Это максимально быстрое включение будет действовать только после дальнего или вообще?
если сделать вход с дальнего, то только при переключении с дальнего. Если не делать вход, а сделать как я говорил - 2 реле на дальний и ближний, то будет плавный переход от дальнего к ближнему.... А дальний будет включаться "максимально быстро"...