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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA luce stroboscopica per auto
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Automobile. Dispositivi elettronici Gli automobilisti sono ben consapevoli dell'importanza della corretta impostazione della fasatura iniziale dell'accensione, nonché del corretto funzionamento dei controller della fasatura dell'accensione centrifuga e del vuoto. Un'errata fasatura dell'accensione fino a 2-3° e regolatori difettosi possono causare un aumento del consumo di carburante, surriscaldamento del motore, perdita di potenza e possono anche ridurre la vita del motore. Tuttavia, il controllo e la regolazione dell'impianto di accensione sono operazioni piuttosto complesse e non sempre accessibili anche ad un automobilista esperto. Lo stroboscopio automobilistico consente di semplificare la manutenzione del sistema di accensione. Con il suo aiuto, anche un automobilista inesperto può controllare e regolare la fasatura iniziale dell'accensione entro 5-10 minuti, nonché verificare la funzionalità dei controller dell'anticipo centrifugo e del vuoto. Il funzionamento di uno stroboscopio si basa sul cosiddetto effetto stroboscopico. La sua essenza è la seguente: se illumina un oggetto che si muove nell'oscurità con un lampo luminoso molto breve, apparirà visivamente come se fosse "congelato" immobile nella posizione in cui il lampo l'ha catturato.la frequenza della sua rotazione, puoi fermare visivamente la ruota, che è facile vedere dalla posizione di qualsiasi segno su di essa. Per impostare la fasatura dell'accensione, il motore viene avviato al minimo e gli speciali segni di installazione vengono illuminati con una luce stroboscopica. Uno di essi - mobile - si trova sull'albero motore (o sul volano o sulla puleggia motrice del generatore) e l'altro si trova sull'alloggiamento del motore. I flash sono sincronizzati con i momenti di scintilla nella candeletta del primo cilindro, per la quale il sensore stroboscopico capacitivo è montato sul suo filo ad alta tensione. Alla luce dei lampeggi saranno visibili entrambe le tacche, e se sono esattamente l'una contro l'altra la fasatura dell'accensione è ottimale, ma se la tacca mobile è spostata, la posizione dell'interruttore-distributore viene corretta fino a far combaciare le tacche . L'elemento principale del dispositivo è una lampada stroboscopica pulsata priva di inerzia H1 tipo SSH-5, i cui lampi si verificano nei momenti in cui appare una scintilla nella candela del primo cilindro del motore. Di conseguenza, i segni di allineamento applicati sul volano o sulla puleggia dell'albero motore, così come altre parti del motore che ruotano o si muovono in modo sincrono con l'albero motore, appaiono fermi quando illuminati da una lampada stroboscopica. Ciò consente di osservare lo sfasamento tra il momento dell'accensione e il momento in cui il pistone attraversa il punto morto superiore in tutte le modalità di funzionamento del motore, ovvero di controllare la corretta impostazione del momento di accensione iniziale e verificare le prestazioni della centrifuga e del vuoto controller tempi di accensione. Lo schema elettrico di uno stroboscopio per automobili è mostrato in fig. 1. Il dispositivo è costituito da un convertitore di tensione push-pull sui transistor VI, V2, un raddrizzatore costituito da un'unità raddrizzatore V1 e un condensatore C5, resistori di limitazione R6, R2, condensatori di accumulo C3, C1, una lampada stroboscopica H4, un'accensione della lampada circuito costituito da condensatori C5, C1 e scaricatore F4 e diodo di protezione VXNUMX.  Fig. 1. Schema elettrico di uno stroboscopio automobilistico su transistor al germanio. Il dispositivo funziona come segue Dopo aver collegato i terminali X5, X6 alla batteria, inizia a funzionare il convertitore di tensione, che è un multivibratore simmetrico. La tensione di apertura iniziale alle basi dei transistor V1, V2 del convertitore viene fornita dai divisori R2-R1, R4-R3. I transistor V1, V2 iniziano ad aprirsi e uno di questi è necessariamente più veloce. Questo chiude l'altro transistor, poiché una tensione di blocco (positiva) verrà applicata alla sua base dall'avvolgimento w2 o w1. Quindi i transistor V2, V1 si aprono a turno, collegando l'una o l'altra metà dell'avvolgimento w1 del trasformatore T4 alla batteria. Negli avvolgimenti secondari w5, w800 viene indotta una tensione alternata di forma rettangolare con frequenza di circa XNUMX Hz, il cui valore è proporzionale al numero di spire degli avvolgimenti. Al momento dell'accensione nel primo cilindro del motore, un impulso ad alta tensione dalla presa del distributore attraverso una speciale spina X2 dello spinterometro e condensatori C4, C5 entra negli elettrodi di accensione della lampada stroboscopica H1. La lampada si accende e i condensatori di accumulo C2, C3 vengono scaricati attraverso di essa. In questo caso, l'energia accumulata nei condensatori C2, C3 viene convertita in energia luminosa del flash della lampada. Dopo la scarica dei condensatori C2, C3, la lampada H1 si spegne e i condensatori vengono nuovamente caricati attraverso i resistori R5, R6 a una tensione di 420-450 V. Ciò completa la preparazione del circuito per il prossimo lampo. Le resistenze R5, R6 impediscono il cortocircuito degli avvolgimenti w4, w5 del trasformatore nel momento in cui la lampada lampeggia Il diodo V4 protegge i transistor del convertitore se lo stroboscopio viene accidentalmente collegato nella polarità errata. Lo spinterometro F1, collegato tra il distributore e le candele, fornisce la tensione necessaria dell'impulso ad alta tensione per accendere la lampada, indipendentemente dalla distanza tra gli elettrodi della candela, dalla pressione nella camera di combustione e da altri fattori . Grazie allo spinterometro, lo stroboscopio è garantito per funzionare anche se gli elettrodi della candela sono in cortocircuito. Nel caso di sostituzione dei transistor al germanio P214A con quelli al silicio del tipo KT837D (E), il circuito del convertitore, e in effetti l'intero stroboscopio, deve essere modificato in modo significativo. I dati del trasformatore vengono modificati e vengono presentati requisiti aggiuntivi per la sua esecuzione. Ciò è dovuto al fatto che i transistor al silicio della serie KT837 sono più ad alta frequenza e il circuito realizzato su di essi è soggetto a eccitazione. Inoltre, per aprire questi transistor, è necessaria più tensione rispetto ai transistor al germanio. Quindi, per esempio, se in uno stroboscopio assemblato secondo lo schema di fig. 1, saldare al posto dei transistor P214A, ad esempio transistor KT837D, senza modificare nulla, il convertitore non funzionerà, entrambi i transistor verranno chiusi, affinché il convertitore inizi a funzionare, le resistenze dei resistori R2, R4 devono essere ridotte a 200-300 Ohm. Ciò riduce l'efficienza del convertitore e, soprattutto, senza una ragione apparente, può iniziare a generare oscillazioni sinusoidali ad alta frequenza con una frequenza di 50-100 kHz. alimentazione, prevenire il verificarsi di generazione ad alta frequenza. La potenza dissipata nei transistor aumenta notevolmente e il transistor si guasta dopo pochi minuti. Sulla fig. 2 mostra uno schema elettrico di uno stroboscopio per automobile su transistor al silicio KT837d. La potenza dissipata nei transistori del convertitore, in questo caso, è molto inferiore a causa della maggiore velocità dei transistori KT837D, e, di conseguenza, della maggiore pendenza dei fronti degli impulsi del convertitore; maggiore e l'affidabilità del convertitore. Considera le caratteristiche di questo schema. I condensatori C1, C7, collegati tra le basi dei convertitori a transistor e il meno della fonte di alimentazione, impediscono il verificarsi della generazione di alta frequenza.  Fig.2. Schema elettrico di uno stroboscopio automobilistico a transistor al silicio La polarizzazione di sblocco iniziale alle basi dei transistor V6, V7 è fornita da divisori di tensione sufficientemente ad alta resistenza R3, R2, R1, R9, R1O, R11 con una resistenza totale di circa 1000 ohm, le cui spalle inferiori hanno una resistenza di 100 ohm (rapporto di divisione 1/10). Tuttavia, grazie ai diodi V5, V10, la corrente di base dei transistor dagli avvolgimenti w1, w3 scorre attraverso resistori a bassa resistenza R1, R11 (10 ohm). Pertanto, è possibile soddisfare due requisiti contrastanti: ottenere un divisore ad alta resistenza per la polarizzazione iniziale con un resistore a bassa resistenza nel circuito di corrente di base. I circuiti C2, R5 e C3, R4 riducono a un livello accettabile i picchi di tensione che si verificano quando i transistor V6, V8 sono chiusi, che sono il risultato della loro velocità eccessiva. I valori di C2, C3, R4, R5 sono selezionati sperimentalmente per ogni progetto specifico del trasformatore T1. La resistenza R8 garantisce la scarica dei condensatori C4, C5, C6 negli intervalli tra queste emissioni, in modo che la tensione sui condensatori a motore fermo non superi la norma. I diodi V7, V9 eliminano i picchi di corrente inversa del collettore dei transistor V6, V8 nei momenti della loro chiusura. Senza questi diodi, l'ampiezza del picco di corrente inversa raggiunge 2 A. Inoltre, questi diodi proteggono i transistor V6, V8 in caso di polarità errata del collegamento dello stroboscopio. Sfortunatamente, la durata delle lampade flash è breve e non è facile ottenerne una nuova del tipo giusto. Con la comparsa sul mercato di LED domestici con un'intensità luminosa superiore a 2000 mcd (per confronto, per i LED della serie ALZO7-M alla stessa corrente, il valore di questo parametro è 10 ... 16 mcd), si è possibile utilizzarli in dispositivi stroboscopici amatoriali. Nel progetto descritto di seguito, viene utilizzato un gruppo di nove LED rossi KIPD21P-K. Il dispositivo è alimentato dalla rete di bordo dell'auto. Il diodo V1 (vedi diagramma in Fig. 3) protegge lo stroboscopio da un'errata inversione di polarità della tensione di alimentazione.  Riso. 3. Schema elettrico di uno strobo LED per autoveicoli. Il sensore capacitivo del dispositivo è una clip a coccodrillo convenzionale, che è fissata al filo ad alta tensione della prima candeletta del motore. L'impulso di tensione proveniente dal sensore, passando attraverso il circuito C1 R1 R2, viene inviato all'ingresso di clock del trigger DD1.1, attivato da un unico vibratore. Prima dell'arrivo dell'impulso, il one-shot è nel suo stato originale, l'uscita diretta del trigger è bassa e l'inverso è alto. Il condensatore C3 viene caricato (più dal lato dell'uscita inversa), viene caricato attraverso il resistore R3. Un impulso di alto livello avvia il one-shot, mentre il trigger commuta e il condensatore inizia a ricaricarsi attraverso lo stesso resistore R3 dall'uscita diretta del trigger. Dopo circa 15 ms, il condensatore si caricherà così tanto che il flip-flop tornerà nuovamente allo stato zero sull'ingresso R. Pertanto, il singolo vibratore risponde alla sequenza di impulsi del sensore capacitivo generando una sequenza sincrona di impulsi rettangolari di alto livello con una durata costante di circa 15 ms. La durata degli impulsi è determinata dalle valutazioni del circuito RЗСЗ. Le gocce positive di questa sequenza avviano il secondo one-shot, assemblato secondo lo stesso schema sul grilletto DD1.2. La durata dell'impulso del secondo vibratore singolo è fino a 1,5 ms. In questo momento, i transistor VT1 - VT3, che costituiscono l'interruttore elettronico, gli impulsi di corrente aperti e potenti - 1 ... 9 A fluiscono attraverso il gruppo di LED НL0,7-НL0,8. Questa corrente supera significativamente il valore del passaporto della massima corrente pulsata diretta consentita (100 mA) impostata per i LED. Tuttavia, poiché la durata degli impulsi è breve e il loro ciclo di lavoro in modalità normale è di almeno 15, non sono stati osservati surriscaldamento e guasto dei LED. La luminosità dei flash, fornita da un gruppo di nove LED, è abbastanza sufficiente per lavorare con uno stroboscopio anche di giorno. Al fine di verificare l'affidabilità del dispositivo, è stata eseguita una corsa elettrica di controllo dell'emettitore di luce ad una corrente per impulso di 1 A per un'ora. Tutti i LED hanno superato il test e non è stato rilevato alcun surriscaldamento. Si noti che di solito il tempo di utilizzo del dispositivo non supera i cinque minuti. È stato stabilito sperimentalmente che la durata dei flash dovrebbe essere compresa tra 0,5 ... 0,8 ms. Con una durata più breve, aumenta la sensazione di mancanza di luminosità dell'illuminazione dei segni, e con una durata più lunga, aumenta la loro "sfocatura". La durata richiesta può essere facilmente selezionata visivamente mentre si lavora con uno stroboscopio con un resistore di sintonia R4, che è incluso nel circuito di temporizzazione R4C4 del secondo vibratore singolo. Lo scopo del primo one-shot è proteggere i LED da guasti se il regime del motore viene accidentalmente aumentato durante l'utilizzo dello strobo. Abbiamo creato un modello di uno stroboscopio automobilistico basato sul principio del LED (vedi Fig. 4 (a, b)). L'alloggiamento è l'alloggiamento della lanterna.  Fig.4(a). Gruppo elettrico stroboscopio  Fig.4(b). Gruppo elettrico stroboscopio I test del dispositivo assemblato sono stati eseguiti con successo; viene utilizzato nel garage dell'Università Statale di Agraria di Stavropol. Le funzioni dello stroboscopio possono essere ampliate trasformandolo in un contagiri. Perché molti veicoli più vecchi che sono ancora in servizio non hanno questo dispositivo sul pannello del conducente. A tale scopo è stato assemblato un generatore di frequenza regolabile (GFR) di 10–15 Hz di ripetizione dell'impulso, che corrisponde a una frequenza di rotazione dell'albero motore nell'intervallo di 600–900 giri/min. In questo intervallo, di solito si trova il regime minimo del motore al minimo, a cui viene regolata la fasatura iniziale dell'accensione. L'impugnatura della resistenza variabile inclusa nel circuito di regolazione della frequenza del generatore RC era dotata di una scala tarata mediante un frequenzimetro digitale da laboratorio. Il segnale di uscita dell'HRF viene inviato all'ingresso invece del sensore all'ingresso dello stroboscopio. L'automobilista, dopo aver collegato il dispositivo, dirige un flusso luminoso intermittente, come nel caso precedente, le tarature dell'accensione alla puleggia dell'albero motore e, se necessario, lo regola sul valore specificato dal costruttore per questo veicolo. Dopo aver regolato la velocità dell'albero motore, si procede alla regolazione della fasatura dell'accensione secondo il metodo sopra, vedere 1-2. Perché la precisione nel determinare la velocità dell'albero motore è bassa, questo ci ha permesso di prendere una soluzione così semplice senza ricorrere allo sviluppo di una versione digitale del contagiri. Letteratura
Autore: KRUG; Pubblicazione: cxem.net
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