Оглавление:
Много лет назад заменил лампу накаливания в салоне Toyota Hilux на печатную плату со светодиодами. Они доступны на Али по очень низким ценам. Преимуществом является более высокая светоотдача, так как оригинальная лампа мощностью 8 Вт заметно тусклая. Правда внешний вид массива из 36 светодиодов в центре плафона выглядит немного слабовато, да и после нескольких лет использования диоды начали выходить из строя один за другим. Поэтому и возникла идея разработки своей светодиодной печатной платы, которая прекрасно вписывалась бы в OEM-светильник. Цель состоит в том, чтобы получить высокий световой поток, хороший индекс цветопередачи и высокую надежность.
Обратите внимание, что эта сменная светодиодная плата может подойти и для других моделей Toyota, например Fortuner, Hiace и Tacoma. Также многие модели Corolla имеют схожее внутреннее освещение. Да и для других авто, при желании, легко адаптировать этот проект.
Схема драйвера светодиодов
Всегда полезно управлять светодиодами постоянным током. Есть много разных способов добиться этого. Если нужна хорошая эффективность, вы можете соединить несколько светодиодов последовательно и управлять цепочкой с помощью повышающего преобразователя, регулирующего ток. В остальном это очень хорошее решение, но ему не хватает надежности. Если один светодиод выйдет из строя из-за обрыва цепи, все другие светодиоды в цепочке станут темными.
Решено использовать источник постоянного тока на транзисторах NPN. Схема показана. Vbe Q15 и сопротивление R1 задают ток, который в данном случае составляет 0,6 В / 22 Ом = 27 мА. Поскольку прямое напряжение белого светодиода обычно около 3 В, то не выйдет включить более 3-х светодиодов последовательно в 12 В. С этой схемой ток светодиода остается постоянным, если напряжение автомобильного аккумулятора меняется в пределах 10 В… 14 В. Избыточное напряжение гасится транзистором Q1, поэтому он должен уметь рассеивать тепло. Использовалось в общей сложности 14 линий LED, а значит отказ одного компонента приведет к тому, что только 3 светодиода погаснут. Также тепловая нагрузка распределяется между многими компонентами, что тоже хорошо.
Схема задержки выключения
Свет в салоне Hilux не имеет задержки, поэтому добавили заодно и схему задержки отключения. Сигналы +12 В, Масса и DOOR уже доступны на лампе.
Когда дверь открыта, сигнал DOOR замыкается на землю. Это активирует источник тока, образованный Q32 и Q33, который заряжает конденсатор C1. Два эмиттерных повторителя Q30 и Q31 буферизируют напряжение C1 и подают сигнал LED_DRIVE на 14 линий светодиодов, описанных выше. Эмиттерные повторители усиливают ток и, следовательно, уменьшают нагрузку на C1. В противном случае ток, потребляемый цепями светодиодов, немедленно разрядит конденсатор.
Когда дверь закрыта, Q33 отключается, а конденсатор C1 разряжается через R35. Когда напряжение C1 падает, сигнал LED_DRIVE также уходит. Светодиоды будут оставаться включенными с постоянной яркостью в течение нескольких секунд, а затем медленно гаснут.
Подключение ACC является необязательным. Тем более этот сигнал часто недоступен на потолке салона. Тогда можно провести провод от места, где есть +12 В, когда ключ зажигания находится в положении ACC или ON. Назначение этого сигнала — отменить задержку при включенном зажигании. Когда ACC равно +12 В, а DOOR на GND, ток от Q33 проходит через R33. Ток 27 мкА через резистор 100 кОм устанавливает напряжение на C1 примерно 2,7 В, чего достаточно чтобы светодиоды светились почти на полную яркость. При закрытии двери свет гаснет медленно, без дополнительной задержки. Это имитирует работу внутреннего освещения в новых автомобилях, но с аналоговой электроникой вместо ШИМ, управляемой микроконтроллером.
Если в вашем автомобиле уже есть задержка или хотите отключить задержку, то можете просто убрать C1. Если наблюдаете проблему, что свет вообще не выключается, когда закрываете дверь авто — это может быть вызвано некоторой дополнительной нагрузкой на сигнал DOOR, вызванной, например, сигнализацией. Попробуйте уменьшить R32 до 22к или 4к7.
Плата спроектирована таким образом, чтобы без каких-либо модификаций вписывалась в штатный купольный светильник. Она фиксируется на месте с помощью 2 оригинальных автомобильных винтов. На верхней стороне платы расположены все светодиоды. Есть места, где еще есть место для светодиодов, но разместить их симметрично будет невозможно. Симметричное размещение выглядит намного красивее, иначе при работе будет казаться, что часть светодиодов сгорела. Все остальные детали схемы находятся на нижней стороне платы. Место для компонентов есть только в центре. Краевые области используются для охлаждения транзисторов средней мощности BCX55-16. Все резисторы и конденсаторы типоразмера 0805. Скачать файлы платы.
Инструкции по установке платы
- Установите переключатель в положение ВЫКЛ.
- Снимите плафон. Легче всего открыть из отверстия переключателя. Или просто потяните пальцем из отверстия переключателя прямо вниз.
- Снимите старую лампочку.
- Установите новый адаптер. Красный провод должен быть на конце переключателя, как показано на рисунке.
- Удалите два винта с крестообразным шлицем. Лампа может отсоединиться от потолка.
- Подсоедините провода от адаптера к разъему X1 на плате. Красный провод к +12 В, черный провод к DOOR.
- Установите плату на место, убедитесь, что провода не пережаты.
- Убедитесь, что отверстия для винтов совпадают с резьбой на крыше. Закрепите лампу и печатную плату винтами.
Теперь можете проверить работу. Обратите внимание, что задержка активируется также при переводе переключателя из положения ON в положение OFF, поэтому он не выключается сразу. Если все в порядке, верните плафон обратно.
Результат и сравнение
После всей упорной работы наградой станет улучшенное освещение салона. Фотография сделана посреди ночи, свет исходит только от внутреннего плафона. Затем несколько фото где сравнивается с оригинальной лампой накаливания и дешевыми светодиодами. Три снимка ниже сделаны с одинаковыми настройками выдержки и диафрагмы.
Как видно, сравнение внутреннего освещения между лампами накаливания и светодиодными матрицами однозначно в пользу самодельного варианта.
