Вадим Колесник, г.Тирасполь
Сегодня во многих странах по правилам дорожного движения водители транспортных средств при движении в светлое время суток обязаны включать ближний свет фар, либо дневные ходовые огни (ДХО или DRL - Day Running Light). Современные автомобили либо оборудованы штатными (в основном светодиодными) ДХО и автоматикой включения, либо в них предусмотрена функция автоматического включения ближнего света фар после старта двигателя. Для автомобилей, не оборудованных подобными функциями, в продаже можно найти как светодиодные ДХО с блоком управления, так и отдельные контроллеры, которые подключаются к лампам фар ближнего света. Существует также множество схемных решений для самостоятельной сборки, от простых, реализующих включение ближнего света или светодиодных ДХО после включения зажигания, до более сложных с применением микроконтроллеров, имеющих дополнительные функции управления. С одним из таких вариантов контроллера ДХО, который подключается к лампам дальнего или ближнего света и хорошо зарекомендовал себя в работе, можно ознакомиться в моем дневнике на портале Радиолоцман. Замечу, что все подобные дополнительные устройства не являются штатными в бортовой сети автомобиля, поэтому необходимо предусмотреть дополнительные цепи защиты от перегрузки и КЗ, все они обладают своими достоинствами и недостатками и определенной схемой подключения к узлам автомобиля, что обязательно нужно учитывать в каждом конкретном случае.
В этой статье я хочу поделиться своим вариантом контроллера для управления светодиодными ДХО (Рисунок 1). Сразу следует отметить, что они также не относятся к штатному бортовому электрооборудованию, и их установка может быть запрещена.
 |
|
| Рисунок 1. | Вариант установки светодиодных ДХО на автомобиле. |
Логика работы и принципиальная схема
Ранее на страницах портала Радиолоцман была опубликована моя статья "Вежливое" освещение салона для автомобиля VW Sharan, где я представил простую схему управления освещением салона на микроконтроллере (МК) Atmel ATtiny13. Как видно на схеме, у МК остаются незадействованными несколько портов вода/вывода, а также доступен еще один канал встроенного ШИМ. Поэтому в моеме случае при разработке контроллера ДХО оптимальным вариантом было добавить в существующую схему контроллера освещения узел контроля включения зажигания и ближнего свта фар (или габаритных огей) и еще один силовой ключ для управления светодиодными ДХО.
Результирующая принципиальная схема (вежливое освещение + контроллер ДХО) изображена на Рисунке 2. Если в функции управления освещением салона нет нужды, то можно не подключать соответствующие элементы (Q1, R2, R3, D1), при этом немного изменится логика работы контроллера ДХО. Схема без функционала управления освещением салона изображена на Рисунке 3.
 |
|
| Рисунок 2. | Принципиальная схема контроллера светодиодных ДХО ( с поддержкой функции "вежливого" освещения салона). |
 |
|
| Рисунок 3. | Принципиальная схема контроллера светодиодных ДХО (без функции "вежливго" освещения салона). |
Пояснение к схеме: Light Control - сигал управления освещением салона (штатная функция блока "Комфорт", активный низкий уровень), Ignition - сигнал включения зажигания (активный низкий уровень), DRL_Control - сигнал включения ближнего света фар (активный низкий уровень), DRL - выход для подключения светодиодных ДХО, Light - выход на лампы (светодиоды) освещения салона.
Для питания МК используется регулятор напряжения серии 78L05, на выходе которого установлена фильтрующая емкость 33 мкФ 16 В.
Для управления светодиодными ДХО в свою схему я добавил:
- силовой ключ на N-канальном MOSFET NIKKO P3055LD, на затвор которого подается ШИМ сигнал с выхода МК OC0B (PB1);
- схему контроля сигнала «Зажигание включено» (Ignition) на транзисторе Q3;
- схему контроля включения ближнего света фар или габаритов (DRL_Control) на транзисторе Q4.
В общем случае (без связки с освещением салона) контроллер обеспечивает:
- плавное включение ДХО при включении зажигания с небольшой задержкой;
- плавное выключение ДХО после выключения зажигания;
- плавное выключение ДХО при включении ближнего света фар (или габаритных огней).
В моем случае, когда в связке используются функция вежливой подсветки салона и контроллер ДХО, обеспечивается более гибкое (и как оказалось, более практичное в темное время суток) управелние ДХО:
- плавное включение ДХО при снятии автомобиля с охраны, при открывании дверей;
- плавное выключение ДХО и освещения салона с задержкой около 15 секунд после закрытия всех дверей;
- плавное выключение ДХО при постановке на охрану, при закрытии всех дверей;
- плавное включение ДХО и одновременное выключение освещения салона (если все двери закрыты) при включении зажигания с небольшой задержкой;
- плавное выключение ДХО после выключения зажигания;
- плавное выключение ДХО при включении ближнего света фар (или габаритных огней).
Схемы узлов контроля сигналов управления ДХО на транзисторах Q3 и Q4 (CMPT2222A) идентичны. Например, при включении зажигания положительный потенциал (+12 В) подается на базу транзистора Q3, который открывается и подает лог. 0 на порт МК PB2. Отмечу, что можно упростить схему, применив вместо транзистора делитель на резисторах (Рисунок 4), но в этом случае, например, при включении зажигания на порт PB2 будет подаваться высокий логический уровень, что потребует некоторых изменений в программе МК.
 |
|
| Рисунок 4. | Упрощенная схема узлов контроля сигналов включения зажигания и ближнего света фар на резистивном делите (потребует корректировки прошивки). |
Плавное включение/выключение ДХО реализуется с помощью ШИМ (режим fast PWM таймера/счетчика 0 микроконтроллера), канал OC0B (порт PB2, вывод 6). Отслеживание сигналов управления осуществляется с помощью прерывания по изменению логического уровня на выводах портов PB2 и PB3.
Программа микроконтроллера
Исходный код программы МК написан на Си в интегрированной среде разработки AVR Studio 4.16 и снабжен подробными комментариями, однако следует отметить несколько моментов. Изначально настраиваем порты ввода/вывода, разрешаем использование режимов пониженного энергопотребления, настраиваем регистр прерываний по изменению логического уровня на выводах порта PB4-PB2, отключаем аналоговый компаратор и АЦП. Затем инициализируем таймер/счетчик 0 в режим быстрого ШИМ с 2 выходными каналами (OC0A, OC0B) и устанавливаем флаг глобального прерывания в регистре SREG. В основном цикле программы лишь одна команда – перевод микроконтроллера в спящий режим.
В обработчике прерывания по изменению логического уровня на выводе МК определяется состояние сигналов управления, выставляются соотвествующие флаги режимов работы. Управление ШИМ выходами, инкремен/декремент значения ШИМ выполняется с помощью конструкции switch-case в обработчике прерывания по переполнению таймера 0 (Timer0).
Микроконтроллер работает от внутреннего осциллятора 9.6 МГц. При программировании МК необходимо установить следующую конфигурацию Fuse-битов: младший байт 7A, старший байт FF. На Рисунке 5 изображена конфигурация МК при использовании калькулятора Fuse-битов. Другими словами, установка Fuse-битов сводится к отключению внутреннего делителя тактовой частоты на 8 (Fuse-бит CKDIV8=1, не запрограммирован).
 |
|
| Рисунок 5. | Конфигурация Fuse-битов микроконтроллера. |
Печатную плату для схемы не проектировал, для монтажа использовал кусочек фольгированного стеклотекстолита, на котором вручную нарезал дорожки. Элементы применил в корпусе для поверхностного монтажа (за исключением диода D1, регулятора напряжения U2 и конденсаторов С1 и С2).
При установке светодиодных ДХО и контроллера следует предусмотреть схемы защиты или установку отдельного предохранителя.Подключение контроллера к бортовой сети не вызовет осложнений. Сигнал Ignition (включение зажигания) можно отыскать с пмощью простого вольтметра, например в блоке предохранителей автомобиля, а сигнал DRL_Control - можно взять непосредствнно с ламп ближнего света или габаритных огней. Данный вариант контроллера ДХО эксплуатируется на моем автомобиле уже в течение года. Каких-либо отклонений в работе схемы не замечено.
Загрузки
Принципиальная схема в формате PDF - скачать
Исходный код программы микроконтроллера и прошивка (AVR Studio 4.16)- скачать
