Jak zbudować falę świetlną 24V z 6 lamp 75W?

Witam wszysykich użytkowników forum. Myśle że to dobre mniejsce na ten wątek jeśli nie to prosze moderatora o przesunięcie w stosowne miejsce.
Chciałbym zbudować możliwie jak najprościej falę świetlną która będzie działać na napięciu 24V i wykożystać do tego 6 lamp po 75W.
Kombinowałem już z przekaźnikami i przerywaczami do kierunkowskazów ale zabardzo mi to nie wychodzi, obawiam się że bez elektroniki sie nie obejdzie.

A możesz "jaśniej" napisać o co Ci chodzi?

Jestem strażakiem ochotnikiem i chciałbym zamontować na nasz samochód falę świetlną jednak cena orginalnego sterownika jest dla nas zaporowa (ok 900zł) dlatego zastanawiam się nad budową takiego użądzenia.
Sterownik powinien mieć min. dwie funkcje czyli z lewej na prawą i odwrotnie.
Zastanawiałem się także nad zastosowaniem diód w lampach bo była by to spora oszczędność prądu.

Ile równocześnie ma być włączonych reflektorów? Jak ma odbywać się cykl pracy: prawo->lewo i z powrotem czy może prawo->lewo i od początku prawo->lewo.
Co do samej realizacji praktycznej: albo prosty układzik zawierający układy cyfrowe np rodziny 74* albo 40*, albo jeszcze prostszy z małym mikrokontrolerem

W danej chwili powinien świecić tylko jeden reflektor. Cały cykl powinien trwać około 3s.
Cykl pracy powinien wygłądać:
- z lewej do prawej i znowu z lewej do prawej
- z prawej do lewej i znowu z prawej do lewej
- jeżeli niebyło by to zbyt trudne to jeszcze jedna opcja wszystkie migają
Dziękuje za pomoc i zainteresowanie tematem.

Przejście między poszczególnymi reflektorami "agresywne" - ON/OFF czy "łagodne" - stopniowe zmniejszenie intensywności światła jednego przy zwiększeniu (intensywności) drugiego?

"agresywnie"
Chodzi mi o to żeby uzyskać taki efekt jak na robotach drogowych gdzie jest zamknięty jeden pas ruchu i światła kierują gdzie mamy jechać.

Jak dla mnie najłatwiej zrealizować cały układ na mikrokontrolerze i tranzystorach np. N-FET włączających poszczególne reflektory. Do sterowania wystarczy jeden przycisk i ewentualnie potencjometr od regulacji częstotliwości błysków.

crazy_phisic napisał:

Jak dla mnie najłatwiej zrealizować cały układ na mikrokontrolerze i tranzystorach np. N-FET włączających poszczególne reflektory. Do sterowania wystarczy jeden przycisk i ewentualnie potencjometr od regulacji częstotliwości błysków.

Zdecydowanie. Zwłaszcza, że aby "błyski" były szybkie trzeba podgrzewać włókna żarówek wyłączonych małym prądem. Na mikroprocesorze i mosfetach oczywiscie przez PWM

Albo zrobić na LED-ach, np. 3W - czy to ma być białe, czy kolorowe? Bo jak kolorowe, to używając
żarówek tracisz większość światła na filtrze, a LED-y mogą po prostu świecić właściwym kolorem.

Jeśli to ma być 6 świateł, i światło ma chodzić na zmianę w dwie strony, to taki sygnał można
uzyskać używając: generatora około 3Hz (np. na CD4060), licznika CD4017, i 4 bramek OR.
Tylko trzeba to jeszcze wzmocnić, zwłaszcza żarówki będą wymagały dużego prądu - w chwili
włączenia mają około 8 razy mniejszy opór i elektronika musi wytrzymać prąd 25A.
Koszt elementów elektronicznych szacowałbym na parędziesiąt zł - głównie tranzystory wyjściowe
dają wkład; i nie liczę w tym blachy (najlepsza byłaby miedziana, i nie za cienka) na radiatory,
ani żarówek (lub LED-ów mocy - te ostatnie będą kosztować kilkadziesiąt zł za sztukę).

Znalazłem dzisiaj strone producenta takiego urządzenia:
http://www.elfir.com.ua/product.php?id_product=30
Coś takiego chciałbym zbudować. Doszedłem do wniosku że najkorzystniej będzie zastosować diody led bo w samochodach pożarniczych są stosowane zwykłe alternatory które i tak mają co robić.

LED-y kosztują 35-36zł/sztukę przy kupnie minimum 5 sztuk w Semiconductors Bank http://www.semiconductors.com.pl/
Jasność: czerwono-pomarańczowa LEDLH3C 190 lumenów, bursztynowa LEDLL3C 110 lumenów, nie wiem, jaką ma
czerwono-pomarańczowa LEDFH3C - zapomnieli podać, więcej sensownych nie widzę. A i tak trzeba by ich zapytać,
czy podana jasność to jest typowa, czy gwarantowana - bo podają różnie, a typowa bywa ze 2 razy większa.

No i kwestia, który kolor będzie pasował - bursztynowe są droższe, ale to chyba właściwy kolor.

Jest jeszcze taka niedogodność, że te LED-y potrzebują prądu około 1A (a może i 1.5A), natomiast napięcie im
wystarczy około 3V (może nawet 2V - moc 3W). Oznacza to marnowanie dużej części mocy przy zasilaniu z 24V
(pobierasz 1-1.5AA, 24-36W, a wykorzystujesz z tego 3W, resztę tracisz... chyba, że zasilisz tym coś innego).

Można by poszukać LED-ów zawierających wiele diód połączonych szeregowo, albo użyć przetwornicy.
I pytanie zasadnicze: czy taka jasność wystarczy, a jak nie to po ile LED-ów musi być na jedną lampę?
Żarówki 21W (takie stosuje ELFIR), powinny dawać około 250 lumenów, ale światła białego, z którego
większość pochłonie filtr - więc te LED-y nie powinny być od nich gorsze - jeśli tam jest po 1 żarówce.

Cytat:

po ile LED-ów musi być na jedną lampę?

W ofercie firmy elfir są także lampy niebieskie w technologii led, zastosowali tam 50 diód, ale niebieskie światło jest ciemniejsze i wydaje mi się że jak bym użył 40 żółtych do jednej lampy to powinno mi to zagrać.

To pewnie nie stosują takich 3-watowych, tylko takie małe 20mA. Nie wiem, czy to obecnie ma sens
- ze dwa lata temu, jak diody Luxeona były nowością, były bardzo drogie, i taniej wychodziło użyć
wielu małych, ale obecnie chyba jedna większa wypadnie taniej na taką samą ilość światła.
Alternatywą chyba mogłyby być diody superflux, ale i one chyba cenowo wychodzą gorzej.

Nad diodami zastanowie się jeszcze ale jak zbudować sterownik???

Po pierwsze określ dokładniej jaką sekwencję świateł chcesz uzyskać. Na przykład lampy świecą kolejno, 0.3s każda:
A,B,C,D,E,F,E,D,C,A,B,C,... i tak w kółko. Coś takiego zrobisz na generatorze o okresie 0.3s, liczniku CD4017, i 4-ch
bramkach OR. No i elementach wykonawczych - np. 6 mosfetów, do LED-ów nawet nie muszą mieć dużej mocy.

Jak coś bardziej skomplikowanego - to przede wszystkim policz, ile jest zmian, zanim cykl się zamknie, i czy
czasy między zmianami są jednakowe, czy nie (np. można chcieć dwa razy dłuższe czasy na końcach belki).
Sam CD4017 obsłuży 10 zmian w cyklu, z CD4013 możesz mieć do 40 (i wtedy potrzeba więcej bramek).
Układy logiczne nie są drogie - zwykle poniżej złotówki za sztukę, więc ich koszt nie będzie znaczący.

Można też zastosować eprom z nagraną sekwencją świateł o długości ze 2 tysięcy - kosztuje niecałe 10zł
- wtedy można zakodować kilka sekwencji i przełączać, która ma być wyświetlana... pytanie, czy warto,
bo trzeba go zaprogramować, i to już będzie chyba wytaczanie ciężkiej armaty do zabicia muchy.

W takim razie decyzja podjęta, będzie 8 lamp z wykorzystaniem ledów. Lampy powinny świecić po 0,3 - 0,4s.
Sekwencje jakie sterownik powinien wykonywać:
A,B,C,D,E,F,G,H kolejno
po zmianie funkcji
H,G,F,E,D,C,B,A
po zmianie funkcji, wszystkie migają.
Pomysł z epromem mi się podoba ale obawiam się że nie znajde magika który będzie w stanie go zaprogramować, dlatego trzeba będzie pozostać przy pierwszej idei.

Ciekawy jestem czy jak by do tych ledów zastosować odbłyśnik z foli aluminiowej a na przykrywkę dać szkło powiększające zmieniło by to coś??

Czyli 3 funkcje:
- A,B,C,D,E,F,G,H,A,B,C,D,E,F,G,H,...
- H,G,F,E,D,C,B,A,H,G,F,E,D,C,B,A,...
- miganie wszystkich razem (równe czasy błysku i przerwy?)

Odbłyśnik LED-om mało się przyda, bo one same z siebie świecą w określonym kierunku,
i w jakimś zakresie można również wybrać kąt świecenia... swoją drogą trzeba określić,
jaki ma być rozkład kątowy światła (np. że w poziomie odchylenie +-60 stopni niewiele
wpływa na widoczną jasność, a w pionie to samo np. dla +15 -30 stopni...), może trzeba
będzie zastosować jakieś soczewki cylindryczne, albo wiele LED-ów, by uzyskać taki
rozkład, bo LED-y świecą z podobnym rozkładem w dowolnym kierunku od osi.

_jta_ napisał:

miganie wszystkich razem (równe czasy błysku i przerwy?)

Tak. 0,3 0,4s powinno być ok.

Koncepcja 1: generator zegara na CD4060, licznik na CD4017, przełączanie funkcji na 3-ch CD4053.
Koncepcja 2: generator zegara na CD4060, generator funkcji na CD4051, przełączanie funkcji na CD4030.
... i wygląda na to, że ta druga koncepcja jest prostsza. A może funkcje mają same się zmieniać?

W każdym razie byłoby to tak: CD4060 generuje sygnał o okresie 2.4-3.2s, dając na wyjściu liczbę
od 0 do 7 (zmienia się co 0.3-0.4s, w kolejności 0,1,2,3,4,5,6,7,0,...), którą poprzez 3 bramki EOR
(z 4-ch w CD4030), pozwalające ją zanegować (czyli uzyskać 7,6,5,4,3,2,1,0,7,...), podajemy na
wejścia adresowe CD4051, uzyskując sygnał na jednym z nich (tym podanym przez tę liczbę) -
ono odpowiada lampie, która zaświeci; jeśli wyłączymy CD4051 (wejście INH), to na wyjścia można
podać najniższy bit tej liczby - to spowoduje miganie wszystkich lamp razem.

Do tych wyjść można by bezpośrednio podłączyć bramki mosfet-ów sterujących lampami.

Przyznam się bez bicia że moja wiedza o elektronice kończy się na ósmej klasie szkoły podstawowej a skończyłem ją 12 lat temu i część wiedzy się ulotniła. Gdybym miał schemat z takim układem przypuszczam że dałbym rade coś takiego zbudować ponieważ wszystko co związane jest z prądem zawsze mnie fascynowało.
jta to co napisałeś brzmi na prawde sensownie ale niestety nie widze w głowie tego schematu. Czy mógłbyś rozrysować taki schemat a może nawet zbudować?

Zobacz schemat i opis z https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic177948-60.html#2988669
- CD4060 podłączysz według tego; dobrze byłoby zrobić okres około 40 sekund - to
ułatwi sprawdzanie działania innych elementów układu, a potem wystarczy zmienić
połączenie - zamiast używać Q14,Q13,Q12 użyć Q10,Q9,Q8 i mieć 16 razy szybciej.

Nie możemy użyć układu 74HC138, czy 74HCT138, bo one są na niskie napięcia,
i jeśli zechcemy coś sterować przy użyciu mosfetów, to napięcie może być za małe
- chyba, że zdecydujemy się na sterowanie LED-ów przez tranzystory bipolarne -
ale wtedy, jakbyśmy chcieli jednak zrobić na żarówkach, trudniej będzie zmienić.

W każdym razie układy CD40xx działają dobrze w zakresie napięć od 3 do 15V,
74HC od 2 do 6V, 74HCT wymagają od 4.5 do 5.5V - a do mosfetów dobrze jest
mieć napięcie sterujące z 10V (są mosfety LL, którym wystarczy 5V - one mogą
działać z 74HC i 74HCT). W każdym razie użycie choćby jednego układu 74HC,
czy 74HCT ogranicza napięcie zasilania całego układu sterującego, i wymaga,
żeby układ wykonawczy był na tranzystorach bipolarnych lub mosfetach LL.

Kolejna sprawa, to polaryzacja sygnałów wyjściowych - CD4051 pozwala uzyskać
dowolną, 74HC138 może dać przesuwający się stan niski - więc trzeba by było
zrobić taki układ wykonawczy, żeby stan niski włączał lampę (jeśli chcesz, żeby
jedna świeciła, a reszta nie, a nie żeby jedna była zgaszona, a reszta świeciła).

Widziałbym taką możliwość: CD4060, 74HC86, 74HC138, 2 74HC00, i jeszcze jedna bramka
NAND (może na tranzystorze?) - razem 5 scalaków i tranzystor jeszcze LM7805 do zasilania...
na wyjściach: sygnał wysoki = lampa włączona, niski = wyłączona.

Ta dodatkowa bramka będzie potrzebna niezależnie od wersji - ma służyć do blokowania
sygnału migania wtedy, gdy działa włączanie 1 z 8, i przepuszczania go, gdy ono nie działa.

Te 2 74HC00 służyłyby do łączenia sygnału "włączanie 1 z 8" i "miganie razem". Można
by to rozwiązać bez tych układów, ale w sposób zależny od wymagań co do sygnału na wyjściu
- myślałem o użyciu 8-miu oporników idących do wyjść, przy "włączaniu 1 z 8" podawałoby się
przez nie stan "wyłączony", a wyjście CD4051 wymuszałoby "włączony" na jednym z nich, przy
"miganiu razem" CD4051 byłby nieaktywny, a sygnał podawałoby się przez te oporniki. Problem:
użyte elementy mogą dać prąd około 4mA, czyli 0.5mA na wyjście, można tym sterować mosfeta
lub tranzystor Darlingtona, zwykły bipolarny tylko przy małym prądzie - ze 20mA, czyli do 1 LED-a.
Uzupełnienie: te 4mA można wzmocnić jednym tranzystorem - nie ma co się przejmować...

Aha: tę bramkę można zrobić na jednym tranzystorze, plus opornik w bazie.

I wygląda na to, że najlepiej będzie to zrobić na układach CD40xx - ze względu na to, że
tolerują duży zakres napięć zasilania, więc obędą się bez stabilizatora - wystarczy zenerka.

Może określ, jakiego prądu i napięcia będą potrzebować te LED-y, których chcesz użyć?

Układu CD 4060 niestety nie mogę zastosować dlatego że jego napięcie zasilania to 3-12V a ja potrzebuje układ który będzie stabilnie działał w przedziale 20-29V.
Napięcie na wyjściu całego sterownika powinno być jak największe bo od sterownika który będzie w kabinie kierowcy muszę poprowadzić około 10-11 metrów przewodu do lamp które będą znajdowały się z tyłu pojazdu.
Raczej zastosuje wiele diód LED a do nich poprostu użyje odpowiedniego opornika.

Można zbudować urządzenie sterujące o niższym napięciu zasilania i dołączyć do niego układ stopni wyjściowych Darlingtona, podnoszące napięcie i prąd sterowania:
http://www.jaycar.com.au/images_uploaded/ULN2003.PDF

A może by zastosować zenerke na zasilaniu i przekaźniki na wyjściu???

Zenerkę na zasilaniu jak najbardziej. Natomiast przekaźniki są drogie i się psują - lepiej tranzystory. To, że układ
sterujący zasilasz z 5 czy 12V, nie oznacza, że tranzystory nie mogą włączać znacznie wyższego napięcia, np. 30V.

Mam jeszcze pytanie: czy sposób migania lamp ma być przełączany ręcznie, czy się zmieniać sam? I jeśli sam, to jak?
Czy np. ma być podłączony do kierunkowskazów, i jak dajesz sygnał "skręt w prawo", to lampy mają migać od lewej
do prawej, jak "w lewo", to od prawej, a jak żadnego, to wszystkie razem? Czy też zmieniać się niezależnie od tego,
jakie są kierunkowskazy, np. trzy cykle w lewo, cztery mignięcia, trzy w prawo, cztery mignięcia, i tak w kółko?

Sam włanczam jedną wybraną funkcje.

To może by się wreszcie zabrać za robienie tego układu. Na początek: czy wszystkie elementy są do kupienia?

Planujemy użycie CD4060, CD4030, CD4051 - jak któregoś z tych układów nie ma w sprzedaży, to będziemy
musieli zmieniać projekt. Najlepiej dać je na podstawkach - jedna dodatkowa przyda się, żeby móc podłączać
resztę układu bez lutowania (i w ten sposób nie ryzykować, że przez lutowanie uszkodzi się układy CMOS).
Aha, będzie potrzebny (a w każdym razie przyda się) jeden układ z bramkami np. NOR - czyli CD4001.

Opis jak podłączyć CD4060 już masz. CD4030 (14-pinowy) ma masę na 7, zasilanie na 14, wyjścia na 3,4,10,11,
a wejścia dla sygnałów, z których robi się dowolny wyjściowy, to te dwa, które są najbliżej - łatwo zapamiętać.
CD4051 (16-pinowy) ma mieć masę na 7 i 8, zasilanie na 16, adresy na 11,10,9 (uwaga na kolejność - podaję
od najmłodszego), nóżka 6 to INHIBIT, 3 to COMMON, i 13,14,15,12,1,5,2,4 to CH0..CH7 (w tej kolejności).

Nóżki adresowe CD4051 podłączasz do wyjść CD4030, z odpowiadających im wejścia jedno z każdej pary (każdemu
wyjściu odpowiada para wejść) łączysz z sygnałem, który nazwiemy KIERUNEK (później się zastanowimy, co to będzie),
a drugie z wyjściem CD4060, każde z innym - na początek wybierasz do tego Q12,Q13,Q14, potem zmienisz na Q8-Q10.

To, co w tym momencie będzie zmontowane, będzie miało jedną niewykorzystaną bramkę CD4030, wejścia
INHIBIT, KIERUNEK, COMMON i wyjścia CH0-CH7. COMMON łączysz przez opornik 10k z masą lub z zasilaniem,
w zależności od tego, jaką chcesz mieć polaryzację sygnału na wyjściu (jeśli do wyjść chcesz podłączyć tranzystory
NPN, albo mosfety z kanałem N, to COMMON łączysz z zasilaniem). Do wejść INHIBIT i KIERUNEK też podłączasz
oporniki, np. 10k (równie dobrze mogą być większe, do 100k) jako zabezpieczenie.

Jeśli teraz na INHIBIT podasz stan niski, to na wyjściach uzyskasz sygnał przeskakujący w kółko, w kierunku
zależnym od stanu wejście KIERUNEK; jak na INHIBIT podasz stan wysoki, to na wyjściach nic się nie pojawi.
Żeby móc uzyskać miganie wszystkie lamp razem, do wyjść podłączasz oporniki 10k, i drugie ich końca łączysz
ze sobą - punkt połączenia nazwiemy RAZEM_R; jeśli połączysz RAZEM_R z zasilaniem, to zaświecą wszystkie
lampy, jak z masą - to w zależności od sygnału INHIBIT będzie świecić albo jedna (w kółko), albo żadna.
Sygnał do RAZEM_R można wziąć ten sam, który dajesz na najniższe wejście adresowe, ale trzeba go
podawać tylko kiedy ma być miganie razem, i musi być wzmocniony. Jeśli decydujemy się, żeby stan
wysoki włączał lampę, to RAZEM_R powinien być z wyjścia bramki AND, albo NOR. Nie znalazłem
żadnego układu z 4-ma bramkami AND w serii 40xx, więc pozostaje NOR: CD4001. Układ końcówek jak
CD4030, dla zwiększenia prądu można połączyć kilka bramek równolegle - jeszcze trzeba by pomyśleć,
ile, nawet jedna od biedy coś wysteruje, i może się znajdzie jakieś zastosowanie innych bramek.

Mając na wejściu dwa sygnały można nimi wybrać dowolną z czterech możliwości - dwie z nich to by była
fala światła biegnąca w lewo i w prawo, trzecia to wszystkie migają razem, jeszcze jakiś pomysł na czwartą.
Mogłoby to być świecenie ciągłe wszystkich lamp, albo np. na zmianę lampy 1,3,5,7 i 2,4,6,8...
Powiedzmy, że mamy dwa przełączniki, jeden wybiera fala światła lub inne, drugi dla fali światła wybiera
kierunek, a dla innych czy ma migać wszystko razem, czy na zmianę mają świecić parzyste/nieparzyste.
Aha, do wersji parzyste/nieparzyste nie łączysz 8-miu oporników razem, tylko w dwie grupy po 4.

Otóż zrobiłem zakupy oto co kupiłem:
-SIE647K
CD4060BE
-MCY74030
CEMI 90-19
-HCF4051BE
98831Y
-2CA L XCK
CD4001BE
-OPORNIKI 10K

Czy to jest ok ?
Czy mógł byś mi to rozrysować dokładnie co z czym połączyć?
Jeśli może być jeszcze jedna funkcja to o ile to możliwe niech wygląda tak: w jednym momencie świecą dwie lampy od środka na zewnątrz czyli DiE, CiF, BiG, AiH, i znowu od nowa.
Im więcej czytam tym mniej z tego wiem i zaczynam się już gubić w tym wszystkim. Obawiam się że ten projekt mnie przerasta. Mimo wszystko bardzo mi na nim zależy. Jak całość połączyć na kabelkach czy na jakiejś płytce?
Przepraszam że tak truje ale dla mnie jest to naprawde duży orzech do zgryzienia.
Dziękuje i pozdrawiam.