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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Luz estroboscópica del coche
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Dispositivos electrónicos Los automovilistas son muy conscientes de la importancia del ajuste correcto del tiempo de encendido inicial, así como del correcto funcionamiento de los controladores de tiempo de encendido centrífugo y de vacío. El tiempo de encendido incorrecto, tan bajo como 2-3° y los reguladores defectuosos pueden causar un mayor consumo de combustible, sobrecalentamiento del motor, pérdida de potencia e incluso pueden acortar la vida útil del motor. Sin embargo, verificar y ajustar el sistema de encendido son operaciones bastante complejas que no siempre son accesibles incluso para un automovilista experimentado. El estroboscopio automotriz le permite simplificar el mantenimiento del sistema de encendido. Con su ayuda, incluso un automovilista inexperto puede verificar y ajustar el tiempo de encendido inicial dentro de 5 a 10 minutos, así como verificar la capacidad de servicio de los controladores de avance centrífugo y de vacío. El funcionamiento de un estroboscopio se basa en el llamado efecto estroboscópico. Su esencia es la siguiente: si ilumina un objeto que se mueve en la oscuridad con un destello brillante muy breve, aparecerá visualmente como si estuviera inmóvil "congelado" en la posición en la que lo captó el destello. la frecuencia de su rotación, puede detenga visualmente la rueda, que es fácil de ver por la posición de cualquier marca en ella. Para configurar el tiempo de encendido, el motor se pone en marcha al ralentí y las marcas especiales de instalación se iluminan con una luz estroboscópica. Uno de ellos, móvil, está ubicado en el cigüeñal (ya sea en el volante o en la polea de transmisión del generador), y el otro está en la carcasa del motor. Los destellos se sincronizan con los momentos de chispa en la bujía incandescente del primer cilindro, para lo cual el sensor estroboscópico capacitivo está montado en su cable de alto voltaje. A la luz de los destellos, ambas marcas serán visibles, y si están exactamente una contra la otra, el tiempo de encendido es óptimo, pero si la marca móvil está desplazada, se corrige la posición del interruptor-distribuidor hasta que las marcas coincidan. . El elemento principal del dispositivo es una lámpara estroboscópica sin inercia pulsada H1 tipo SSH-5, cuyos destellos se producen en el momento de la aparición de una chispa en la vela del primer cilindro del motor. Como resultado, las marcas de alineación aplicadas en el volante o en la polea del cigüeñal, así como otras partes del motor que giran o se mueven sincrónicamente con el cigüeñal, parecen estacionarias cuando se iluminan con una luz estroboscópica. Esto le permite observar el cambio entre el momento de encendido y el momento en que el pistón pasa por el punto muerto superior en todos los modos de funcionamiento del motor, es decir, para controlar la configuración correcta del momento de encendido inicial y verificar el rendimiento de la centrífuga y vacío. controladores de tiempo de encendido. El diagrama del circuito eléctrico de un estroboscopio de automóvil se muestra en la fig. 1. El dispositivo consta de un convertidor de voltaje push-pull en los transistores VI, V2, un rectificador que consta de una unidad rectificadora V1 y un condensador C5, resistencias limitadoras R6, R2, condensadores de almacenamiento C3, C1, una lámpara estroboscópica H4, un encendido de lámpara circuito compuesto por condensadores C5, C1 y pararrayos F4 y diodo protector VXNUMX.  Figura 1. Diagrama de circuito eléctrico de un estroboscopio automotriz en transistores de germanio. El dispositivo funciona de la siguiente manera. Después de conectar los terminales X5, X6 a la batería, comienza a funcionar el convertidor de voltaje, que es un multivibrador simétrico. El voltaje de apertura inicial a las bases de los transistores V1, V2 del convertidor se suministra desde los divisores R2-R1, R4-R3. Los transistores V1, V2 comienzan a abrirse y uno de ellos es necesariamente más rápido. Esto cierra el otro transistor, ya que se aplicará un voltaje de bloqueo (positivo) a su base desde el devanado w2 o w1. Luego, los transistores V2, V1 se abren a su vez, conectando una u otra mitad del devanado w1 del transformador T4 a la batería. En los devanados secundarios w5, w800 se induce una tensión alterna de forma rectangular con una frecuencia de unos XNUMX Hz, cuyo valor es proporcional al número de vueltas de los devanados. En el momento de la chispa en el primer cilindro del motor, un pulso de alto voltaje desde el enchufe del distribuidor a través de un enchufe especial X2 del espacio de chispa y los condensadores C4, C5 ingresa a los electrodos de encendido de la lámpara estroboscópica H1. La lámpara se enciende y los condensadores de almacenamiento C2, C3 se descargan a través de ella. En este caso, la energía acumulada en los condensadores C2, C3 se convierte en energía luminosa del flash de la lámpara. Después de la descarga de los condensadores C2, C3, la lámpara H1 se apaga y los condensadores se cargan nuevamente a través de las resistencias R5, R6 a un voltaje de 420-450 V. Esto completa la preparación del circuito para el próximo destello. Las resistencias R5, R6 evitan que los devanados w4, w5 del transformador se cortocircuiten en el momento del destello de la lámpara.El diodo V4 protege los transistores del convertidor si el estroboscopio se conecta accidentalmente con la polaridad incorrecta. El espacio de chispa F1, conectado entre el distribuidor y las bujías, proporciona el voltaje necesario del pulso de alto voltaje para encender la lámpara, independientemente de la distancia entre los electrodos de la bujía, la presión en la cámara de combustión y otros factores. . Gracias al pararrayos, se garantiza que el estroboscopio funcione incluso si los electrodos de la bujía están en cortocircuito. En el caso de reemplazar los transistores de germanio P214A con los de silicio del tipo KT837D (E), el circuito convertidor y, de hecho, todo el estroboscopio, deben cambiarse significativamente. Se modifican los datos del transformador y se plantean requisitos adicionales para su ejecución. Esto se debe al hecho de que los transistores de silicio de la serie KT837 son de más alta frecuencia y el circuito hecho en ellos es propenso a la excitación. Además, para abrir estos transistores, necesita más voltaje que para los transistores de germanio. Entonces, por ejemplo, si en un estroboscopio ensamblado de acuerdo con el esquema de la fig. 1, soldadura en lugar de transistores P214A, por ejemplo, transistores KT837D, sin cambiar nada, el convertidor no funcionará, ambos transistores estarán cerrados, para que el convertidor comience a funcionar, las resistencias de las resistencias R2, R4 deben reducirse a 200-300 ohmios. Esto reduce la eficiencia del convertidor y, lo que es más importante, sin razón aparente, puede comenzar a generar oscilaciones sinusoidales de alta frecuencia con una frecuencia de 50-100 kHz. suministro, evitar la ocurrencia de generación de alta frecuencia. La potencia disipada en los transistores aumenta drásticamente y el transistor falla después de unos minutos. En la fig. 2 muestra un diagrama de circuito eléctrico de un estroboscopio de automóvil en transistores de silicio KT837d. La potencia disipada en los transistores del convertidor, en este caso, es mucho menor debido a la mayor velocidad de los transistores KT837D, y, en consecuencia, a la mayor inclinación de los frentes de pulsos del convertidor; mayor y la fiabilidad del convertidor. Considere las características de este esquema. Los condensadores C1, C7, conectados entre las bases de los convertidores de transistores y el negativo de la fuente de alimentación, evitan la generación de alta frecuencia.  Figura 2. Diagrama de circuito eléctrico de una luz estroboscópica automotriz de transistor de silicio La polarización de desbloqueo inicial a las bases de los transistores V6, V7 se suministra desde divisores de voltaje de resistencia suficientemente alta R3, R2, R1, R9, R1O, R11 con una resistencia total de aproximadamente 1000 ohmios, cuyos hombros inferiores tienen una resistencia de 100 ohmios (relación de división 1/10). Sin embargo, gracias a los diodos V5, V10, la corriente base de los transistores de los devanados w1, w3 fluye a través de las resistencias de baja resistencia R1, R11 (10 ohmios). Por lo tanto, es posible cumplir con dos requisitos en conflicto: obtener un divisor de alta resistencia para la polarización inicial con una resistencia de baja resistencia en el circuito de corriente base. Los circuitos C2, R5 y C3, R4 reducen a un nivel aceptable las sobretensiones que se producen cuando se cierran los transistores V6, V8, que son el resultado de su exceso de velocidad. Los valores de C2, C3, R4, R5 se seleccionan experimentalmente para cada diseño específico del transformador T1. La resistencia R8 asegura la descarga de los condensadores C4, C5, C6 en los intervalos entre estas emisiones, de modo que el voltaje en los condensadores cuando el motor está parado no exceda la norma. Los diodos V7, V9 eliminan las sobretensiones de corriente inversa del colector de los transistores V6, V8 en el momento de su cierre. Sin estos diodos, la amplitud de la corriente inversa alcanza los 2 A. Además, estos diodos protegen los transistores V6, V8 en caso de polaridad errónea de la conexión del estroboscopio. Desafortunadamente, la vida útil de las lámparas de destello es corta y no es fácil conseguir una nueva del tipo adecuado. Con la aparición en el mercado de los LED domésticos con una intensidad luminosa de más de 2000 mcd (a modo de comparación, para los LED de la serie ALZO7-M a la misma corriente, el valor de este parámetro es de 10 ... 16 mcd), se es posible usarlos en dispositivos estroboscópicos de aficionados. En el diseño que se describe a continuación, se utiliza un grupo de nueve LED rojos KIPD21P-K. El dispositivo se alimenta de la red de a bordo del automóvil. El diodo V1 (ver diagrama en la Fig. 3) protege el estroboscopio de una inversión errónea de la polaridad de la tensión de alimentación.  Arroz. 3. Diagrama del circuito eléctrico de una luz estroboscópica LED automotriz. El sensor capacitivo del dispositivo es una pinza de cocodrilo convencional, que se conecta al cable de alto voltaje de la primera bujía incandescente del motor. El pulso de voltaje del sensor, que pasa por el circuito C1 R1 R2, se alimenta a la entrada de reloj del disparador DD1.1, activado por un solo vibrador. Antes de la llegada del pulso, el one-shot está en su estado original, la salida directa del disparador es baja y la inversa es alta. El condensador C3 está cargado (más desde el lado de la salida inversa), se carga a través de la resistencia R3. Un pulso de alto nivel inicia el one-shot, mientras que el gatillo cambia y el capacitor comienza a recargarse a través de la misma resistencia R3 desde la salida directa del gatillo. Después de aproximadamente 15 ms, el capacitor se cargará tanto que el flip-flop volverá a cambiar al estado cero en la entrada R. Así, el único vibrador responde a la secuencia de pulsos del sensor capacitivo generando una secuencia síncrona de pulsos rectangulares de alto nivel con una duración constante de unos 15 ms. La duración de los pulsos está determinada por las clasificaciones del circuito RЗСЗ. Las gotas positivas de esta secuencia inician el segundo one-shot, ensamblado de acuerdo con el mismo esquema en el gatillo DD1.2. La duración del pulso del segundo vibrador individual es de hasta 1,5 ms. En este momento, los transistores VT1 - VT3, que componen el interruptor electrónico, se abren y los poderosos pulsos de corriente - 1 ... 9A fluyen a través del grupo de LED НL0,7-НL0,8. Esta corriente excede significativamente el valor de pasaporte de la corriente directa pulsada máxima permitida (100 mA) establecida para los LED. Sin embargo, dado que la duración de los pulsos es corta y su ciclo de trabajo en el modo normal es de al menos 15, no se observó sobrecalentamiento ni falla de los LED. El brillo de los flashes, que proporciona un grupo de nueve LED, es suficiente para trabajar con un estroboscopio incluso durante el día. Para verificar la confiabilidad del dispositivo, se realizó un control eléctrico del emisor de luz a una corriente por pulso de 1 A durante una hora. Todos los LED pasaron la prueba y no se detectó sobrecalentamiento. Tenga en cuenta que, por lo general, el tiempo de uso del dispositivo no supera los cinco minutos. Se estableció experimentalmente que la duración de los destellos debe estar dentro de 0,5 ... 0,8 ms. A menor duración aumenta la sensación de falta de brillo de la iluminación de las marcas, ya mayor duración aumenta su "desenfoque". La duración requerida se puede seleccionar visualmente fácilmente mientras se trabaja con un estroboscopio con una resistencia de sintonización R4, que está incluida en el circuito de ajuste de tiempo R4C4 del segundo vibrador único. El propósito del primer one-shot es proteger los LED de fallas si la velocidad del motor aumenta accidentalmente mientras se usa la luz estroboscópica. Hemos creado un modelo de un estroboscopio de automóvil basado en el principio LED (ver Fig. 4 (a, b)). La carcasa es la carcasa de la linterna.  Figura 4(a). Conjunto eléctrico de estroboscopio  Figura 4(b). Conjunto eléctrico de estroboscopio Las pruebas del dispositivo ensamblado se llevaron a cabo con éxito, se utiliza en el garaje de la Universidad Agraria Estatal de Stavropol. Las funciones del estroboscopio se pueden ampliar convirtiéndolo en un tacómetro. Porque muchos vehículos más antiguos que todavía están en servicio no tienen este dispositivo en el panel del conductor. Para ello, se montó un generador de frecuencia ajustable (TFG) de 10 a 15 Hz de repetición de pulsos, que corresponde a una frecuencia de rotación del cigüeñal en el rango de 600 a 900 rpm. En este rango, generalmente se encuentra la velocidad mínima del motor en ralentí, en la que se ajusta el tiempo de encendido inicial. El mango de la resistencia variable incluida en el circuito de ajuste de frecuencia del generador RC se equipó con una escala calibrada con un frecuencímetro digital de laboratorio. La señal de salida MG se introduce en lugar del sensor a la entrada del estroboscopio. El mecánico de automóviles, después de haber conectado el dispositivo, dirige un flujo de luz intermitente, como en el caso anterior, los ajustes de encendido a la polea del cigüeñal y, si es necesario, lo ajusta al valor especificado por el fabricante para este vehículo. Después de ajustar la velocidad del cigüeñal, procede a ajustar el tiempo de encendido de acuerdo con el método anterior, ver 1-2. Porque la precisión para determinar la velocidad del cigüeñal es baja, esto nos permitió tomar una solución tan simple sin recurrir al desarrollo de una versión digital del tacómetro. Literatura
Autor: Krug; Publicación: cxem.net
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