Меню сайта
Категории каталога
Освещение [9]
Защита [5]
Свечи [7]
Аккумклятор [4]
Узлы [1]
Поиск
Друзья сайта
  • Продажа скутеров в г. Мелитополе
  • Магазин Begemoto
  • "JAWA-CLUB" КЛУБ ЛЮБИТЕЛЕЙ МОТОТЕХНИКИ
  • АЛЬФАМОТО
  • MOTO.com.ua
  • Донецкий Скутер Клуб
  • МотоВелоТехника
  • Харьковский Независимый Скутер Клуб
  • Карта Украины
  • Сайт байкеров Полтавы
  • Статистика

    Онлайн всего: 2
    Гостей: 2
    Пользователей: 0
    Мини-чат
    300
    Вторник, 02.06.2020, 17:16
    Приветствую Вас Гость | RSS
    Главная | Регистрация | Вход
    DELTA
    Форма входа
    Логин:
    Пароль:
    Главная » Статьи » Электрооборудование. » Освещение

    Светодиоды в светосигнальном оборудовании транспортных средств.
  • Многие слышали о светодиодных стоп-сигналах, поворотниках, огнях расцвечивания и даже фарах. Впечатляющее зрелище "фирменных" световых приборов вызывает восхищение и пробуждает интерес к самостоятельному изготовлению подобных устройств. Эта статья призвана помочь разобраться в некоторых, далеко не очевидных особенностях светодиодов и фонарей с н


    1. Сравнительные характеристики светодиодов


    Первый вопрос, которым задается конструктор - как выбрать достаточно мощные и недорогие светодиоды, и сколько их нужно? Казалось бы, выбор несложен - открываем справочник или фирменный каталог, кладем рядом прайс-листы и выбираем наиболее яркие и недорогие светодиоды в соответствующем количестве... Но при внимательном рассмотрении все не так просто.


    Во всех справочниках вы найдете следующую информацию о светодиодах:
    Параметр,обозначение единицы измерения рус.обознач. иностр. обознач.
    Сила света I, Iv кандела (свеча) кд cd
    Угол, Viewing angle градус

    Длина волны излучения нанометр нм nm
    Рабочий ток миллиампер мА mA
    Рабочее напряжение вольт В V


    Сила света ни в коей мере не свидетельствует о величине полного светового потока, излучаемого прибором! Дело в том, что различные светодиоды излучают пучок света разной ширины (раскрыва). Так, прибор без линзы, с одним лишь кристаллом, излучает свет в конусе с углом раскрыва 120 градусов. Прибор, снабженный пластиковой линзой - "пеньком", может собирать свет в меньшем угле - 60, 30, 10 градусов. И тогда сила света в пучке существенно возрастает за счет концентрации светового потока в узком пространстве.

    Нас же интересует прежде всего полный СВЕТОВОЙ ПОТОК, создаваемый светодиодом, вне зависимости от того, собран ли свет в узкий или широкий пучок.

    Как же в таком случае сравнить светодиоды? В справочных данных у всех них разные углы излучения и разная сила света. Хотелось бы привести светодиоды к некоему "общему знаменателю".

    Не вдаваясь в сферическую тригонометрию с ее телесными углами и площадями сферических сегментов, приведу лишь простые КОЭФФИЦИЕНТЫ ПЕРЕСЧЕТА силы света. Умножив теперь силу света светодиода на коэффициент из таблицы, выбранный по углу излучения, мы получим, в сущности, силу света его кристалла без линзы (120 градусов).

    Угол 10152030405060 7090 100120180360
    Коэффициент 0,008 0,016 0,030 0,070,12 0,20 0,26 0,40 0,60 0,72 1 2 4


    А теперь сравним для примера светодиоды фирмы "KingBright": популярные L-53SRC-F, менее известные L-934SEC-H и очень интересные L-7676CSEC-H:

    Тип Угол Сила света,
    мкд (1000 мкд= 1 кд)
    Приведенная сила света
    (ПСС)
    Цена, руб. ПСС/цена
    L-53SRC-F 30 4000 280 5,60 50
    L-934SEC-H 50 3500 700 9,50 74
    L-7676CSEC-H 70 1800 720 15,28 52
    повторно- кратковременно
    7000 2800
    190

    Цифры говорят сами за себя.

    (Заметим в скобках, что качество светодиода зависит от материала кристалла-излучателя. Светодиоды на материале GaAlP очевидно следует считать устаревшими, в сравнении с современными InGaAlP).

    Светодиоды L-7676CSEC-H способны выдерживать большой ток (70 мА против обычных 20 мА), излучая при этом очень много света. Правда, этот режим не рекомендуется для постоянной длительной работы. Очевидно, именно эти светодиоды были созданы фирмой KingBright для стоп-сигналов.

    Ориентировочно, количество светодиодов для яркого стоп-сигнала берется из расчета приведенной силы света в 14000 единиц. L-7676CSEC-H понадобилось бы всего 5 штук, L-934SEC-H - 20 штук, L-53SRC-F - 50 штук.


    2. Сравнительные характеристики ламп накаливания и светодиодов


    Световой поток ламп накаливания измеряется в люменах (лм), что соответствует сила света в канделах (свечах) при угле излучения в 65,6 градусов, а поскольку лампы накаливания (кроме специальных конструкций) излучают в угле практически в 360 градусов, то приведенная сила света равна:

    ПСС (мкд в 120град) = 1000*<световой поток лампы, лм>/3,14

    Ниже приведены известные данные по световому потоку и мощности ламп разных типов: светоотдача (удельный световой поток) составляет: обычная лампа с вольфрамовой нитью в колбе из силикатного стекла - не более 20 лм/Вт, галогеновая - до 35 лм/Вт, ксеноновая газоразрядная - до 90 лм/Вт.

    лампа мощность,
    Вт
    световой поток, лм приведенная сила света, ПСС
    (см. табл.), мкд в 120 гр.
    стоп-сигнал 25 150 46000
    поворотник 10 60 19000
    зад. габарит 5 30 9800
    галогеновая 35 900 280000
    галогеновая 65 2000 620000
    ксенон 35 3150 1000000

    В последней колонке - шокирующие цифры, очень большая приведенная сила света. Казалось бы, светодиодами трудно заменить столь яркие источники света... Однако у светодиодов есть еще одна особенность.

    Спектр излучения красных светодиодов довольно узок. Они не испускают, в отличие от ламп накаливания, ни зеленого, ни синего, ни желтого света, их световой поток сосредоточен весь в красной области спектра. А свет обычной лампы - бело-желтый, и бОльшая его часть "отрезается" красным светофильтром стекла фонаря. Именно поэтому немного раньше упомянута потребная приведенная сила света для стоп-сигнала в 14000 (мкд*120 град.), в то время как 25- ваттная лампа имеет уровень в 46000 (мкд*120 град.). Значительная часть этих 46000 просто отсекается красным светофильтром.


    3. Размещение светодиодов в фонаре. Переделка фонаря.


    Обычно стоп-сигнал имеет вогнутый зеркальный отражатель сзади лампы и рельефное стекло -"рассеиватель" перед ней. Да не обманет вас название "рассеиватель". Это стекло вовсе не рассеивает свет, а тщательно собирает и направляет его каждым своим бугорком в нужную сторону, формируя правильный и эффективный световой поток вместе с отражателем. При большом количестве светодиодов их обычно размещают на одной пластине, в несколько рядов. И это правильно. Но еще одно обстоятельство вызывает сомнения у конструктора, собравшегося переделать фонарь или применить стекло от обычного. Как добиться правильности светового пучка и равномерности свечения поверхности фонаря, не потеряв при этом много света на рассеивание вверх и вниз? Лучшее решение - отдать формирование потока света тем самым рельефным бугоркам на внутренней поверхности стекла фонаря. Они обычно образуют правильную решетку линз с определенной геометрией и как нельзя лучше справляются со своей задачей.

    Итак, линзовая система стекла фонаря. Рассмотрим на примере фонарей для "Курьера", "Пилота", "Восхода" и т.п. В этом фонаре каждая линза имеет фокусное расстояние F=12 мм. Наилучшее размещение излучателя (светодиода) - на расстоянии 2F, то есть 24 мм. Следует учесть, что фокус (центр излучения) светодиода находится на поверхности кристалла для безлинзовых светодиодов, а в случае направленных (линзовых) светодиодов - фокус размещается вне корпуса прибора и называется "мнимым" (при взгляде на такой светодиод кажется, что его кристалл находится где-то ниже основания корпуса). Уточнить фокусное расстояние можно простыми опытами и измерениями с одним светодиодом, а проще сделать все это приблизительно, подобрав потом получше расстояние до стекла фонаря.

    Не забудьте направить 2-4 светодиода в боковые стороны.

    Не забудьте, что в середине фонаря, как правило, находится непрозрачный световозвращатель (катафот) - не размещайте светодиоды в его зоне.

    Нижняя часть фонаря с дугами-бороздками линзы Френеля предназначена для лампы заднего габарита. Если хотите разместить там несколько светодиодов - ставьте как можно теснее, в центре, немного развернув их веером в стороны.

    Есть ли смысл применять остронаправленные светодиоды, с углом излучения в 30, 20 и даже 10 градусов? - Лишь в том случае, если вы используете гладкое (самодельное) стекло фонаря. Автор предпочитает светодиоды с углом 60..120 градусов, применяя в одних конструкциях штатное рельефное стекло, а иногда вырезая в самодельном стеклянном фонаре так называемые "линзы Френеля". К тому же остронаправленные светодиоды как правило дороже и уступают при этом слабонаправленным по приведенной силе света. И еще: бывают миниатюрные безлинзовые светодиоды для монтажа на поверхность, угол излучения 120 градусов. Они малы (песчинка 1-2 мм), под них не надо сверлить отверстия в монтажной плате, они дешевле.


    4. Особенности электропитания от бортовой сети переменного тока.


    Речь идет в первую очередь о российских мотоциклах "Минск", "Курьер", "Сова", "Восход", и мопедах "Пилот", "Карпаты", и им подобных в части электропитания. Для краткости подразумевается 12- вольтовая сеть.

    Нерегулируемый генератор бортовой сети переменного тока вырабатывает напряжение в широком диапазоне - от 12 до 30 вольт, а на форсированных высокооборотных двигателях и выше. При этом речь идет о так называемом "действующем напряжении", реальное ("амплитудное") напряжение в бортовой сети в 1,47 раза больше "действующего" напряжения в случае обычной синусоидальной формы тока.

    Для "ограничения" (стабилизации) напряжения применяются блоки стабилизаторов, коммутатор-стабилизаторов, ограничителей. Как правило во всех них в качестве регулирующего элемента применяется короткозамыкающий симистор. При превышении средним напряжением в бортсети заданного уровня симистор начинает все чаще "открываться", замыкая накоротко на "массу" провод подачи питания с генератора. Это происходит до десятков и сотен раз в секунду, по мере необходимости.

    При конструировании электронных бортовых приборов эти схемотехнические особенности надо учитывать. В такой бортовой сети присутствуют мощные короткие импульсы - "пики" напряжения с амплитудой до 1,47 от действующего напряжения генератора без стабилизатора. При этом среднее (точнее, "действующее") напряжение нормальное, лампы освещения и сигнализации горят как положено. Проверить, каково пиковое напряжение в бортсети, довольно просто. Подключите через диод конденсатор емкостью в несколько микрофарад к любой точке бортсети, соблюдая полярность конденсатора и диода. Другой конец конденсатора - на "массу". Далее при работающем в разных режимах генераторе с блоком "коммутатор-стабилизатор" измерьте постоянное напряжение на конденсаторе... Вам будет интересно.

    Итак, примем за основу: выпрямленное напряжение бортовой сети (на том самом конденсаторе) - от 18 до 35 вольт, несмотря на наличие штатного исправного блока стабилизатора.

    Как же питать в таких условиях светодиодный фонарь?

    Задачу несколько облегчает то, что мощность фонаря невысока - 1,8 ватта. Нужен простейший выпрямитель на одном диоде, накопительный конденсатор (470 мкФ 50 В) и стабилизатор напряжения (или стабилизатор тока).

    Стабилизатор напряжения прост, буквально одна деталь "о трех ножках" за 5 рублей. Однако помните о максимальном напряжении на его входе - у типового 12-вольтового стабилизатора К142ЕН8Б входное напряжение не должно превышать 35 вольт. Убедитесь сначала в этом описанным выше способом! Стабилизатор тока более сложен, состоит из пары транзисторов и двух-четырех резисторов, однако при должном выборе элементов работает в более широком диапазоне напряжений - как снизу, так и сверху. Кроме того, не так высоки будут требования к точности поддержания заданного тока, в отличие от стабилизатора напряжения, который обязан с очень малой погрешностью регулировать напряжение питания светодиодов (из-за особенностей питания светодиодов вообще). Стабилизатор тока легко обеспечивает "бустерный" режим - повышенный на 50% в течении 0,2 секунды ток питания фонаря при включении стоп-сигнала. Наконец, питание светодиодов через стабилизатор тока - наиболее естественное схемотехническое решение, учитывающее особенности светодиодов как электронных приборов.



    5. Схемы.


    Схема электропитания светодиодного фонаря состоит из следующих частей:

  • выпрямитель переменного тока (для бортовой сети переменного тока обязателен)
  • накопительный конденсатор (для бортовой сети переменного тока обязателен)
  • стабилизатор тока
  • собственно фонарь - комплект из объединенных в группы светодиодов.

    Выпрямитель c накопительным конденсатором. Пример схемы.
    Накопительный конденсатор С устраняет недопустимое мерцание светодиодного фонаря при питании его от сети переменного тока. Мерцание, назаметное при неподвижном взгляде, резко проявляется при движении транспорного средства относительно наблюдателя (других участников дорожного движения) в виде фантомных эффектов, "штриховых трасс", что категорически недопустимо. Фонари с такими "эффектами" могут быть отнесены к неумелым кустарным поделкам, которым не место на дороге.

    Резистор R и диод VD2 служит для ограничения броска тока через диод VD1 в момент подачи напряжения на вход, тем самым устраняется "подсадка" напряжения бортовой сети и "подмаргивание" других фонарей в момент включения этого, а также перегрузка диода VD1.

    Конденсатор C - 470 мкФ 50 В, резистор R - проволочный, 20 Ом 2...10 ватт. Диод VD1 - на ток до 5 ампер, 100 вольт или более. VD2 - на ток питания фонаря, как правило не более 1 ампера, 50 вольт.

    При наличии в бортовой сети аккумулятора элементы VD2, R, C можно не устанавливать.


    Стабилизатор тока.
    Стабилизатор тока по данной схеме прост, надежен и может считаться эталоном.
    Стабилизатор построен на основе интегральной схемы КР142ЕН12А или КР142ЕН18Б (обратной полярности), включенной в режиме стабилизации тока, а не напряжения. Ток через стабилизатор задается резистором R, из расчета напряжения на нем 1,2 вольт. Например: требуется ток 0,12 ампер, тогда R=10 ом.
    Минимальное напряжение, при котором стабилизатор еще работает, составляет 2,5 вольт. Максимальное рабочее напряжение - 40 вольт. Ток нагрузки - до 0,8 ампер. Мощность рассеяния без теплоотвода - до 1 ватта. С теплоотводом - до 10 ватт. В качестве простейшего теплоотвода может выступать фольгированная поверхность печатной платы, к которой плашмя крепится стабилизатор (не забудьте положить немного теплопроводной пасты). 

    Пример соединения светодиодов фонаря.
    За образец взят фонарь для сети переменного тока мотоцикла ЗИД-200 "Курьер". Светодиоды фирмы KingBright типа L-934SEC-H (материал излучателя InGaAlP), напряжение по паспорту 2,4 вольт ( на деле - 2,2 В ), ток 0,02 ампера. В фонаре размещены 6..8 гирлянд по 4 светодиода в каждой, дополнительные выравнивающие резисторы - 6..12 ом, мощностью 0,125 ватт.
    Ток питания фонаря - от 0,12 до 0,16 ампер соответственно количеству гирлянд. Напряжение питания гирлянд - 8,8 вольт.
    При монтаже светодиодов будьте внимательны! Ошибка соединения плюса - минуса фатальна! Светодиод выдерживает обратное напряжение не более 5 вольт, а некоторые - 1,6 вольт.
    Для определения полярности подключайте маленькую трехвольтовую батарейку, поочередно, лишь к ОДНОМУ светодиоду из гирлянды. Кроме того, не пытайтесь подавать на светодиоды и гирлянды из них напряжение без дополнительного ограничивающего ток резистора!


    Выпрямитель, стабилизатор и комплект светодиодов соединяются последовательно, по схеме "плюс выпрямителя - плюс стабилизатора, минус стабилизатора - плюс светодиодного блока, минус светодиодного блока - минус выпрямителя. Отдельные части схемы могут размещаться на борту как порознь, так и в единой конструкции. Так, в заднем фонаре мотоцикла "Курьер" все элементы легко разместились на одной пластине размером 110х55 мм. (Лампа заднего габарита и подсветки номерного знака осталась на месте, зеркало-отражатель стоп-сигнала лучше снять.)

    Такой фонарь с выпрямителем и стабилизатором отлично работает при входном напряжении (измерялось с источником постоянного напряжения) от 11,5 до 30 вольт. При длительной работе на повышенном напряжении наблюдается значительный разогрев стабилизатора (мощность рассеяния 2 ватта), поэтому теплоотвод в таких условиях эксплуатации обязателен.

    В случае применения светодиодов устаревших типов, с рабочим напряжением 1,8 вольт и тому подобных, изменений в схеме не требуется. Общее правило, однако, заключается в том, что количество светодиодов в гирлянде (цепочке) желательно делать как можно больше, уменьшая при этом количество гирлянд. Это снижает потери мощности на стабилизаторе тока, уменьшает нагрузку на элементы схемы и бортовую сеть в целом. Во всяком случае, напряжение, потребное для питания гирлянд, должно быть ниже напряжения в бортовой сети (или выпрямленного напряжения для сетей переменного тока, смотри пункт 4, на 2,5 вольта.



    6. Практические конструкции.

    Изготовлены и испытаны несколько образцов фонарей для различной мототехники. Подробные описания конструкций:

  • Светодиодный задний фонарь для мокика "Карпаты-2".


    Фонарь изготовлен из штатного "ОСВАР" 20.3716.
    Схема разработана по материалам статьи о применении светодиодов . Печатная плата устанавливается внутрь фонаря, после чего устройство не нуждается в каком-либо осмотре и обслуживании.

    Напряжение питания - 6 вольт переменного тока в бортовой сети с блоком "коммутатор-стабилизатор" (БКС).





    Монтажная плата, рисунок:

    Зеркало фонаря снимается, внутрь его стоек вклеиваются (клей "Момент") деревянные пробки. Затем с внутренней стороны каждой стойки делаются пропилы для фиксации монтажной платы. Плата при установке "защелкивается" в них.
    Провода S (стоп-сигнал), G (габарит) и M (масса) припаиваются к соответствующим контактным пластинам фонаря.
    Монтажная плата, расположение деталей. Элемент IC2 устанавливается со стороны фольги, для лучшего теплоотвода.
    Элемент C1 дополнительно крепится проволочными хомутами.
    Светодиоды VD15 и VD17 желательно развернуть в стороны на угол около 30 градусов.
    После сборки конструкция покрывается эпоксидным лаком (кроме линз светодиодов)

    17 светодиодов указанного типа (розничная цена составила 14 рублей/штука) обеспечивают отличную видимость заднего габаритного огня и четкую подачу яркого стоп-сигнала. Конструкция опробована на практике в течении двух сезонов. Замечаний нет.

    Возможна замена указанных в схеме деталей на их аналоги. Диоды Шоттки применены для расширения диапазона надежной работы в сторону низких напряжений питания.

    Светодиодный задний фонарь с бустерным эффектом для мотоциклов.

    Фонарь изготовлен из штатного "ОСВАР" 0064.003716. Эти фонари широко применяются на мотоциклах "Иж", "Восход", "Сова", ЗиД-200 "Курьер", "Пилот" и др.
    Схема разработана по материалам статьи о применении светодиодов . Печатная плата устанавливается внутрь фонаря и заменяет собой лампу стоп-сигнала. Лампа подсветки номера и габаритного освещения остается на месте.

    Напряжение питания - 12 вольт переменного тока в бортовой сети с блоком "коммутатор-стабилизатор" (БКС), либо 12 вольт постоянного тока.





    Монтажная плата, рисунок:

    Зеркало фонаря снимается, внутрь его стоек вклеиваются (клей "Момент") деревянные пробки. Затем с внутренней стороны каждой стойки делаются пропилы для фиксации монтажной платы. Плата при установке "защелкивается" в них.
    Провода питания 1 и 2 припаиваются к соответствующим контактным пластинам фонаря. Полярность ("плюс" и "минус") не имеет значения.
    Монтажная плата, расположение деталей. Элемент IC устанавливается со стороны фольги, для лучшего теплоотвода.
    Элемент C1 дополнительно крепится проволочными хомутами. Между точками 3-4, 5-6, 7-8 устанавливаются три соединительные перемычки из изолированного провода.

    После сборки конструкция покрывается эпоксидным лаком (кроме линз светодиодов)


    От 24 до 32 светодиодов указанного типа (розничная цена составила 14 рублей/штука) обеспечивают четкую подачу яркого стоп-сигнала. Конструкция опробована на практике в течении двух сезонов. Замечаний нет.

    Возможна замена указанных в схеме деталей на их аналоги.


    Особенности работы схемы
  • Бустерная цепочка R3, C2, R4 служит для кратковременного повышения тока питания светодиодов в момент включения. Ток повышается на 50% и плавно снижается до нормы за 0,2 секунды. Таким образом достигается лучшая "читаемость" стоп-сигнала.
    Светодиоды способны выдерживать без повреждения повышенный ток, действующий кратковременно.
  • Для изготовления яркого стоп-сигнала достаточно указанных светодиодов в количестве 24 штук. Однако печатная плата изготовлена "с запасом" - с возможностью установки 32 светодиодов. Светодиоды группируются в 8 гирлянд по 4 светодиода в каждой. Таким образом, можно не устанавливать все 8 гирлянд, ограничившись достаточным их количеством.

    В этом случае необходимо скорректировать номинал резистора R2. Его величина рассчитывается так: 1,2 делится на ток питания комплекта светодиодов [ампер]. Получается сопротивление "в омах".

    Указанные светодиоды ( L-934SEC-H ) рассчитаны на питающий ток 0,02 А. (Повторно-кратковременно они выдерживают ток 0,03 ампер.)

    Восемь гирлянд рассчитываются, таким образом, на ток 0,16 ампер. Сопротивление R2 = 7,5 ом.

    Шесть гирлянд - соответственно, 0,12 ампер и R2 = 10 ом.

    Для точного подбора сопротивления резистора R2 на монтажной плате предусмотрено место для двух резисторов, соединяемых параллельно.

  • Если фонарь изготавливается для бортовой сети постоянного тока, и в будущем не предполагается его использование на переменном токе, то можно исключить из схемы элементы VD1...VD4, VD5, R1 и заменить C1 на малогабаритный конденсатор 0,1 мкФ.
    Однако в этом случае необходимо обеспечить правильную полярность питания - "плюс" должен подаваться на верхний провод, минус - на нижний по схеме. Ошибка подключения приведет, вероятнее всего, к порче светодиодов и всего устройства.

    Исходя из вышесказанного, автор не рекомендует исключать из схемы элементы VD1...VD4 ни в коем случае.

  • Светодиодный задний фонарь на шести гиперъярких светодиодах для мотоциклов.

    Фонарь изготовлен из штатного "ОСВАР" 0064.003716. Эти фонари широко применяются на мотоциклах "Иж", "Восход", "Сова", ЗиД-200 "Курьер", "Пилот" и др.
    Схема разработана по материалам статьи о применении светодиодов . Печатная плата устанавливается внутрь фонаря и заменяет собой лампу стоп-сигнала. Лампа подсветки номера и габаритного освещения остается на месте.

    Напряжение питания - 12 вольт переменного тока в бортовой сети с блоком "коммутатор-стабилизатор" (БКС), либо 12 вольт постоянного тока.





    Монтажная плата, рисунок:

    Зеркало фонаря снимается, внутрь его стоек вклеиваются (клей "Момент") деревянные пробки. Затем с внутренней стороны каждой стойки делаются пропилы для фиксации монтажной платы. Плата при установке "защелкивается" в них.
    Провода питания 1 и 2 припаиваются к соответствующим контактным пластинам фонаря. Полярность ("плюс" и "минус") не имеет значения.
    Монтажная плата, расположение деталей. Элемент IC устанавливается со стороны фольги, для лучшего теплоотвода.
    Элемент C1 дополнительно крепится проволочными хомутами. Между точками 3-4, 5-6, 7-8 устанавливаются три соединительные перемычки из изолированного провода.

    После сборки конструкция покрывается эпоксидным лаком (кроме линз светодиодов)


    6 гиперъярких светодиодов указанного типа (розничная цена составила 23 рубля/штука) обеспечивают четкую подачу яркого стоп-сигнала. Конструкция опробована на практике в течении двух сезонов. Замечаний нет.

    Возможна замена указанных в схеме деталей на их аналоги.


    Особенности работы схемы
  • Бустерная цепочка R3, C2, R4 служит для кратковременного повышения тока питания светодиодов в момент включения. Ток повышается на 50% и плавно снижается до нормы за 0,2 секунды. Таким образом достигается лучшая "читаемость" стоп-сигнала.
    Светодиоды способны выдерживать без повреждения повышенный ток, действующий кратковременно.
  • Для точного подбора сопротивления резистора R2 на монтажной плате предусмотрено место для двух резисторов, соединяемых параллельно.
  • Если фонарь изготавливается для бортовой сети постоянного тока, и в будущем не предполагается его использование на переменном токе, то можно исключить из схемы элементы VD1...VD4, VD5, R1 и заменить C1 на малогабаритный конденсатор 0,1 мкФ.
    Однако в этом случае необходимо обеспечить правильную полярность питания - "плюс" должен подаваться на верхний провод, минус - на нижний по схеме. Ошибка подключения приведет, вероятнее всего, к порче светодиодов и всего устройства.

    Исходя из вышесказанного, автор не рекомендует исключать из схемы элементы VD1...VD4 ни в коем случае.

  • Светодиодный задний фонарь на шести гиперъярких светодиодах для мотоциклов Jawa-638


    Схема разработана по материалам статьи о применении светодиодов . Монтажная плата устанавливается внутрь фонаря и заменяет собой лампу стоп-сигнала. Лампы подсветки номера и габаритного освещения остаются на месте.

    Напряжение питания: +12 вольт постоянного тока в бортовой сети с аккумуляторной батареей.




    В корпусе фонаря делается отверстие диаметром 4,2 мм рядом с верхним болтом крепления. Монтажная плата укладывается внутрь зеркала и закрепляется винтом с гайкой М4. (Винт с головкой "впотай" не должен выступать за установочную плоскость задней поверхности фонаря.)
    Провода питания 1 и массы 2 припаиваются к соответствующим контактным пластинам и арматуре фонаря.
    Монтажная плата, расположение деталей.

    Элемент IC устанавливается со стороны фольги, для лучшего теплоотвода.
    На рисунке показаны лишь основные компоненты и размеры. Конструктор без особого труда расположит оставшиеся элементы и выполнит межсоединения по схеме. Рисунки и подробные описания для фонарей аналогичной схемы приведены в статье .

    После сборки конструкция покрывается эпоксидным лаком (кроме линз светодиодов)
    6 гиперъярких светодиодов указанного типа (розничная цена составила 23 рубля/штука) обеспечивают четкую подачу яркого стоп-сигнала. Конструкция опробована на практике. Замечаний нет.

    Возможна замена указанных в схеме деталей на их аналоги.


    Особенности работы схемы
  • Бустерная цепочка R3, C2, R4 служит для кратковременного повышения тока питания светодиодов в момент включения. Ток повышается на 50% и плавно снижается до нормы за 0,2 секунды. Таким образом достигается лучшая "читаемость" стоп-сигнала.
    Светодиоды способны выдерживать без повреждения повышенный ток, действующий кратковременно.
  • Для точного подбора сопротивления резистора R2 на монтажной плате предусмотрено место для двух резисторов, соединяемых параллельно.
  • На монтажной плате предусмотрено место для установки по желанию конструктора дополнительно одной-двух гирлянд, по три светодиода в каждой - для получения особо яркого стоп-сигнала.
    В этом случае необходимо скорректировать номинал резистора R2 соответственно току питания комплекта светодиодов.
    Cопротивление R2 должно быть:
    для двух гирлянд - 12 Ом
    для трех гирлянд - 8 Ом
    для четырех гирлянд - 6 Ом.



  • Какие светодиоды не следует покупать.

    На радиорынках и в магазинах продаются самые разные светодиоды. Буквально "глаза разбегаются". Как же истратить свои трудовые (надеюсь) сбережения, намереваясь приобрести комплект светодиодов для самодельного стоп-сигнала, так, чтобы не пожалеть о понесенных затратах и, самое главное, достичь хороших технических характеристик устройства?


    Не покупайте светодиоды:

  • в цветных (красных) корпусах,
  • с матовыми линзами,
  • в больших круглых (свыше 5 мм) корпусах,
  • в прямоугольных, треугольных и прочих фигурных корпусах,
  • по нескольку штук в одном большом корпусе,
  • безымянные (неизвестной марки).
    Пренебрегая этими советами, вы рискуете (100%) проиграть по соотношению "цена/качество".

    Не поддавайтесь на уговоры продавца "купить вон те наиярчайшие, глаз слепят". Не обращайте ни малейшего внимания на попытки продавца устроить импровизированную иллюминацию, подключая батарейку к разным светодиодам и демострируя вам, "как они слепят". Это все - пустое.

    Как же, спросите вы, ведь яркость при работе от одной и той же батарейки можно сравнить? Нет, отвечу вам, нельзя. Поверьте на слово. В конце мы еще вернемся к теме сравнения.

    Наиболее выгодные по соотношению цена/качества светодиоды перечислены в той самой статье. Все они в прозрачных бесцветных корпусах, 3-х или 5-ти миллиметровых. L7676CSEC-H - в низком квадратном (7,5х7,5) прозрачном корпусе.

  • Оптика. Линзовая решетка светодиодного фонаря.


    Вопрос о правильном размещении светодиодов в фонаре стоп-сигнала возникает у конструкторов довольно часто. Бывает, что хорошо выполненная конструкция, на которую затрачено немало средств, времени и сил, разочаровывает самодельщика неудовлетворительными световыми характеристиками. Чаще всего это - "пятнистость".

    Начинается разочарование с того, что обращает на себя внимание неприятный факт - яркость фонаря с некоторых направлений высокая, но стоит немного отойти в сторону или повернуть фонарь вверх - вниз, как свечение пригасает до неприемлемо слабой яркости.
    После этого делаются опыты - свет фонаря направляется на экран (белую стену), чтобы проверить распределение светового потока. Увиденная картина световых полос и пятен, с недопустимо большими перепадами яркости, разочаровывает окончательно.

    В самом деле, получается, что едущим сзади водителям представляется странное зрелище: стоп-сигнал горе-мотоциклиста переливается огнями, то пригасая, то вспыхивая яркими пятнами - так что непонятно, что вообще с ним (то-ли со стоп-сигналом, то-ли с самим мотоциклистом :-)) происходит...
    Более того, с некоторых направлений, где у стоп-сигнала провалы яркости, другим водителям просто непонятно - включен этот стоп-сигнал или нет.



    Вот собирающая линза. Из школьного курса физики (извините за ставшую уже традиционной ссылку, но школьная физика в самом деле отличная штука!) известно, что линза может собрать свет от точечного источника в плотный нерасходящийся пучок, если источник света поместить на определенном расстоянии от линзы. Это расстояние является важнейшей характеристикой линзы, называется "фокусное расстояние" и обозначается буквой F.

    Если же источник поместить на расстоянии, вдвое большим фокусного, 2F, то обнаружим другой интересный факт: световой поток, попавший на линзу, после нее снова соберется в одной точке, на расстоянии... правильно, тоже 2F.
    Впрочем, сами по себе эти факты пока не представляют особого интереса. Но перейдем теперь к линзовым решеткам.

    Смотрите:


    Видите, что происходит с пучком излучения одиночного светодиода, проходящим через линзовую решетку?

  • В первом случае (источник помещен на расстоянии F) поток света расщепляется на отдельные плотные пучки. Эти пучки не сужаются и не расширяются, неся на большое расстояние яркие световые "шнуры".
    С одной стороны - попав в поле зрения, такой шнур высокоинтенсивного излучения создает впечатляющий эффект "слепяще-яркого" стоп-сигнала.
    С другой стороны - несложно догадаться, что в промежутках между пучками сторонний наблюдатель не увидит... правильно, не увидит ничего (увы и ах!).
  • Второй рисунок иллюстрирует формирование световых потоков от источника, помещенного на расстоянии 2F. Картина более сложная - и требует более внимательного рассмотрения.

    Появилась плоскость фокуса - в ней свет собирается в отдельные ярчайшие точки. Но, представьте, нам это абсолютно не важно. Зона фокуса находится на расстоянии 2F от фонаря (обычно несколько сантиметров) и представляет лишь общий интерес.
    А вот что происходит за этой зоной - стоит посмотреть особо. Световые пучки, прошедшие фокальные точки, далее идут расширяясь так, что "слепые зоны" (промежутки между пучками) не увеличиваются.

    Это действительно важное наблюдение. В самом деле, отмеченное обстоятельство означает, что линзовая решетка настроена оптимально и оказывается "оптическим повторителем".
    Потоки света, прошедшие через линзы, собираются не в такие плотные шнуры, как в первом варианте. Световые шнуры постепенно расходятся (и теряют при этом яркость - естественно), но лишь настолько, чтобы закрыть "слепые зоны" - не больше и не меньше.

    Внимательный читатель заметит: но ведь слепые зоны все же есть! В промежутках между пучками это ясно видно!
    - Размер слепых зон равен удвоенному диаметру линз, не превышает десятка миллиметров и не увеличивается с расстоянием. Это значит, что пятно засветки от подобного фонаря можно считать практически идеальным.
    Впрочем, небольшое увеличение расстояния сверх 2F позволяет получить и более широкие, взаимоперекрывающиеся пучки, так что все руках конструктора - проектировщика.
    Надо вспомнить и о том, что в фонаре устанавливается не один, а несколько светодиодов. (Автору известно, что многие самодельщики посоветовали бы написать "несколько десятков светодиодов". Возможно. Однако автор устанавливает в типовых конструкциях не более 9 светодиодов.) Распределение плотности света в таком случае смешанное и, как правило, совершенно равномерное - при условии соблюдения "правила 2F".

    Выводы.

    Как видно из построений и подтверждается на практике, расстояние от стекла фонаря до светодиодов не должно выбираться меньшим 2F. Оптимальное расстояние - равное или немного большее 2F.

    Постскриптум.

    А чему же, собственно, равно это самое 2F ? Как его определить?

    Несложный опыт. (Тут автор хотел написать о разных простых способах определения F и 2F, но читатель при желании сам легко это сделает. Напишу - для порядка - об одном, четком и ясном.)
    Включите светодиод и посветите им через снятое стекло фонаря. В затемненном помещении можно видеть картину распределения плотности света на отдаленном экране - например, на стене. Перемещая светодиод ближе/дальше к стеклу, вы увидите, как меняется характер светораспределения - от ярких пятен, растянутых в решетку с темными промежутками (расстояние F), до равномерного (хотя и не столь яркого) светового пятна (расстояние 2F).

    Приемлемым можно считать растояние, при котором изображение на экране не имеет ясно выраженных многочисленных темных полос.

    (Обычно конструктору желательно приблизить

  • Автор проекта, разработка и исполнение: А.Лашманов
    Категория: Освещение | Добавил: НИЛОВИЧ (09.04.2009)
    Просмотров: 7349 | Комментарии: 1
    Всего комментариев: 1
    1
    1 Marek78   [Материал]
    Отличная статья, жаль картинки не отображаются.

    Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
    [ Регистрация | Вход ]
    Copyright MyCorp © 2020