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.