Светодиодный автомобильный стробоскоп. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Зажигание

Комментарии к статье

Известно, насколько важна установка оптимального момента зажигания горючей смеси в цилиндрах бензинового двигателя для обеспечения его максимальной мощности, экономичности и правильного температурного режима. Выполнение этой работы без приборов требует определенного опыта, отнимает немало времени, да и точность установки может оказаться невысокой.

Простой стробоскоп позволит быстро, точно и с минимумом хлопот установить угол опережения зажигания.

Светоизлучателем в стробоскопических приборах заводского изготовления служит безынерционная импульсная лампа, обеспечивающая настолько яркие световые вспышки, что устанавливать опережение зажигания можно даже в условиях большой внешней освещенности. К сожалению, срок службы импульсных ламп невелик, да и приобрести новую, нужного типа, непросто.

С появлением на рынке отечественных светодиодов с силой света более 2000 мкд (для сравнения - у светодиодов серии АЛ307-М при таком же токе значение этого параметра 10... 16 мкд) стало возможным использование их в любительских стробоскопических приборах. В описываемой ниже конструкции использована группа из девяти светодиодов КИПД21П-К красного свечения. Прототипом прибора послужило устройство, опубликованное в болгарском журнале "Радио, телевизия, электроника", 1988, № 8, с. 37.

Работа стробоскопа основана на так называемом стробоскопическом эффекте. Суть его состоит в следующем: если осветить движущийся в темноте объект очень короткой яркой вспышкой, он зрительно будет казаться как бы неподвижно "застывшим" в том положении, в каком его застала вспышка. Освещая, например, вращающееся колесо вспышками, следующими с частотой, равной частоте его вращения, можно зрительно "остановить" колесо, что легко заметить по положению какой-либо метки на нем.

Для установки момента зажигания запускают двигатель на холостые обороты и стробоскопом освещают специальные установочные метки. Одна из них - подвижная - размещена на коленчатом валу (либо на маховике, либо на шкиве привода генератора), а другая - на корпусе двигателя. Вспышки синхронизируют с моментами новообразования в запальной свече первого цилиндра, для чего емкостный датчик стробоскопа крепят на ее высоковольтном проводе.

В свете вспышек будут видны обе метки, причем, если они находятся точно одна против другой, угол опережения зажигания оптимален, если же подвижная метка смещена, корректируют положение прерывателя-распределителя до совпадения меток. Если на автомобиле установлен электронный октан-корректор, совпадения меток добиваются соответствующей ручкой регулировки. О том, как подготовить двигатель для этой операции, можно прочитать в книге "Электрооборудование автомобилей" (Справочник), под ред. Чижкова Ю. П. - М.: Транспорт. 1993.

Питают прибор от бортовой сети автомобиля. Диод VD1 (см. схему на рис. 1) защищает стробоскоп от ошибочной перемены полярности напряжения питания.

Емкостным датчиком прибора служит обычный зажим "крокодил", который прицепляют на высоковольтный провод первой запальной свечи двигателя. Импульс напряжения с датчика, пройдя через цепь C1R1R2. поступает на тактовый вход триггера DD1.1, включенного одновибратором.

До прихода импульса одновибратор находится в исходном состоянии, на прямом выходе триггера - низкий уровень, на инверсном - высокий. Конденсатор C3 заряжен (плюс со стороны инверсного выхода), заряжается он через резистор R3.

Импульс высокого уровня запускает одновибратор, при этом триггер переключается и конденсатор начинает перезаряжаться через тот же резистор R3 с прямого выхода триггера. Примерно через 15 мс конденсатор зарядится настолько, что триггер будет снова переключен в нулевое состояние по входу R.

Таким образом, одновибратор на последовательность импульсов емкостного датчика реагирует генерацией синхронной последовательности прямоугольных импульсов высокого уровня постоянной длительностью - около 15 мс. Длительность импульсов определяют номиналы цепи R3C3. Плюсовые перепады этой последовательности запускают второй одновибратор, собранный по такой же схеме на триггере DD1.2.

Длительность импульсов второго одновибратора - до 1,5 мс. На это время открываются транзисторы VT1 - VT3, составляющие электронный коммутатор, и через группу светодиодов HL1 - HL9 протекают мощные импульсы тока - 0,7...0,8 А.

Этот ток значительно превышает паспортное значение максимально допустимого импульсного прямого гока (100 мА), установленное для светодиодов. Однако, поскольку длительность импульсов мала, а их скважность в нормальном режиме не менее 15. перегрева и выхода из строя светодиодов не отмечено. Яркость же вспышек, которую обеспечивает группа из девяти светодиодов, оказывается вполне достаточной для работы со стробоскопом даже днем.

Для того чтобы убедиться в надежности прибора, был проведен контрольный электропрогон светоизлуча-теля при токе в импульсе 1 А в течение часа. Все светодиоды выдержали испытания, при этом их перегревания не было обнаружено. Заметим, что обычно время пользования прибором не превышает пяти минут.

Экспериментально установлено, что длительность вспышек должна быть в пределах 0.5...0.8 мс. При меньшей длительности увеличивается ощущение недостатка яркости освещения меток, а при большей - увеличивается их "размытость". Необходимую длительность легко подобрать визуально во время работы со стробоскопом подстроечным резистором R4. входящим во времязадающую цепь R4C4 второго одновибратора.

Назначение первого одновибратора - защитить светодиоды от выхода из строя при случайном увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя в процессе пользования стробоскопом. Обычно установку угла опережения зажигания проводят на оборотах двигателя, близких к холостым. Если частота искрообразования будет увеличиваться, начнет уменьшаться скважность вспышек (так как их длительность фиксирована). При большой частоте искрообразования выделение тепла в светодиодах может стать чрезмерно большим, что приведет к выходу их из строя.

Длительность импульсов первого одновибратора выбрана такой, чтобы при достижении частоты вращения коленчатого вала около 2000 мин-1 скважность выходных импульсов этого одновибратора приблизилась к 1. При дальнейшем увеличении входной частоты работа триггера DD1 выходит из синхронизма с ней и одновибратор начинает вырабатывать импульсы случайных длительности и частоты. Усредненная частота срабатывания второго одновибратора в этом режиме существенно меньше опасного предела.

Резистор R9 способствует более полному закрыванию мощного транзистора VT3 в паузах между вспышками. Этот транзистор необходимо выбрать с минимальным напряжением насыщения коллектор-эмиттер, тогда гораздо легче будет обеспечить требуемую яркость вспышек. Если яркость окажется все же недостаточной, можно попробовать собрать выходной транзисторный коммутатор по схеме, показанной на рис. 2. В этом случае, кстати, будет ограничен на безопасном уровне коллекторный ток транзисторов VT1 и VT2.

Резисторы R6-R8 ограничивают ток через светодиоды. Конденсатор С2 подавляет импульсы напряжения в цепи питания прибора, могущие вызывать сбои в работе триггеров. Резистор R5 ограничивает базовый ток транзистора VT1.

Микросхему К561ТМ2 можно заменить на К176ТМ2. а также на 564ТМ2 с учетом особенностей ее корпуса. Вместо диода КД209А подойдет КД208А. но лучший результат дадут диоды КД226А, КД213А-КД213Г, КД2997В, КД2999В, так как у них меньше прямое падение напряжения. Подстроенный резистор - СПЗ-196 или СП5-1. Конденсаторы - КМ-5, К73-9 или другие; С1 должен выдерживать напряжение до 200 В.

Транзисторы КТ315Б могут быть заменены любыми из серий КТ3102. КТ342, а КТ815А - любым из серий КТ815, КТ817.

Проводник от датчика до прибора должен быть не слишком длинным и обязательно экранированным, поскольку чувствительность прибора весьма высока. Выключатель SA1 - любой автомобильный или тумблер ТВ2-1.

Стробоскоп удобнее всего собрать в пластмассовом корпусе от карманного фонаря. Светодиоды монтируют на диске толщиной 1 мм из фольгированного стеклотекстолита вплотную один к другому, крепят диск на место лампы фонаря. Ручку резистора R4 можно вывести на одну из стенок корпуса вблизи от выключателя питания SA1.

Правильно собранный прибор налаживания не требует. Нужно только установить оптимальную яркость освещения и четкость наблюдаемых меток резистором R4.

Автор: П.Беляцкий, г.Бердск Новосибирской обл.

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Зажигание.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива Одиночество вредит мозгу 19.11.2018 Известно, что длительное одиночество плохо сказывается на психике: у человека обостряется тревожность, развивается депрессия (что может привести к психозу), ухудшается память и другие когнитивные навыки. Вполне логично было бы предположить, что таким сильным изменениям в психике сопутствуют изменения в нейронных цепочках мозга. Чтобы узнать, что происходит в одиноком мозге, исследователи из Университета Томаса Джефферсона и Питтсбургского университета сначала растили лабораторных мышей в больших общих клетках, где они могли общаться друг с другом, вместе играть с игрушками, бегать по лабиринтам и пр., а потом, когда грызуны становились взрослыми, пересаживали их в одиночные клетки. Спустя месяц, как было сказано в докладе на ежегодной конференции Нейробиологического общества, у мышей нейроны уменьшались в объеме - в среднем на 20% - и в таком виде оставались еще три месяца, пока мышей держали отдельно друг от друга. С другой стороны, за месяц одиночного содержания на нейронах становилось больше так называемых дендритных шипиков - особых выступов на клеточной мембране, где нейронный отросток-дендрит готов сформировать соединение-синапс с другим нейроном. Обычно увеличение дендритных шипиков - это положительный признак: это значит, что мозг адаптируется к новой информации и готов строить новые нейронные цепи. Однако в данном случае увеличение числа шипиков, видимо, следует понимать в том смысле, что мозг старается сохранить статус-кво в отсутствие социальных стимулов. Впрочем, после месяца одиночества в мышиных нейронах число шипиков падало. Более того, в мозге уменьшался уровень белка под названием нейротрофический фактор мозга, или BDNF. Этот белок стимулирует рост нейронов, значит, раз его стало меньше, в одиночестве у нейронов плохо растут проводящие отростки, следовательно, становится меньше возможностей для появления новых нейронных цепей. Наконец, по сравнению с мышами, которые по-прежнему жили компанией, у одиноких мышей была сильнее повреждена ДНК нервных клеток. В перспективе авторы работы хотят проверить, как все эти изменения сказываются на поведении. Мы опять же как-то уже писали, что социальная изоляция стимулирует у мышей активность гена, повышающего агрессивность и тревожность, однако тут нужно больше подробностей, связывающих оттенки поведения с изменениями в нейронах. Кроме того, съеживание нейронов наблюдали только в сенсорной коре, обрабатывающей сигналы от органов чувств, и в моторной коре, управляющей движениями, и было бы интересно посмотреть, что происходит в других зонах мозга. Наконец, дальнейшие эксперименты могут дать нам какое-нибудь терапевтическое средство, с помощью которого можно было бы лечить мозг, поврежденный одиночеством.

Другие интересные новости:

▪ Первый 200-вольтовый DirectFET транзистор

▪ Управление бытовой электроникой со смартфона

▪ Выведен морозостойкий сорт киви

▪ Алюминиевая пена в аккумуляторе

▪ Активация забытых воспоминаний

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоуправление. Подборка статей

▪ статья Ричард Фейнман. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое ботулизм? Подробный ответ

▪ статья Бутень хоросанский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Первичные кварцевые часы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Летающие карты. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025