56

Elektronika dla Wszystkich

Układ sterowania oświetleniem kabi-

ny samochodu służy do regulacji prą-

du płynącego przez żarówkę poprzez

zmianę współczynnika wypełnienia

impulsów. Rozjaśnienie jest realizo-

wane przez wydłużenie czasu trwa-

nia impulsów, ściemnianie zaś przez

ich skracanie.

Otwarcie drzwi samochodu będzie

powodować rozjaśnianie oświetlenia

wnętrza samochodu przez kilka se-

kund, a potem świecenie pełną mocą

przez ustalony czas, a na koniec wol-

ne zgaszenie żarówki. Jeżeli drzwi zo-

staną zamknięte wcześniej, to auto-

matycznie lampka zacznie wolno ga-

snąć.

Opis układu

Na rysunku 1 zamieszczony został schemat
ideowy. W stanie spoczynku żarówka L1 nie
świeci a wyłącznik drzwiowy jest rozwarty.
W momencie otwarcia drzwi samochodu
przełącznik P1 zostanie zwarty. Spowoduje
to podanie ujemnego impulsu na wejście wy-
zwalające 2 układu U1, pracującego tym ra-

zem w roli przerzutnika monostabilnego. Na
wyjściu Q pojawi się dodatnie napięcie usta-
lone przez czas t=1,1*(PR1+R7+R8)*C4. Z
wartościami takimi jak na schemacie czas ten
można regulować potencjometrem PR1 w
granicach od około 6s do ponad 50s. Stan
wysoki z wyjścia Q włączy diodę LED i jed-
nocześnie zacznie ładować kondensator C5
przez rezystory R9, R10. Kondensator ten
jest połączony z wejściem odwracającym (6)
wzmacniacza operacyjnego U2B, pracujące-
go jako komparator. Do drugiego wejścia (5)
podawany jest przebieg zbliżony do piłok-
ształtnego z kondensatora C6. Wzmacniacz
U2A pracuje jako generator. Częstotliwość
generowanego przebiegu wynosi około
900Hz. Na wyjściu (7) komparatora U2B
pojawiają się ujemne impulsy, kiedy napię-
cie na wyprowadzeniu 6 przewyższa war-
tość napięcia na wyprowadzeniu 5. Impulsy
te doprowadzane są do tranzystora T2, który
z kolei wysterowywuje tranzystor polowy
T4, pracujący jako element regulujący
oświetlenie. Zastosowanie tego tranzystora
było podyktowane małym spadkiem napię-
cia pomiędzy źródłem a drenem (w moim

modelu przy pełnym wysterowaniu wynosi
50mV), a przede wszystkim małymi strata-
mi mocy. Tak więc gdy drzwi zostaną
otwarte, żarówka będzie się rozjaśniać w
tempie zależnym od wartości C5, R9 i R10.
Czas do pełnego otwarcia tranzystora T4,
tzn. zmniejszenia spadku napięcia do warto-
ści minimalnej, w modelu wynosił 8s. Jeże-
li drzwi zostaną zamknięte przed upływem
stałej czasowej (PR1, R7, R8, C4), to za po-
średnictwem kondensatora C1 dodatni im-
puls otworzy tranzystor T1, który spowodu-
je szybkie doładowanie kondensatora C4 i
zmianę stanu wyjściowego (3) Q. Stan niski
będzie teraz rozładowywał kondensator C5
przez rezystor R9. Żarówka będzie powoli
gasnąć. Czas do całkowitego wygaszenia
wynosi około 10s. Tak samo żarówka bę-
dzie wygaszona, jeżeli pozostawimy otwar-
te drzwi przez dłuższy czas (kondensator C4
zostanie naładowany przez PR1, R7 i R8).

Reasumując, każde otwarcie drzwi będzie

powodować rozjaśnianie oświetlenia wnętrza
samochodu przez kilka sekund, a potem

F

F

o

o

r

r

u

u

m

m

C

C

z

z

y

y

t

t

e

e

l

l

n

n

i

i

k

k

ó

ó

w

w

S

S

t

t

e

e

r

r

o

o

w

w

n

n

i

i

k

k

o

o

ś

ś

w

w

i

i

e

e

t

t

l

l

e

e

n

n

i

i

a

a

k

k

a

a

b

b

i

i

n

n

y

y

s

s

a

a

m

m

o

o

c

c

h

h

o

o

d

d

u

u

Rys. 1 Schemat ideowy

świecenie pełną mocą przez czas zależny od
ustawienia PR1, a na koniec wolne zgaszenie
żarówki. Jeżeli drzwi zostaną zamknięte
wcześniej, to automatycznie lampka zacznie
wolno gasnąć. Jeżeli ktoś chciałby, aby świa-
tło gasło nie po zamknięciu drzwi, tylko po
przekręceniu stacyjki, powinien dodać je-
szcze jeden obwód z tranzystorem T3. Włą-
czenie stacyjki to podanie stanu wysokiego
na wejście A, który natychmiast zresetuje
przerzutnik U1 (żarówka L1 – gaśnie). W
tym przypadku nie stosować elementów R1,
R2, C1, T1 (elementy na schemacie zazna-
czone gwiazdką).

Montaż i uruchomienie

Jeśli ktoś zdecyduje się użyć tranzystora T1,
wówczas powinien być to tranzystor o du-
żym wzmocnieniu stałoprądowym np.
BC547C. Dioda D1 dodana została na wszel-
ki wypadek, gdyby napięcie na C4 wzrosło
powyżej napięcia zasilania. Kondensatory
C4 i C5 w spoczynku nie pozostają pod na-
pięciem, a więc powinny to być „tantale”. W
modelu zastosowałem jednak zwykłe elek-
trolity (takie miałem pod ręką).

W spoczynku gotowy model pobierał

około 1,2mA prądu (PR1 skręcony na mini-
mum), oczywiście przy zastosowaniu U1 w
wersji CMOS. Wydaje się to dobrym wyni-
kiem w stosunku do prądu regulowanego.
Dla akumulatora jest to praktycznie żaden
prąd.

Układ był testowany w zakresie napięć

10-15V i działał bez zarzutu. Nie testowałem
go natomiast w różnych temperaturach. Tran-
zystor prawie w ogóle się nie grzeje przy sto-

sowaniu żarówki 10W. Nie sprawdzałem, jak
działa układ z żarówkami o wyższych mo-
cach nominalnych. Dioda LED swym świe-
ceniem sygnalizuje pracę układu.

Być może lepiej by wyglądała sprawa sa-

mego rozjaśniania i ściemniania, gdyby za-
miast obwodu RC zastosować proste źródło
prądowe na tranzystorach. Nie sprawdzałem
tego doświadczalnie. Wymagałoby to dodat-
kowego rozbudowania płytki drukowanej. A
propos płytki, wydaje mi się, że schemat
montażowy nie jest potrzebny i wystarczy
sam model. Wiadomo, że w samochodzie pa-
nują trudne warunki i układ należałoby za-
bezpieczyć przed wpływem wilgoci np.
przez zalakierowanie, zaklejenie.

Przy montażu układu należy przeciąć

przewód łączący żarówkę z włącznikiem
drzwiowym i koniec przewodu prowadzący
do wyłącznika podłączyć do punktu B. Dru-
gi koniec przeciętego przewodu podłączyć
do punktu X. Ewentualnie można także po-
łączyć przewodem punkt A z takim frag-
mentem instalacji, na którym napięcie wy-
stępuje dopiero po włączeniu stacyjki. Na
koniec podłączamy przewody zasilające, je-
den – do masy pojazdu, drugi – do punktu
instalacji, na którym zawsze występuje na-
pięcie.

Przy pierwszym uruchomieniu mojego

sterownika żarówka zbyt szybko się rozja-
śniała po otwarciu drzwi. Z początku nie mo-
głem tego zmienić. Przyczyna tego stanu
tkwiła w zbyt płytkiej histerezie w generato-
rze U2A. Napięcie na wejściu 5 zmieniało się
w zakresie 4V do 8V. Zmieniłem wartość od-
powiadających za histerezę rezystorów R11,

R12, R13 i zmniejszyłem R14 i C6. Po zmia-
nie, napięcie na kondensatorze C5 wynosiło
około 1,2V, wyjście 7 komparatora chwilę
zostaje w stanie niskim i zapoczątkowuje
proces rozjaśniania. Przy zastosowaniu ele-
mentów jak na schemacie układ działał już
bez zarzutu.

Łukasz Podgórnik

57

Elektronika dla Wszystkich

Wykaz elementów

Rezystory

R1,R11,R12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ
R2*,R4,R8,R19* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ
R3,R5,R6,R17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ
R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47kΩ
R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33kΩ
R10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330kΩ
R13,R18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7kΩ
R14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5,6kΩ
R15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8,2kΩ
R16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,3kΩ
PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470kΩ PR

Kondensatory

C1* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1µF
C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47nF
C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF
C4,C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V tantal
C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33nF
C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny
C8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V

Półprzewodniki

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001
D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148
D3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED
T1* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC547C
T2,T3* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC557
T4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BUZ10
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .NE555
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM358