Lichtsteuermodul mit AVR-Mikrocontroller
Das verlinkte Programm hat folgende Funktionen:
Ich beschreibe die in der Schaltung verwendeten Datenleitungen. Dies sind nicht die PIN-Bezeichnungen der IC's.
IN2 dient als Sollwert für die Helligkeit (PWM-Wert) des OUT1
Der OUT1 wird aktiv, wenn die Schwellspannung am IN3 überschritten wird.
Dieser Wert kann im PKW als Schaltschwelle für Motor aus/an genutzt werden.
IN1 dimmt den OUT2 bei (1) hoch und bei (0) runter. (Softstart) Gleichzeitig wird bei (1) der OUT1 ausgeschaltet.
Aufbau des µC-Schaltkreises.
+5V +5V +Ub
o o o
| | |
.-. | .-.
| |10k | | |10k
| | | | |
'-' | '-'
| | |
| ____ | |
'---o| \/ |o---' (IN3) .-.
IN2>------o| |o--------------------->| |4k7
IN1>------o| |o-----------+-->OUT2 | |Poti
.---o|____|o-+--->OUT1 | '-'
| Tiny | | |
| 13 .-. .-. |
| | |4k7 | |4k7 |
| | | | | |
| '-' '-' |
| | | |
=== === === ===
GND GND GND GND
|
Steuerprogramm des MikrocontrollersDownload Intel-HEX Files...
Alternative HEX-File: |
Spannungsregler für die Steuerelektronik...
+Ub +Ub +Ub
o o o
| | |
| .-. .-.
| 4k7 | | | | 100 Ohm / 0.5W
| | | | | (dient der Strombegrenzung)
| '-' '-'
| | |
| | |
|+ | |/
### 470µF +--| BC549c oder BC337-25
--- 25 V | |>
| | \
| _|_ |
| ZD A | |
| 5.6V /_\ '---+-----------+-------O +5V
| | | |+
| | --- ###
| | --- 100nF --- 470µF / 16V
| | | |
=== === === ===
GND GND GND GND
|
Die Spannungsregelung ist HIER detailierter beschrieben.
Eine Schaltung mit einem intigriertem Linearregler (7805) ist auch möglich. Da diese Schaltungen im Netz mehr als ausreichend beschrieben sind und die Datenblätter Beispielschaltungen enthalten, werde ich die Schaltung mit einem 7805 nicht weiter beschreiben. |
Der Leistungstreiber...
+Ub +Ub
o o
| |
| .-.
____ | | | 10-47k
PWM1 <----o| \/ |o-------' | |
OUT1 >----o| |o----> PWM2 '-'
.----------o| |o----< OUT2 |
| .---o|____|o-------+-------'
| | LM |
| | 358 |
| === |
| GND |
| |
'-------------------------+
_|_
\ /
_V_ 1N4148
|
|
===
GND
|
Der Treiber, ist ein LM358 (normaler Dual OpAmp). Der Treiber begrenzt seine Leistung selbstständig und sollte sich daher,
selbst bei Kurzschluss der Treiberstufe nicht zerstören. Der OP kann ca. 60mA leisten. Die Umladeleistung der FETs, kann durchaus höher sein. Da aber das Modul mit unter 1kHz betrieben wird, wird der Umladeverlust auf ca. 50mW begrenzt. (Fast keine Erwärmung!) Der Treiber, dient gleichzeitig als Pegelwandler. |
Die Leistungsstufe...
+Ub
o
|
|
,-.
2x ||| 15A
||| Sicherung
'-'
|
|
||-+
___ ||-> IRF4905
PWM-In -> #---|___|--||-+
1 Ohm |
|
# <--- Leistungstreiber
| am Scheinwerfer anklemmen
|
.-.
( X ) Scheinwerfer-
'-' Leuchtmittel
|
|
===
GND
|
Der 1 Ohm Widerstand in der Leistungsstufe ist wichtig.
Er verhindert unerwünschten Radioempfang über die Endstufe.
Ohne diesen Widerstand, kann es zu Umladeschwingungen im HF-Bereich kommen.
Der Widerstand kann auch etwas größer ausfallen. Zu groß darf der Widerstand aber nicht werden,
sonst dauert das Umsteuern zu lage und es kommt zu Verlusten und damit zur Erwärmung des FETs. Die Betriebsspannung der Leistungsstufe sollte möglichst keine langen Kabelwege aufweisen. Der Mindestquerschnitt von 1mm² sollte nicht unterschritten werden, da sonst zu viel Spannung auf der Zuleitug abfällt. Es wird ein Leistungstreiber für OUT1 benötigt und einer für OUT2. (Wenn verwendet!) Es ist nicht nötig im KfZ für jede Glühlampe eine Endstufe zu nutzen. An der Stufe können problemlos zwei 50/55W-Glühlampen gehängt werden.
|
Eingangsbeschaltung des Microcontrollers...
12V-Schaltsignal +Ub
o o
| |
| |
.-. .-.
| |10k | |10k
| | | |
'-' '-'
| |
| |
| |
+-----> IN1 |
| |
| |
| |
__|__ .-.
A | IN2 ---->| |4k7
/ \ | |(5k)
/___\ 4V7 '-'
| |
| |
=== ===
Masse Masse
|
Die Eingänge des µC's sind nicht für Spannungen größer 5V ausgelegt.
Daher, muss man die Eingangssignale von der KfZ-Bordspannung entsprechend reduzieren um die Schaltung
im Auto zu betreiben. Sowohl die Analogwerte, wie die Schaltsignale 1/0 dürfen maximal 0.5V über der Betriebsspannung des µC's sein. Über den Spannungsteiler für IN1 kann ein 12V-Signal vom Bordnetz vom Auto als Eingang für den µC geschaltet werden. Ein Spannungsteiler über einen 10k Widerstand und eine 4.7V Zenerdiode (alternativ ein 4k7-Widerstand) eignet sich hierfür gut. Die analogen Werte werden ebenfalls mittels Spannungsteiler auf das richtige Maß reduziert. Der 4k7-Widerstand wird hier allerdings als Poti ausgeführt und der Abgriff erfolgt am Schleifer. (Es kann auch ein 5k-Poti verwendet werden!) Der Querstrom der Spannungsteiler beträgt ca. 1mA. Um diesen "Stromverbrauch" zu reduzieren, können die Widerstandswerte auch vergrößert werden. Sofern das Verhältnis gleich ist, können die Werte auch verfünfacht werden. Ein zu geringer Querstrom kann allerdings die Genauigkeit bzw. die Linearität beeinflussen. Der Eingangsstrom des µC's hat dann größeren Einfluss. 0.1-1mA sind übliche Querströme. |
Hinweis: Der Nachbau sollte nur von erfahrenen Bastlern gemacht werden!
Ich weise darauf hin, dass ich für Schäden die entstehen können, nicht hafte!
Es zwingt einen keiner die Schaltung nachzubauen!
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