Автоматический контроллер ДХО

Автор: CAMOKAT-BETEPAHA
Опубликовано 30.07.2013
Создано при помощи КотоРед.

Контроллер управляет включением ДХО когда это необходимо. Это основная задача, хотя применить её можно и в других областях. Сигналом для включения-выключения является напряжение бортовой сети и так же сигнал с габаритов автомобиля.

Контроллер имеет возможность настройки порога включения и отключения ДХО и так же есть возможность настройки не полного погасания ДХО при включении габаритов, а выбора любого уровня яркости ДХО от нуля до максимума.

Контроллер имеет плавный розжиг и плавное затухание.

Алгоритм настройки прост:

Есть две кнопки управления: "Минимум" и "Максимум". При заглушенном двигателе, когда не работает генератор нажимается кнопка "Минимум". Контроллер запоминает минимальное значение напряжения. Далее двигатель необходимо запустить, начинает работать генератор, напряжение в бортовой сети повышается — нажимаем кнопку "Максимум". Все настройка завершена. Теперь контроллер следит за напряжением бортовой сети, и если напряжение превысит две трети от разницы минимум — максимум, то ДХО заработают. Для того чтобы ДХО погасли, необходимо, чтобы напряжение упало ниже уровня одной трети.

Если включаются габариты и работа ДХО разрешена, то яркость изменится на уровень, на которую накручен потенциометр регулятора уровня яркости. Можно сделать, что при включении ДХО полностью тухли, или можно настроить треть яркости например, или любой другой уровень яркости.

Для подключения контроллера необходимо подключить четыре провода: масса, +зажигание, габариты и выход на ДХО.

Есть три режима работы:
1. — Основной режим, когда включение происходит на 2/3 напряжения, а выключения на 1/3 напряжения бортовой сети. Как описано выше по ссылке. Условие работы этого режима: минимальный порог должен быть выше максимального. То есть, включили зажигание, нажали кнопку МИН, далее завели автомобиль — нажали кнопку МАКС.

2 — Режим выбранного порога без петли гистерезиса, как в первом варианте работы. Условие выбора этого режима: нужно нажать две кнопки одновременно, после этого порогом будет считаться напряжение в борт сети, при котором были нажаты кнопки настройки. Превышение этого порога выше сразу включает свет, ниже — гасит.

3. — Режим фиксированного порога в 13.8 Вольта. Условие выбора этого режима: нужно сделать наоборот, нажать кнопку МИН при заведенном двигателе, а кнопку МАКС при заглушенном. Другими словами максимальное значение порога должно быть меньше минимального.

Получилась достаточно универсальная поделка, которую можно например применить для работы контроля генератора или контроля превышения какого либо напряжения где либо или наоборот его понижения.

В приложении прошивка, схемы и все что нужно для сборки, перечень компонентов, включая исходники:

Сначала о том, что заставило нас всех (кто сидит за рулем) вообще про это задуматься.

Согласно изменениям в правилах дорожного движения от 20 мая 2010 года, которые были введены в действие 20 ноября 2010 года, все автомобили должны обозначать свое положение на автодороге:
ПДД: П. 19.5 В светлое время суток на всех движущихся транспортных средствах с целью их обозначения должны включаться фары ближнего света или дневные ходовые огни.

Еще немного цитат из нормативных документов:
ПДД :П. 1.2 "Дневные ходовые огни" — внешние световые приборы, предназначенные для улучшения видимости движущегося транспортного средства спереди в светлое время суток.
Цитата из ГОСТ Р 41.48-2004
"п.2.7.24 дневной ходовой огонь: Огонь, направленный вперёд и используемый для обеспечения лучшей видимости транспортного средства при его движении в дневное время*.
*Допускается использование других устройств, обеспечивающих эту функцию."
Цитата из «Правил ЕЭК ООН N 87: Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения дневных ходовых огней механических транспортных средств» с изменениями и дополнениями 11 июля 2008 года (документ на котором основан Технический регламент о безопасности колесных транспортных средств», утвержденный постановлением Правительства Российской Федерации от 10 сентября 2009 г. № 720) :
«6.3 Допускаются дневные ходовые огни, совмещенные с другой функцией – на основе использования общего источника света – и предназначенные для постоянной работы вместе с электронным механизмом управления источником света, регулирующим силу излучаемого света»

Теперь просто расскажу о своем опыте.
Как и все, с осени 2010 года стал включать ближний свет при движении, не хотелось ничем заморачиваться. В первый месяц-два вроде даже привык, расход… Ну какой там расход (вроде бы, про это позже)? Но скоро перегорела одна из лампочек. Недорогая, брал у китайцев на ebay. Все бы ничего, но поменять у меня ее не так-то просто, делаю обычно с хирургическим зажимом, и то обдираю руки об аккумулятор. Ну Грандисоводы знают не понаслышке про это. Поменял. Через месяц опять перегорела. Понял, что надо бы поставить хорошие, а не то, что куплено дешево. Поставил ОСРАМ. Хватило на 3 месяца… Опять менять? Ну честно, надоело уже.
Попался один раз на том, что забыл выключить ближний. А так как езжу 95% по городу, и немного, аккумулятор был явно недозаряженый, и вечером машина не завелась… Пришлось звонить другу и прикуривать от его авто.
Так! Ну это было последней капелькой, надо ставить ДХО. Опять в любимый ebay, нашел вроде неплохие и недорогие светодиодные ДХО. 300 руб, и через месяц они были у меня. Кому интересно как выглядят — мое основное фото, там еще с ними.
На радостях проверил дома — все горит, и написал китайцу положительный отзыв. А вот после установки выяснилось, что цвет чуть отличается — один белый, другой синеватый. Я китайцу — так мол и так, вот фото. Он промычал что-то нечленораздельное на ломаном английском, практически послал. Ладно, мне на них не смотреть.
Методом научного тыка выяснил, где с генератора идет провод, на котором при работе есть 12 вольт, попробовал подключиться на него. Не потянул (теперь-то знаю почему). Нет бы поставить там транзисторный ключ, но не додумался. А влепил просто на провод от зажигания. Конечно колхоз — включаешь: сразу горит, а ты просто хотел музыку включить, ожидая кого-то. Пока думал как переделать, начали выбиваться диоды — один, потом еще один. Деградация переходов от перенапряжения, потому как стабилизаторами там внутри и не пахло. Просто токоограничивающие резисторы. В итоге снял — смотрится как щербатый рот. Да вы все такие линейки видели.
Вернулся на ближний свет, вернулись и все проблемы, от которых уходил. Нет, надо что-то думать. Перерыл кучу форумов, понял что надо делать ДХО из дальнего. Почему?

Недостатки других способов обозначать ТС на дороге
Ближний свет:
— световой пучок не соответствует назначению. Большая часть мощности ламп "светит под капот на дорогу", а не вперёд.
— расходуется большая мощность (2х55=110 Вт + габариты 20 Вт, 130/12 — это почти 11 ампер потребляемого тока)
— снижается срок службы ламп
— при включении ближнего света горят габаритные огни. Кроме снижения срока службы ламп, есть ещё один не маловажный аргумент "против": включенные задние габаритные огни днём "маскируют" огни стоп-сигналов (особенно светодиодные)
— летом в пробке происходит постоянный перегрев фар ближнего света, что может привести (и приводит) к потемнению и помутнению пластика фар (температура галогеновых ламп в этих условиях может достигать 300 С).
Противотуманные фары (вдобавок к перечисленным):
— противотуманные фары находятся в нижней части бампера, всегда грязные, светят вниз и вдоль дороги, поэтому выполнение требования "улучшения видимости в светлое время суток" под большим вопросом.
Идеальные фары ближнего света и противотуманные фары — не видны встречным водителям, то, что мы видим — это паразитная засветка. И служить "…для обеспечения лучшей видимости транспортного средства при его движении в дневное время" могут только на бумаге.
Дополнительные светодиодные светильники:
— средний светодиод имеет характеристики светимости в 6 кандел. Из вышеприведенного ГОСТ-а видим что на один светильник нужно минимум 400 кандел, т.е. светильник должен содержать 66 светодиодов
— дополнительные светодиодные светильники должны быть сертифицированы для применения именно на этом типе ТС
— сертифицированные светильники яркости по ГОСТу (со сверхяркими светодиодами) стоят достаточно дорого
— неправильно подобранная форма светильников сведет на нет работу дизайнеров кузова автомобиля, и велика вероятность что ваше авто будет смотреться со светильниками гораздо хуже
— при движении с высокой скоростью аэродинамические завихрения вокруг светильников с высокой долей вероятности оставят на их стеклах много грязи
— светодиоды критичны к минимальным броскам напряжения выше положенного и быстро выходят из строя. Это причина того, что мы часто видим на дорогах — множественные «выбитые» светодиоды в линейках на автомобилях
— такие светильники надо еще правильно поставить, чтобы они соответствовали ГОСТу
— даже дорогие и «правильные» дополнительные светильники на основе светодиодов должны выполнять требования ГОСТ Р 41.48-2004 по подключению(раздел 6.19.7):
«… дневные ходовые огни должны включаться автоматически, когда приведен в положение "включено" орган управления запуском/остановом двигателя. Должна быть обеспечена возможность приведения в действие и отключения функционирования автоматического включения дневных ходовых огней без помощи инструмента.
Дневные ходовые огни должны выключаться автоматически, когда включаются головные фары, за исключением тех случаев, когда головные фары включаются на короткий промежуток времени для сигнализации участникам движения»
Резюме: Ни один из вышеперечисленных способов не может считаться правильным с точки зрения ГОСТ Р 41.48-2004 для обеспечения лучшей видимости транспортного средства при его движении в дневное время. Предписание ПДД использовать ближний свет в качестве ДХО рождено не от хорошей жизни — большая часть автомобилей имеет только ближний и дальний свет.
Начал читать про то, какие есть для этого устройства, отзывы, смотреть видео установок, рассматривать фото. Поскольку паяльник — мой лучший друг, решил что соберу сам. Даже не из экономии денег. Просто ни один из имеющихся на рынке контроллеров не удовлетворял моим запросам. Да и сыну нужно было тоже, и друзей немало. Т.е. надо составить типовое ТЗ для контроллера ДХО. Изложу вкратце основные требования:

1. Подключение в автомобиль. Винтовые клеммы на мой взгляд неприемлемы для автомобиля, т.к. имеют свойства раскручиваться от вибрации. Применять разъемы тоже неразумно, в каждом авто это свое, да и качественные скрутки надежнее любых разъемов. Поэтому остановились на простых и надежных проводах, 15-20 см каждого провода достаточно для удобного изготовления скруток или заделывания в разъем. А самый лучший вариант — впаять.
2. Способ подачи напряжения в зависимости от варианта схемы автомобиля, величина напряжения накала, выводы управления, способ контроля, мощность канала. Делать 2 канала нагрузки для такого устройства бессмысленно, т.к. ставится оно один раз и на конкретный автомобиль. Поэтому предусмотрел два варианта контроллера — с управлением по плюсу и с управлением по минусу, что позволяет охватить почти все варианты схем. Регулировать накал ламп (от нуля до 100% с шагом в 10%, как иногда встречается) тоже не надо, т.к. более 45% дальний уже слепит, а менее 25% его практически не видно днем, я остановился на промежутке 30-40%. Множественные входы управления не нужны, автовладельцы ставят обычно один разрешающий канал (генератор или замок зажигания), и один-два запрещающих. Сначала предусмотрел два запрещающих провода одной полярности, потом ввел один запрещающий той же полярности, что и вариант контроллера, и второй запрещающий минусом (для ручника). Отказался от идеи измерять напряжение в бортовой сети и от этого разрешать ШИМ — проводки и генераторы у всех разные, это потенциальное место для сбоев. Таким образом попытался соблюсти подход "простое и надежное устройство, поставил и забыл", и чтобы не отвлекало от процесса управления автомобилем. Далее — после многочисленных тестов решил поставить в силовой канал 3 полевых транзистора, а не 2. Это связано с тем, что в дальний свет часто ставят нестандартные лампы из Поднебесной с фактической мощностью до 120 Ватт. Для двух ламп это 240 Ватт, т.е. 20 А. Хотя транзисторы никогда не работают в таком режиме, предусмотреть я такое должен, и 20 ампер устройство выдерживает.
3. Требования техрегламента. При правильном подключении алгоритм работы строго соответствует Техрегламенту — при заведенном двигателе ДХО светят на 35-40% накала дальнего света. Требование Техрегламента по возможности отключения ДХО без специальных средств с помощью дополнительного выключателя тоже излишне, достаточно вынуть предохранитель, держатель для которого уже врезан в питающий провод, остается только вставить его. Его номинальный ток зависит от мощности ламп дальнего света, для двух ламп по 65 ватт достаточно 7,5 А.
4. Элементарная база. Ну просится сюда микроконтроллер. На нем и плавный старт можно сделать (который нафиг не нужен, при 1/3 накала он получается сам собой), и точный % ШИМ, и управление по выводам легко. Ну питается он от 5 вольт, ну нужен стабилизатор для него, это в принципе недорого. Чуть усложнится схема, и только. Все хорошо, кроме одного — выхода его из строя. Слов нет, они надежны. Но это же автомобиль! Никто не застрахован от попадания воды, или от механического повреждения. Ну и вероятность слетания прошивки, не говоря уже про энергонезависимую память (EEPROM), в которой хранятся текущие настройки. И что пользователю прикажете делать? Заказывать новый девайс. Производителю-то хорошо, но это как-то… Ну неправильно. Т.е. устройство должно быть РЕМОНТОПРИГОДНО, и выполнено на доступной базе.

Вот такая тавтология. Но тем не менее, написанное, по синтаксическим, орфографическим и смысловым правилам, имеет право на жизнь. Примечание автора: контроллер – это устройство управления электроникой; микроконтроллер – миниатюрная часть контролера на базе интегральной микросхемы.

Если Ваш автомобиль не оборудован штатными лампами дневных ходовых огней, а применение основных фар слишком расточительно для Вас, Правила дорожного движения РФ позволяют для обозначения транспортного средства в светлое время суток применять противотуманные фары.

Но этот вариант рационален лишь в том случае, если мощность лампочек в противотуманных фарах меньше мощности ламп в основных фарах. Если это не так, то установки ДХО не избежать. Вообще, на данный момент, установка ДХО на транспортное средство, находящееся в эксплуатации, не является обязательной, но к 2016 г все автотранспортные средства должны быть оборудованы дневными ходовыми огнями.

В итоге, вывод напрашивается сам – однозначно устанавливать ДХО.

Для этого можно воспользоваться услугами специализированного автоцентра, а можно самостоятельно выполнить эту не очень сложную операцию. Конечно, многое зависит от автомобиля (трудоемкости снятия приборной панели и бампера) и от происхождения самого комплекта ДХО (заводское производство либо самоделка). Следует напомнить, что самостоятельно установленные ходовые огни должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 41.48-2004 (Правила ЕЭК ООН № 48 и №87) или п. 1.3.29 приложения № 5 к «Техническому Регламенту безопасности колесных транспортных средств».

Контроллер ДХО на основе реле

На большинстве автомобилей стоят штатные заводские противотуманные фары. Но не все водители ими пользуются. Причины разные: не возникает необходимости, фары слишком прожорливы либо просто неэффективны. Вот их и можно переделать в ходовые огни. Лампочки, естественно, придется поменять на LED-аналоги (светодиодные). Это даст неплохую экономию эл. энергии и, что немаловажно, позволит при расчете электрической мнемосхемы пренебречь потребляемым током.

Далее, нужно будет изменить штатную схему включения. Вот тут потребуется (с высокой долей вероятности) снятие приборной панели и бампера. По отзывам трудящихся, делается это за час с небольшим. После получения доступа к бортовой электропроводке коммутируем все следующим образом:

Важно обеспечить правильную работу ходовых огней: они должны включаться при переводе ключа зажигания в положение, обеспечивающее работу двигателя, и отключаться при включении ближнего/дальнего света основных фар либо стояночных огней (габаритов). Для этого сигнал габаритов можно взять прямо с подсветки кнопки. Так Вы никогда не забудете выключить ДХО. Данная схема проверена многими автовладельцами и нареканий не имеет.

Но что делать, если в автомобиле доступ к проводке внутри салона крайне затруднен или вообще невозможен? Для ленивого автолюбителя с непытливым умом это будет настоящим препятствием. Нужно другое решение. Рассмотрим следующий вариант.

Вариант на ATmega8

Светильники ДХО можно приобрести отдельно, без модуля управления, по вполне сносной цене. Отверстия в бампере уже имеются (от противотуманных фар), если нет, вырезаем. Весь монтаж заключается в фиксации светильников четырьмя саморезами. Дело за контроллером. В предлагаемом варианте рассмотрим применение «старого» доброго ATmega8, 8-ми битного микроконтроллера фирмы Atmel.

Кстати, с его помощью возможно также реализовать дополнительные функции, к примеру, индикацию работы ПЖД, которая имеет свойство отключаться на заведенной машине. Алгоритм работы схемы на ATmega8 такой: если машина заглушена, напряжение на АКБ меньше 13,5 В, если заведена — идет зарядка, и напряжение выше 13,5 В.

Ходовые огни включаются автоматически.. Из подключений 2 провода на АКБ и 2 провода на ДХО. При аккуратном монтаже ДХО средней ценовой категории очень гармонично впишутся в экстерьер автомобиля.

Существует еще вариант сборки управляющего контроллера ДХО на основе компаратора.

Схема контроллера ДХО на компараторе LM358

В данной схеме компаратор реализован на базе низкопотребляющего двухканального операционного усилителя LM358. Схема получается очень дёшевой, к тому же, отпадает необходимость в стабилизаторе напряжения, однополярное питание LM358 рассчитано на 3 – 30 В, опять же, экономия. Принципиальная схема ниже, там все просто и понятно.

Настройка данного контроллера сводится к установке триммером порога срабатывания схемы при работе генератора, т.е. при напряжении в бортовой сети выше 13,5 В.

Собирается всё очень быстро, работает надежно даже в сильный мороз.