Привет, Байкпостовчанин. Кажется, ты используешь AdBlock.
БайкПост развивается и существует за счет доходов от рекламы. Добавь нас в исключения.
открытое письмо как отключить

Блог им. Topepo → Светодиодный стоп-сигнал для Yamaha TDM 850-2

Как можно занять себя в дождливый вечер, когда нет никакого удовольствия кататься, получить новый опыт и знания, сделать езду на мотоцикле безопаснее, а самое главное почувствовать удовлетворение от процесса созидания? Очень легко, для этого придумали «колхоз».

В своем посте я решил рассказать о том, как можно сделать светодиодный стоп-сигнал своими руками, при этом более подробно расскажу о самой технологии и возможных трудностях. Кому интересно, прошу под cut.

Внимательный читатель BikePost’a наверняка припомнит несколько постов о том, как можно сделать светодиодную оптику на мотоцикл. Вот навскидку несколько примеров: Краткое пособие по установке светодиодов в стандартный задний фонарь, блог им. Highmen, И снова светодиодный стоп-сигнал. Теперь на Honda Steed, блог им. lohmat и множество других.

Спасибо им за идею, материалы и описание процесса. Захотелось и мне внести изменения в оптику моего TDM 850-2 1999 г.в. Кто знает, в базовом варианте, на мотоцикле в заднем фонаре установлено 2 лампы мощностью по 21 Вт каждая. Одновременно, это двух контактные лампы, т.е. управление ими идет по 2-м различным проводникам. За счет прозрачного окошка в нижней части фонаря свет ламп стоп-сигнала используется для освещения номерного знака.
Отсюда возникли примерные требования к создаваемому светодиодному модулю «Стоп/габарит»:
1. Максимальное использование площади сечения фонаря – т.е. объять необъятное и впихнуть невпихуемое;
2. Яркость стопа и габарита должна выше чем базовый вариант с лампами;
3. Скорость загорания стопа – быстрее значит безопаснее (об этом очень много написано), и это легко обеспечивается светодиодами;
4. Возможность одновременной организации подсветки номерного знака.
4. Полное сохранение штатной электропроводки – всегда люблю оставлять запасной вариант ).

В качестве основы было решено использовать текстолит с односторонним медным покрытием, на основе которого мы в дальнейшем сделаем печатную плату. Но как определиться с формой? Ведь фонарь у TDM овальный, конической формы, сужающийся к хвосту. Легко – используем макет. Кладем фонарь на плотную бумагу, обводим. Получившийся абрис сужаем на несколько миллиметров, вырезаем. Смотрим как подходит, чтобы нигде ничего не перекашивало и все помещалось. Если все хорошо, можем переходить к самому интересному – разводка и изготовление печатной монтажной платы.

Но сначала пару слов о диодах. Я, как и мои коллеги по цеху, решил использовать светодиоды класса «Пиранья». Они бывают настоящими и «настоящими» )) Отличить элементарно – цена. Сразу скажу, что использовал «настоящие», так как для наших нужд их ТТХ более чем достаточны. Почему именно их? Этому есть несколько причин: их легко монтировать (крепятся на 4 ножки, с ограничителем по высоте), выдерживают довольно большие скачки напряжения (для мотоцикла очень актуально), большая площадь излучаемого кристалла, высокая яркость и большие углы свечения. Брал я их на одном известном китайском сайте. Плюс ко всему они очень неприхотливы по охлаждению, а я еще и подсмотрел отличную идею с мини радиаторами для теплоотвода у вышеназванных людей.
Светодиоды я пробовал и белого свечения и красного. Как оказалось, лучше светят через красный корпус именно красные светодиоды. Обратите внимание не только на яркость светодиодов, но и на угол свечения. Чем больше угол свечения, тем заметнее будет Ваш стопсигнал, особенно под острыми углами. Выбранные мной диоды имеют характеристики: яркость свечения 1000 мКд, угол свечения 160 гр.

Итак, плата. Для ее создания решил использовать программу Sprint Layout, которая мне так понравилась, что я даже купил лицензию. В ней все элементарно:
1.Делаем скан нашего макета в масштабе 1:1
2.Загружаем в программу в качестве подложки;
3.Подгоняем за счет изменения разрешения в программе, под его реальные размеры;
4.Получаем рабочее поле для размещения светодиодов и дорожек.

Все это подробно описано в руководстве к программе и во многих учебных ролика в Youtube’e.



Для удобства рекомендую обвести контур дорожкой, чтобы точнее соблюсти симметрию, и картинка не мозолила глаза. Обводите прямыми линиями, так проще резать текстолит.

Плата разводится просто – параллельно соединяем группы последовательно подключённых светодиодов. Есть нюанс – у всех светодиодов есть номинальное напряжение, при котором их КПД максимально высок. Соответственно, мы должны подавать на них именно это напряжение. Вначале я замерил напряжение на моем мотоцикле в заглушенном и заведенном состоянии. Получилось 12,2 и 13,8 В соответственно. Далее надо рассчитать — если у диода напряжение 3 В, значит мы можем смело делать группы по 4 диода, они будут потреблять 12 В. На мой взгляд, разница в пол вольта в обе стороны не существенна – пиранья все это легко переварит. А вот больше уже плохо. Они либо будут адски греться и деградировать, либо еле гореть, в случае нехватки напряжения. Подбираем количество диодов под напряжение в заведенном состоянии, и думаем, что делать с остатком напряжения. Тут 3 варианта:
1. Делаем резисторную сборку, чтобы резистор излишнее напряжение перевел в тепло
2. Подбираем диоды так, чтобы они потребляли практически все напряжение в бортовой цепи. Например: 13,8/5=2,76 В на диод.
3. Используем ШИМ – устройство Широтно-импульсной модуляции. (Забегая вперед скажу, что я пробовал все способы и остановился на ШИМе)

Резисторы подбираются так: складываем напряжения в последовательной сборке, вычитаем сумму из номинального напряжения в бортовой сети мотоцикла и получившуюся разницу делим на силу тока потребляемого диодом (берется из его ТТХ). Например: напряжение 13,8 В. Напряжение диода 2,2 В, прикидываем, что будем делать группами по 5 диодов. 5*2,2=11 В. Значит надо погасить 13,8-11=2,8 В. Сила тока, потребляемая диодами — 70 мА (0,07 А). Высчитываем нужный номинал резистора — 2,8/0,07=40. Значит идеальный резистор для нас — 40 Ом. Далее подбираем резистор с ближайшим значением. Ставим его в любой участок цепи. Для предотвращения складывании напряжения при нажатии на «Стоп» (в случае двухконтактных ламп и использования для обоих режимов всех светодиодов), после каждого из входных контактов «+» ставим по 1 диоду, устройству, пропускающему ток только в одном направлении.

Это был мой первый вариант и вышел он таким:



Для травления платы использовал метод ЛУТ (лазерно-утюжная технология). О ней немерено материалов в Интернете, остановлюсь на сути:
1. Рекомендую использовать глянцевую фотобумагу Lomond для струйников минимальной толщины. Стоит дешево, переводится с нее на ура.
2. Печатаем наш дизайн на простой бумаге, вырезаем по ранее нарисованному контуру, наклеиваем простым клеящим карандашом на текстолит со стороны, не покрытой медью, выпиливаем лобзиком с пилкой по металлу.
3. Берем металлическую губку для мытья посуды и легко, но равномерно натираем медную сторону. Обезжириваем.
4. Печатаем на фотобумаге наш рисунок. Если делали надписи, или он не симметричен, не забудьте поставить зеркальную печать. Качество ставим максимальное.Не касаясь его руками вырезаем его по контуру, совмещаем с вырезанным куском текстолита (рисунком во внутрь), проглаживаем максимально разогретым утюгом. В среднем – секунд 30. Давим сильно, стараясь не сместить рисунок. Он прилипнет, потом проглаживаем все места. Это важно. Потом я клал его под гнет и ждал пока остынет.
5. Идем на кухню, замачиваем плату в холодной воде, и не спеша стираем с нее бумагу пальцами. Важно стереть всю бумагу, не повредив дорожки.
6. Готовим раствор для травления: я не маньяк, травящий хлорным железом, которое пахнет, пачкает и разъедает все вокруг. Я рекомендую использовать перекись водорода 3%, лимонную кислоту и соль. На мою плату ушло: 200 мл. перекиси, 10-15 гр. лимонной кислоты (полпакета), и столовая ложка соли. Хорошо все размешиваем и кладем туда плату (рисунком вверх), обеспечив полное погружение без воздушных пузырей. Реакция спокойная, длится до получаса. Не ставьте миску с раствором на прямое солнце и периодически помешивайте раствор – так пойдет быстрее. Вылить его потом можно в канализацию. Как «съестся» вся медь, не покрытая тонером, вытаскиваем плату и промываем водой.
Получается так:



Смываем тонер ацетоном (жидкостью для снятия лака), на просвет проверяем целостность дорожек и качество протравки.



Облуживаем дорожки для их защиты, сверлим отверстия на плате сверлом 1 мм (если честно – самая муторная часть)



Дальше самое легкое и интересное – радуемся тому, как точно мы все разметили и сделали, и как просто все теперь закончить.

И вот он готовый продукт:



Так как я решил, что не буду вмешиваться в штатную проводку, я решил воспользоваться цоколем от ламп 21W. Купил самые дешевые двух контактные светодиодные лампы, подержал их в горячей воде, разобрал, впаял новые проводники. Хорошо отполировал надфилем места в пайке контактов. Сами цоколи залил термоклеем. Решил использовать контакты под обе лампы, соединив их на плате параллельно, таким образом обеспечив большую отказоустойчивость системы.



Далее прикладываем плату по месту, сверлим отверстия диаметром 9 мм. для осей крепления рассеивателя фонаря. Так как плата садится глубже мест крепления, изготавливаем небольшие прокладки из пористой резины.



Собираем все, проверяем, гордые открываем пиво и блаженно смотрим на достижение собственного труда.



Светимость возросла раза в 2, при этом скорость зажигания стала несоизмеримо больше, чем была с использованием ламп накаливания. При закрытии платы рассеивателем получается большое яркое пятно равномерной светимости.

Это была первая попытка сделать светодиодный модуль, так сказать проба пера и поиск решения. В процессе месячной эксплуатации у меня возникли новые идеи реализации, и я сделал еще 2 варианта модулей, с разными режимами работы, в т.ч. с использованием ШИМ. А так же я сделал бюджетный стоп в центральный кофр, с возможностью быстрого снятия кофра. Подробнее об этом с следующем посте.

P.S. По образованию я юрист, и, к своему сожалению, не имею технического образования в сфере электроники, поэтому если некоторые мои домыслы и терминология заставит спецов улыбнуться, прошу проявить снисходительность и ограничиться указанием на ошибки, вместо шапкозакидательства. Часть фотографий относится к следующим версия модуля, первый же делался быстро и не протоколировался.

Отдельное спасибо моему другу и коллеге А. Киселеву за терпение и помощь в реализации проекта )
Всем мира и добра.
  • TopepoTopepo
  • Олег
  • 27 июля 2015 в 17:30
  • 31
  • ?

Комментарии (22)

RSS свернуть / развернуть
+3
gravy
Я по образованию техник АРЭО, могу сказать одно — красавчик! :)
+1
ShiphT
то-то я смотрю, контур платы на разных фото разный…
Молодец. Давай теперь про ШИМ и вообще про два последующих варианта.
0
HOMEP2212
Очень познавательно. Спасибо за статью.
+2
Greykin
По поводу вашего PS, то зря вы так на себя наговариваете =) Очень аккуратная работа и руки у вас растут из правильного места. Плюс!
+1
AltiEl
Спасибо за такое подробное и ясное изложение. Вселяет уверенность, что можно повторить :-)
P.S. «Профессионалы» часто грешат тем, что в описании опускают разные мелочи, как само собой разумеющееся. А в этих мелочах вся соль.
+2
contrapup
За подход к задаче и за реализацию — однозначный плюс, но 70мА = 0.07А. Соответственно, сопротивление балластного резистора 40 Ом.
0
Topepo
Да, конечно, прошу прощения. В спешке решил написать пример и в уме просчитался. Благодарю за поиск ошибки, уже все поправил.
+3
ShiphT
И еще совет на будущее — светодиоды (как и любые другие диоды) — это токовые приборы. Им нужен ток. Напряжение — вторично. От этого нужно плясать. Это первое. Второе — диапазон рабочих напряжений нужно расширять, т.к. необходима работа стоп-сигнала в случае, если вдруг сдох заряд генератора, а включенные световые приборы подсадили напряжение в сети до 11,5 В. С другой стороны, номинальное напряжение бортовой сети на средних оборотах должно быть в диапазоне 14,0-14,5В (Если все исправно). Соответственно, при таком напряжении нельзя превышать максимально допустимый ток светодиодов. К счастью, стоп-сигнал работает малое количество времени, что бы светоиоды вышли из строя от перегрева. Но тем не менее, требования надо соблюдать. Оптимальный вариант — уменьшение количества светодиодов в цепочке, как следствие увеличение номинала резистора, увеличение теплопотерь и общего потребления фонаря, зато будет меньшая чувствительность к флуктуациям напряжения.
Ну и из разряда занудства — сомневаюсь, что у тдм850 в фонаре 2 лампы по 55 ватт каждая. 55 — это мощность лампы в фаре. Но никак не в стопаке. Там обычно используются лампы P5/21W — двухнитевые, с мощностями нитей 5 и 21 для габарита и стоп-сигнала соответственно. И они не двух, а трехконтактные (третий контакт — цоколь), и именно их цоколь у тебя на фото (что с тремя проводами)
0
Topepo
Спасибо за комментарий! Лампы поправил, да, действительно они и идут 21w по обозначению. Что касается остального комментария — то вот как раз причиной этого стала идея того, чтобы сделать модуль на базе ШИМ. За счет него я смог точно настроить яркость свечения сборки (причем уже безрезисторной), при этом обеспечив диоды нужным током, который легко рассчитать. Причем я установил значения для стопа на 50 мА меньше номинального значения, что позволить диодам работать в максимально тепличных условиях. Пришлось многое прочитать, но как сами знаете, много неверной и противоречивой информации )
+3
ShiphT
В таком случае рискну предположить, что ты сделал не на базе ШИМ, а обычный импульсный стабилизатор тока, который в свою очередь построен на ШИМ-контроллере. Я прав?
Это просто в терминологии проблема — упровление светодиодом с помощью ШИМ означает, что ток в него определен и фиксирован, а ты управляешь только его включением, импульсно и в зависимости от ширины этих импульсов и пауз между ними получаешь разную яркость свечения, причем кажущуюся, т.к. яркость то одна, а вот время свечения разное, он просто быстро-быстро моргает, но инертность глаз это сглаживает.
+1
Topepo
Да, Вы правы, именно так, сделан импульсный стабилизатор напряжения с возможностью стабилизации тока по 2-м раздельным каналам по 700 мА на каждый. Соответственно входящих контактов — 3, на выходе 2, и микрик переключает ток, в зависимости от подачи напряжения на каждый из каналов. Соответственно, мы можем использовать всю сборку одновременно и обеспечить идеальные условия для диодов. Плюс, за счет этого, у меня на кофре реализован и габарит и стоп ) Если так же с пристрастием рассмотрите мои дальнейшие посты, буду признателен.
+1
MirexII
А если сюда воткнуть АТмегу и прикрутить её к датчику скорости, можно реализовать систему динамического стоп-сигнала, которую BMW планируют ставить в следующем году на свои люксовые туреры. :)
+1
ShiphT
Нахрена Атмегу, если там любой АТтяньки хватит? ))
+1
MirexII
Ну в общем да, должно и тяньки хватить :)
Интересно, сколько BMW будет драть за эту опцию? :))
+1
ShiphT
Мерседес в свое время, за «ненаклеивание» шильдика брал 150 баксов…
ПыСы: Почитал про этот их динамический стоп-сигнал — хрень полная, если покумекать, можно собрать вообще на россыпухе
+1
MirexII
Хрень еще та, особенно момент со включением аварийки. Прям представляю как наши водилы сразу начнут пытаться тебя объезжать :))
+1
ShiphT
кстати, в Мексике такой хренью все пользуются. Правда в ручном режиме. Чуть торможение больше простого сброса скорости — сразу аварийку врубают. Первые пару дней меня бесило, потом привык и стало даже удобно — как аварийкой заморгал — значит тормозит, и мне пора.
+1
MirexII
О, а если прифигачить ещё акселерометр, то ваще шикарно будет. И датчик скорости не придется привинчивать :))
+1
ShiphT
конечно акселерометр. Ибо датчик скорости штатный (если электронный) имеет всего 2 импульса на оборот — этого очень мало для быстрой и точной оценки ускорения (замедления). Для этого лучше сигнал с датчика АБС, но увы, он далеко не у всех есть.
Поэтому акселерометр — наше все ))
0
Topepo
Это как раз была идея дальнейших экспериментов. Нашел спеца, который готов написать прошивку контроллера под акселлерометр, плюс срабатывание аварийки, как на машинах при резком торможении. Но пока это только планы ) Из реализованного только мигание с замедлением, для привлечения внимания в стопу. Все в дальнейшем опишу.
0
ShiphT
Мигание с замедлением, это вот так?
0
Topepo
Именно!
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста, или зарегистрируйтесь.
При перепечатке материалов, видео или картинок гиперссылка на «bikepost.ru» обязательна
мотоблоги, Блог им. Topepo, Светодиодный стоп-сигнал для Yamaha TDM 850-2