|
В настоящее время в большинстве автомобилей
предусмотрена лампа освещения салона. Во многих из них применяются обычные лампы
накаливания, потребляющие значительное количество энергии, при этом светоотдача,
мягко говоря, удовлетворительная.
Например, в автомобилях Lanos, даже последних годов выпуска, использованы лампы
накаливания типа TS-B85301, с потребляемой мощностью 5Вт, что составляет
примерно 0,42А.
Всё вышеперечисленное заставляет задуматься о более экономичных решениях для
использования в данном устройстве.
В последнее время широкое распространение получают светодиодные решения. Даже в
бытовом освещении светодиодные лампы вытесняют не только лампы накаливания, но и
даже люминесцентные, которые также стали применяться относительно недавно. Это
обусловлено экономичностью, лучшей светоотдачей, и, конечно, соотношением
цена-качество.
В настоящее время в продаже имеется большое количество светодиодов, различной
мощности, световых оттенков, размеров. В диаметре они могут быть от 3 мм до 10 и
более, по мощности от 0,1 Вт до 3-5 Вт. На рис. 1 представлены некоторые
экземпляры. Перечислять придется долго, но нас интересует другое: возможно ли
применение данных полупроводниковых приборов в интересующей нас теме.
Рисунок 1.
Известно, что питание светодиодов колеблется от
2 до 3,5В. Конечно, есть и светодиоды на большее напряжение, но они скорее
относятся к специальным приборам, поэтому здесь мы их рассматривать не будем.
Напряжение автомобильной питающей сети – 12В. То есть, нам необходимо понизить
напряжение с 12 до 3 В.
Конечно, можно обойтись обычным интегральным стабилизатором напряжение, теми же
LT1085, 7833, или подобными. Но дело в том, что для такого варианта, скорее
всего, потребуется использование радиатора, так как на преобразование заданного
напряжения, учитывая потребление светодиодов, может выделиться много тепловой
энергии. А место под установку светильника в большинстве случаев ограничено.
Решением данного вопроса может стать использование импульсного стабилизатора
напряжения. Автором предлагается использование недорогой ИМС MC34063, в корпусе
SO-8 (рис. 2).
Рисунок 2.
Параметры микросхемы приведены в таблице.
| Параметр |
Единица измерения |
Значение |
| Максимальное входное напряжение |
V |
50 |
| Максимальный выходной ток |
A |
1.5 |
| Пределы выходного напряжения |
V |
3-40 |
| Максимальная рабочая частота |
kHz |
100 |
| Потребляемый ток (среднее
значение) |
mA |
2.5 |
Схема электрическая принципиальная
стабилизатора представлена на рис. 3.
Рисунок 3
Выходное напряжение схемы зависит от
сопротивлений резисторов R1, R3. Формула для вычисления
Uout=1.25(1+R3/R1)
В архиве с материалами к данной статье
присутствует файл, позволяющий рассчитать все элементы стабилизатора напряжения
на основе МС34063 - MC34063_univicalc.chm. Также этот файл присутствует и на
сайте автора [1].
Резистор R2 мощностью не менее 0,5Вт. Дроссель L1 на ток не менее 1А,
индуктивность может быть в пределах 47-100 мкГн. Диод Шоттки D1 может быть любой
на максимальный ток более 1А и напряжение более 15В, например, 1N5817, 1N5818,
1N5819. Диод D2 предназначен для защиты от переполюсовки, и может не
устанавливаться.
Печатная плата (односторонняя) устройства и расположение элементов изображены на
рис. 4. Размеры печатной платы: 39х24 мм. Чертеж печатной плате в формате Eagle
(файл board.brd) доступен для скачивания на сайте автора [1] и журнала.
Рисунок 4.
Подключение питания и светодиодов показано на
рис. 5. Для удобства подключения на плате предусмотрены дополнительные
отверстия. Возможно подключать несколько светодиодов с общим потребляемым током
до 1А. На рис. 6 для примера приведено фото одного из вариантов устройства, с
применением светодиода повышенной мощности. Данный экземпляр собран на обычной
макетной плате, собирался на скорую руку (прошу простить за внешний вид – фото
было сделано до удаления следов канифоли после пайки), но все равно работает уже
довольно длительное время.
Рисунок 5.
Рисунок 6.
Корпус для устройства может быть самым
примитивным. К примеру, мной было сделано так: верхняя часть платы (там, где
элементы) заливалась эпоксидным клеем полностью, нижняя часть – только
токопроводящие дорожки, светодиод не трогаем. Это один из многих способов, все
зависит от смекалки и мастерства исполнителя.
Автором было изготовлено примерно десять подобных устройств с использованием
различных видов светодиодов. Можно использовать набор из десяти-двенадцати
обычных, сверх ярких светодиодов диаметром 5мм, подключенных параллельно.
Следующий вариант – два-три десятимиллиметровых светодиода (также подключенных
параллельно), данный вариант занимает меньше места, в то же время дает больше
света (но это также зависит от используемых приборов). Последний вариант –
использование мощных светодиодов (1Вт, или 3Вт). Этот вариант дает намного
больше света, но и потребляемый ток намного больше. Хотя, всё равно потребляемый
ток меньше или равен тому, что потребляет лампочка накаливания, при этом
мощность свтового излучения несоизмеримо больше, и качественнее. Устройство
сохраняет свою работоспособность при изменениях питающего напряжения от 3,5 до
15В.
В любом случае, потребляемый ток устройства зависит от применяемых светодиодов,
и составляет от 0,1 (при применении обычных светодиодов) до 0,5А (мощные).
Экономия и эффективность заметны невооруженным взглядом. Яркость освещения можно
сделать с несколькими уровнями, подключая поочередно дополнительные светодиоды
(наборы светодиодов), при этом можно получить такой уровень освещения, который
будет достаточный для, например, чтения. Но эта идея уже для слишком заядлых
автолюбителей, практически живущих в своём любимце или любимице.
В заключение отмечу, что описанную схему можно применять во многих решениях, и
не обязательно это должна быть подсветка салона. Например, лампа фонаря
велосипеда, или мопеда. Да и просто, как обычный импульсный стабилизатор
напряжения.
Некоторые уточнения
1. Если используется более одного светодиода, их рекомендуется подключать
параллельно, при этом последовательно с каждым светодиодом необходимо подключить
резистор 22-100 Ом (в зависимости от мощности светодиода).
2. Параллельно электролитическому конденсатору С3 все же иногда не помешает
подключить керамический емкостью 0,1...0,47 мкФ.
|
