Плавное включение ламп накаливания: принцип работы, изготовление и монтаж

Содержание

Прометей 2020года
Назначение реле фар
Применяемость
Преимущества
Схемы включения
Схемы включения Прометей 2017
Блокировка включения фар
Установка реле фар
Паспорт устройства
Купить реле фар

Для управления световыми приборами мы разработали и выпускаем: контроллер фар «Меркурий», контроллер ДХО «Эклипс» и реле фар «Прометей»

Реле фар «Прометей» устанавливается взамен штатного реле фар для обеспечения плавного включения галогеновых ламп. Также оно может быть установлено на автомобили, коммутирующие лампы фар без штатного реле, непосредственно подрулевым переключателем. Это разгрузит подрулевой переключатель и многократно увеличит его срок службы. Возможно также использование его для плавного включения-выключения ламп салона.

С 2020года есть два поколения «Прометеев» — «Прометей-А\К» (подороже и более функциональный) и «Прометей 2017» (дешевый, упрощенный, но универсальный по типу выхода).

При включении подрулевого переключателя света фар Реле фар «Прометей-А\К» разжигает лампу фары в течении 0.2-1.6сек, после этого лампа светит в полную мощность. «Прометей 2017» плавно включает за фиксированную длительность 0.3сек.

Реле фар «Прометей» может быть использована как для фар с коммутируемым проводом +12В, это «Прометей-А», так и с коммутируемым проводом массы, это «Прометей-К». Входы управления обоих «Прометеев» равнозначны между собой, а по силовому выходу Прометеи разделены для коммутации ламп по плюсу и по минусу, так защита силового выхода работает более эффективно.

Время розжига несложно программируется выбором из трех градаций (малое, среднее, большое)

«Прометей 2017» умеет коммутировать лампы и по «плюсу» и по «минусу», но не имеет защиты по выходу.

Основные отличия версии 2020года «Прометей 2017»:

коммутация и по «плюсу» и по «минусу» в одном изделии,
уменьшено количество проводов с 6 до 4, нет провода «зажигание» и «массы», все провода вставляются в колодку заменяемого механического реле, питание устройства — от проводов управления,
нет защиты на выходе,
нет программирования длительности плавного включения, по умолчанию установлено 0.3сек.
Прометей 2020 имеет более совершенную внутреннюю защиту в сравнении с Прометеем 2020.

Предыстория

Светодиодные лампы, которые сейчас появляются почти в каждом доме и учреждении, обещают нам экологичность и очень долгий срок службы, как бы большую экономию. То есть, если старые добрые лампы накаливания служили нам, или должны были служить 1000 часов, то светодиодные должны работать не менее 20 тысяч часов – в 20 раз больше (отсюда и вытекает их высокая стоимость).

Но человечество напрасно разочаровалось в лампах накаливания. В их недолгом сроке службы виновата не технология, а заговор их же производителей. Как известно из истории, первый сговор между производителями ламп накаливания состоялся в 1924 году. Они решили, что слишком хорошие лампы – это плохо. Лампа будет долго гореть, и новые будут реже покупать. Поэтому было решено искусственно занизить срок их службы ещё в процессе изготовления. Уменьшили длину спирали, уменьшили диаметр подводящих медных проводников внутри колбы лампы, которые идут от держателей спирали до контактов патрона. Всё, лампы стали работать с перекалом, часто перегорать от небольшого перепада напряжения, особенно в момент их включения. Очень часто даже перегорал тоненький медный проводник внутри лампы, а сама спираль умудрялась оставаться целой. Этот заговор, в свою очередь, не только позволил бизнесменам продавать худший продукт, чтобы больше заработать, но и стал основой всей современной экономики потребления. Поэтому я очень сильно сомневаюсь в том, что светодиодные лампы, как им положено, отработают свои 20 000 часов. Они так же «летят» ничуть не реже своих накальных собратьев, и если с экологией ещё понятно, то какой либо экономией тут и не пахнет. Но вернёмся к лампам накаливания и к галогенным лампам.

Хорошо известно, что галогенные лампы и лампы накаливания в основном перегорают в момент их включения, когда нихромовая спираль находится в холодном состоянии и имеет наименьшее активное сопротивление. В этот момент через неё будет протекать максимальный ток, особенно тогда, когда включение лампы происходит на пике синусоидальной волны переменного напряжения. Но можно намного продлить срок службы такой лампы, если нить накаливания разогревать постепенно, в течении нескольких секунд.

Простая схема продления ресурса ламп накаливания

Это простое устройство плавного пуска ламп позволяющее многократно снизить риск перегорания ламп и продлить их ресурс.

Лампы накаливания в большинстве случаев перегорают в момент включения. Это происходит потому что холодная нить накаливания имеет меньшее сопротивление, чем горячая нить. Поэтому в момент включения ток проходящий через лампу в десятки раз превышает номинальный. Это длится короткий момент, но этого бывает достаточно, чтобы вывести лампу из строя.

Для продления ресурса ламп в промышленных условиях применяют системы плавного пуска. Представленная схема является самой простой. Здесь в разрыв существующей цепи питания ламп ставятся реле и резистор. Обмотка реле питается параллельно лампе. Как это работает: после включения фар, они зажигаются тускло, как габариты и примерно через полсекунды включаются на полную мощность. В таком режиме зажигания лампы будут жить гораздо больше, особенно перекалки (+50, +90 и т.п.).

Потребуется:

Реле (на каждую лампу) — Реле можно использовать любые 12-ти вольтовое на ток более 5А, можно и автомобильные.
Резистор (номиналом 0,1-0,5 Ом) — подбирается индивидуально под характеристики реле, так чтобы реле срабатывало при максимально возможном значении сопротивления. Резистор нужно использовать мощный керамический около 5 Ватт.

Размещение: две релюшки можно установить где угодно (например, под капотом возле фар или в блоке предохранителей).

Это интересно: Обозначение розеток и выключателей на строительных чертежах и электрических схемах по ГОСТ — рассматриваем все нюансы

Особенности подключения светодиодов

В большинстве случаев для подключаемых светодиодов требуется ограничение тока с помощью резисторов. Но, иногда вполне возможно обойтись и без них. Например, фонарики, брелоки и другие сувениры со светодиодными лампочками питаются от батареек, подключенных напрямую. В этих случаях ограничение тока происходит за счет внутреннего сопротивления батареи. Ее мощность настолько мала, что ее попросту не хватит, чтобы сжечь осветительные элементы.

Однако при некорректном подключении эти источники света очень быстро перегорают. Наблюдается стремительное падение яркости свечения, когда на них начинает действовать нормальный ток. Светодиод продолжает светиться, но в полном объеме выполнять свои функции он уже не может. Такие ситуации возникают, когда отсутствует ограничивающий резистор. При подаче питания светильник выходит из строя буквально за несколько минут.

Одним из вариантов некорректного подключения в сеть на 12 вольт является увеличение количества светодиодов в схемах более мощных и сложных устройств. В этом случае они соединяются последовательно, в расчете на сопротивление батарейки. Однако при перегорании одной или нескольких лампочек, все устройство выходит из строя.

Существует несколько способов, как подключить светодиоды на 12 вольт схема которых позволяет избежать поломок. Можно подключить один резистор, хотя это и не гарантирует стабильную работу устройства. Это связано с существенными различиями полупроводниковых приборов, несмотря на то, что они могут быть из одной партии. Они обладают собственными техническими характеристиками, отличаются по току и напряжению. При превышении током номинального значения один из светодиодов может перегореть, после этого остальные лампочки также очень быстро выйдут из строя.

Варианты схем

В магазинах предлагается широкий выбор устройств плавного пуска для ламп от российских и зарубежных производителей. Монтаж не требует особой квалификации. Нужно сделать разрыв провода фазы, ведущего к лампе накаливания, и подключить прибор при помощи клеммников.

При отсутствии клеммников провода спаиваются.

Чаще всего на производствах используется одна из трех схем:

туристорная;
симисторная;
специализированная (обычно микросхема КР1182ПМ1или DIP8).

В сети 220 В

Самая простая схема плавного включения ламп туристорная.

Для самостоятельного изготовления требуются:

лампа накаливания;
4 диода (для создания выпрямительного моста);
туристор;
конденсатор (10 мкФ);
2 резистора (один из них переменной емкости).

Время включение определяет переменное сопротивление.

В момент включения ток проходит через лампочку, выпрямляется мостом, проходит через резистор и начинает скапливаться в конденсаторе. После достижения определенного порога зарядки ток подается на туристор, он немного открывается. По мере наполнения конденсатора туристор открывается все больше, лампочка постепенно загорается. Максимальная мощность света достигается при полной зарядке конденсатора.

Лампочки накаливания рассчитаны на 220 В (на практике может быть до 240 В). Диоды и туристор выбираются, базируясь на этот показатель. При самостоятельном изготовлении необходимо учесть, что можно использовать любые диоды с напряжением от 300 В и туристор, способный выдерживать мощность от 2 кВт. Емкость накопителя тоже большого значения не имеет

Важно знать, что при ее уменьшении лампочка будет зажигаться быстрее

Использование симистора (попупроводникового ключа) позволяет уменьшить количество элементов в туристорной схеме.

Используется:

дроссель;
2 резистора;
конденсатор;
диод;
симистор.

По принципу действия эта схема мало отличается от предыдущей. Время включения определяет цепочка из резистора и конденсатора, которые подключены через диод. По мере наполнения емкости конденсатора постепенно открывается симистор, через который подпитана лампочка накаливания. Она загорается не мгновенно, а плавно. Такой прибор более удобен в использовании благодаря небольшим размерам.

Плавный пуск ламп при помощи приборов, созданных на основе микросхемы КР1182ПМ1(DIP8), можно использовать с источниками освещения, обладающими мощностью до 150 Ватт.

Основа этого прибора – 2 туристора и 2 системы управления. Время регулируется резистором и конденсатором. Силовую часть от управляющей отделяет симистор, подключенный через задающий ток резистор. Работу внутренних туристоров регулируют 2 наружных конденсатора, от помех, создаваемых сетью, защищает дополнительный конденсатор и резистор.

При использовании этой схемы свет не только плавно включается, но и плавно выключается. Длительность загорания и затухания регулируется подбором емкости конденсаторов.

Плавное включение обладает существенным недостатком – снижением яркости светового потока. Для достижения оптимального уровня освещения требуются лампы с максимальной мощностью.

Для одноклавишных выключателей существует схема на основе транзистора. Когда лампочка накаливания выключена, он закрыт. После включения напряжение через резистор и диод поступает на конденсатор, он начинает заряжаться. Максимальный уровень (9,1 В) ограничивает стабилитрон.

После достижении оптимального напряжения транзистор начинает открываться, нить накаливания лампочки, подключенной последовательно, постепенно нагревается. Обязателен второй резистор у конденсатора, обеспечивающий его разрядку после выключения. Основное преимущество использования транзистора – отсутствие мерцания лампочки накаливания.

При напряжении 12 В

Если светильник точечный, то используется трансформатор, преобразующий 220 вольт в 12 вольт. Для подключения к 12 В устройства плавного пуска он устанавливается перед преобразователем напряжения.

Если такой прибор необходим для автомобиля, требуются специальные схемы – импульсные или линейные (ШИМ-регуляторы).

Линейные подключаются к источникам света параллельно. После включения ток проходит через резистор, лампы тусклые. После подключения реле они загораются на всю мощность.

Резистор должен быть керамический, мощность примерно 5 Вт, сопротивление 0,1-0,5 Ом.

Импульсные схемы создаются на основе полевого транзистора, подающего ток короткими импульсами. За счет этого нити накаливания не нагреваются до уровня, при котором возможен разрыв. В перерывах между импульсами ток успевает равномерно распределиться по нити, выравнивая сопротивление.

Плавное включение и выключение светодиодов: схемы розжига

В некоторых случаях требуется реализовать схему плавного включения или выключения светодиода (LED). Особенно востребовано данное решение в организации дизайнерских решениях.

Для осуществления задуманного есть два пути решения. Первый – покупка готового блока розжига в магазине. Второй – изготовление блока своими руками.

В рамках статьи выясним, почему стоит прибегнуть ко второму варианту, а также разберем самые популярные схемы.

Покупать или делать самому?

Если нужно срочно или нет желания и времени собирать блок плавного включения светодиодов своими руками, то можно и купить готовое устройство в магазине. Единственный минус – цена. Стоимость некоторых изделий, в зависимости от параметров и производителя, может превышать в несколько раз себестоимости устройства сделанного своими руками.

Если есть время и особенно желание, то стоит обратить внимание на давно разработанные и проверенные временем схемы плавного включения и выключения светодиодов

Что нужно

Для того, чтобы собрать схему плавного розжига светодиодов в первую очередь потребуется небольшой набор радиолюбителя, как навыков, так и инструментов:

паяльник и припой;
текстолит для платы;
корпус будущего устройства;
набор полупроводниковых приборов (резисторы, транзисторы, конденсаторы, светодиоды, диоды и т.д.);
желание и время;

Как видно из списка, ничего особенного и сложного не требуется.

Основа основ плавного включения

Давайте начнем с элементарных вещей и вспомним, что такое RC – цепь и как она связана с плавным розжигом и затуханием светодиода. Посмотрите на схему.

В ее состав входит всего три компонента:

R – резистор;
C – конденсатор;
HL1 – подсветка (светодиод).

Два первых компонента и составляют RC – цепь (произведение сопротивления и емкости). От увеличения сопротивления R и емкости конденсатора C увеличивается время розжига LED. При уменьшении, наоборот.

Мы не будем углубляться в основы электроники и рассматривать, как протекают физические процессы (точнее ток) в данной схеме. Достаточно знать, что она лежит в основе работы всех устройств плавного розжига и затухания.

Рассмотренный принцип RC – задержки лежит в основе всех решений плавного включения и выключения светодиодов.

Схемы плавного включения и выключения светодиодов

Разбирать громоздкие схемы не имеет смысла, т.к. для решения большинства задач справляются простые устройства, работающие на элементарных схемах. Рассмотрим одну из таких схем плавного включения и выключения светодиодов. Несмотря на простоту, она имеет ряд плюсов, высокую надежность и низкую себестоимость.

Состоит из следующих деталей:

VT1 – полевой транзистор IRF540;
C1 – конденсатор емкостью 220 mF и напряжением 16V;
R1, R2, R3 – резисторы номиналом 10, 22, 40 kOm соответственно;
LED – светодиод.

Работает от напряжения 12 Вольт по следующему алгоритму:

При включении схемы в цепь питания через R2 протекает ток.
В это время C1 набирает емкость (заряжается), что обеспечивает постепенное открытие полевика VT
Возрастающий ток на затворе (вывод 1) протекает через R1, и заставляет постепенно открываться сток полевика VT
Ток уходит на исток все того же полевика VT1 и далее на LED.
Светодиод постепенно усиливает излучение света.

Варианты схем

При отсутствии клеммников провода спаиваются.

Чаще всего на производствах используется одна из трех схем:

туристорная;
симисторная;
специализированная (обычно микросхема КР1182ПМ1или DIP8).

В сети 220 В

Самая простая схема плавного включения ламп туристорная.

Для самостоятельного изготовления требуются:

лампа накаливания;
4 диода (для создания выпрямительного моста);
туристор;
конденсатор (10 мкФ);
2 резистора (один из них переменной емкости).

Время включение определяет переменное сопротивление.

Важно знать, что при ее уменьшении лампочка будет зажигаться быстрее

Используется:

дроссель;
2 резистора;
конденсатор;
диод;
симистор.

При напряжении 12 В

Резистор должен быть керамический, мощность примерно 5 Вт, сопротивление 0,1-0,5 Ом.

Управление регулятором посредством ПДУ

В основном состоянии устройство на управляющие сигналы ПДУ не реагирует, и вы можете им пользоваться для управления бытовой техникой.

Для дистанционного управления устройством, направьте на него ПДУ и нажмите любую кнопку. Удерживайте ее в нажатом состоянии примерно в течение 2,5 секунд (время задержки в 2,5 секунды можно позже изменить), по истечении которых устройство издаст короткий звуковой сигнал и освещение один раз мигнет, если свет включен. Теперь устройство готово к приему команд.

Короткое нажатие на кнопку

Быстро нажмите и отпустите кнопку (время нажатия не более 0.5 секунды). Если освещение было включёно, то оно выключится; и на оборот если освещение выключено — включится на полную яркость. Таким образом осуществляется функция дистанционного выключателя света.

Непрерывное нажатие

Нажмите кнопку и удерживайте ее в нажатом положении. Произойдет плавное изменение яркости света в сторону увеличения или уменьшения. Для смены направления изменения яркости отпустите кнопку, а затем вновь нажмите и удерживайте непрерывно. Как только нужный уровень освещения достигнут, отпустите кнопку. Устройство запомнит этот уровень.

Двойное нажатие на кнопку

Быстро нажмите кнопку, отпустите, опять быстро нажмите и отпустите. Период времени между нажатиями на кнопку должен быть больше 0.2 секунды и меньше 0.5 секунды. После завершения управления, устройство готов к приёму команд в течение ещё 4 секунд с момента последнего нажатия на кнопку.

По истечению 4 секунд устройство произведет короткий звуковой сигнал и один раз мигнёт светом. После этого можно использовать ПДУ по его прямому назначению.

Как это работает

К VCC+ подключаем источник питания +12 вольт. К REM подключаем управляющий плюс, конкретно в автомобиле это будет плюс зажигания. С контактами LED все должно быть понятно, «+» и «-» светодиодов.

На схеме T1 транзистор BC817 — отечественный аналог КТ503. Транзистор Т2 — IRF9540.

Если вы захотите увеличить время розжига вам необходимо увеличить номинал R2, для уменьшения соответственно понизить. Для управления временем гашения аналогичную операцию необходимо проделать с резистором R3.

Чтобы минимизоровать плату использовал SMD резисторы, а для удобства применил терминальные блоки.

Платы изготовлены технологией ЛУТ. И после проделанных манипуляций получаем компактное и полезное устройство:

Помимо чисто декоративной функции, например, подсветки автосалона, применение плавного включения, или розжига, имеет основательное практическое значение для светодиодов – существенное продление срока службы. Поэтому рассмотрим, как сделать своими руками устройство для решения такой задачи, стоит ли вообще самостоятельно его мастерить или лучше купить готовое, что для этого потребуется, а также какие варианты схем при этом доступны для любительского изготовления.

Первейший вопрос, возникающий при необходимости включения в схему модуля плавного розжига светодиодов, это сделать ли его самостоятельно или купить. Естественно, легче приобрести готовый блок с заданными параметрами. Однако у такого способа решения задачи есть один серьезный минус – цена. При изготовлении своими руками себестоимость такого приспособления снизится в несколько раз. Кроме того, процесс сборки не займет много времени. К тому же, существуют проверенные варианты устройства – остается лишь обзавестись нужными компонентами и оборудованием и правильно, в соответствии с инструкцией их соединить.

https://youtube.com/watch?v=tAWxBFV7fzI

Нюансы формирования скрутки

При скручивании двух проводов, их обнаженные концы складываются буквой «Х» так, чтобы пересечение находилось у начала изоляции. Затем кончики жил зажимаются пальцами и перекручиваются, сколько возможно. Далее процессу помогают плоскогубцами.

Таким же образом соединяются три провода и более. Если соединение выходит одновременно длинным и гибким, его складывают пополам, поджимая пассатижами. Укороченной скрутке требуется меньше изоленты.

Чем больше длина очищенных хвостиков проводов, тем легче будет делать скрутки, и надежней получится контакт – а лишнее всегда можно подрезать

Изолента начинает накладываться с заводской изоляции проводов скрутки на ширину ленты. После прохода одним слоем до окончания оголенных хвостиков, делается еще пара оборотов, как бы заматывающих воздух. Эта «пустота» загибается обратно на скрутку – получается защищенный торец, и доматывается второй ряд с обязательным заходом на основную изоляцию жил.

Плавный розжиг и затухание светодиодов, схема

Простой электро тюнинг автомобиля с помощью плавно вспыхивающих и гаснущих светодиодов. Отечественные автомобили выпускаются с расчётом на среднего потребителя. Многих автолюбителей это не устраивает, поэтому такое авто стремятся доработать. Прежде всего, это касается подсветки приборной доски и салона.

Устройство плавной регулировки светодиодной подсветки можно собрать самому. В интернете легко найти интересную схему.

Без всякого сомнения, самой простой и надёжной является схема на полевом транзисторе. Рассмотрим подробнее.

Подсветка приборки.

Когда говорят о доработке приборной панели, то имеют в виду тюнинг электрики, который позволяет с помощью светодиодов сделать её уникальной.

Немного о работе схемы….

После включения зажигания, схема запитывается напряжением +12 V и переводится в режим ожидания.

При включении габаритов управляющее напряжение +12 V через цепочку, состоящую из диода D2 и резистора R1, поступает на транзистор КТ 503. Транзистор открывается. Электролитический конденсатор С1 заряжается.

Плавно растущее напряжение, подаётся на полевой транзистор VT1. Он плавно открывается, и постепенно увеличивает выходное напряжение, поступающее на светодиоды. Происходит их плавное загорание.

При выключении габаритов, снимается управляющее напряжение, и закрывается транзистор КТ 503. Электролитический конденсатор С1 плавно разряжается через R3. Следовательно, уменьшается напряжение на транзисторе VT1, а значит и выходное напряжение.

По мере разрядки конденсатора гаснут светодиоды.

Когда конденсатор полностью разрядится, схема снова переходит в режим ожидания, при котором потребляемый ток почти отсутствует.

Нагрузкой транзистора VT1 может быть сборка на светодиодах LED или светодиодная лента. Транзистор IRF 9540 может работать с нагрузкой до 140 Вт.

В схеме допускается производить регулировки:

Подсветка салона

Плавная подсветка салона имеет свои достоинства:

во-вторых, плавное изменение освещения положительно влияет на эстетику салона, и делает его более привлекательным.