Устройство автоматического включения дальнего света фар в полнакала для автомобилей типа TOYOTA HILUX SURF.

Кодовое название устройства - RelDRL.

Обзаведясь новым автомобилем передо мной, в очередной раз, встал вопрос о дневных ходовых огнях (ДХО). Изучив схему включения фар на свой автомобиль я пришёл к выводу, что два предыдущих, похожих устройства (первое, второе), мной разработанных на новый автомобиль не подходят, поэтому, подумав, я разработал третье устройство, способное корректно работать со штатным реле фар на автомобиле TOYOTA HILUX SURF.

Представленная схема устройства автоматического включения дальнего света фар в полнакала для автомобилей типа TOYOTA HILUX SURF и других с аналогичной схемой коммутации фар (наличие штатного реле), предназначена для использования дальнего света фар в качестве дневных ходовых огней путём включения фар в неполный накал методом Широтно-Импульсной Модуляции (ШИМ).

Преимущество такого использования дальнего света в качестве ДХО заключается в следующем:

Нет необходимости укомплектовывать автомобиль дополнительными внешними световыми приборами (ДХО). Зачастую, попросту нет места для установки дополнительных внешних ДХО.
Включение нитей накала дальнего света фар «в полнакала» практически не уменьшает срок службы ламп, а т.к. дальний свет используется значительно реже ближнего, то ресурс нитей дальнего света остаётся практически вечным.
Световой пучок дальнего света распределяется более равномерно в отличие от ближнего света фар или противотуманного света. Таким образом, автомобиль значительно лучше воспринимается другими участниками дорожного движения, а работа ламп «в полнакала» исключает ослепление водителей встречных автомобилей.
Т.к. включение дальнего света «в полнакала» производится в независимости от других внешних световых приборов (в отличие от ближнего света или противотуманного, где одновременно включаются габаритные огни), то лампы стопсигналов становятся более различимы для других водителей ввиду большего контраста из-за отсутствия свечения габаритных огней, что снижает возникновение аварийных ситуаций. В салоне автомобиля водитель также испытывает больший комфорт, т.к. отсутствует эффект «приглушения» информационных табло при включенных «габаритах».
Включение дальнего света «в полнакала» практически не увеличивает расход топлива, т.к. потребляемая мощность лампами минимальна.

При разработке устройства автоматического включения дальнего света фар в полнакала были поставлены и решены следующие задачи:

Автоматическое включение и выключение дальнего света в полнакала - отслеживается положение штатных выключателей внешних световых приборов и других органов управления. Дальний свет в полнакала включится только при: включенном зажигании, отпущенном стояночном тормозе и выключенных габаритах. Эти условия гарантируют автоматическое включение дальнего света в полнакала на движущемся автомобиле в светлое время суток, что полностью соответствует правилам дорожного движения.
Минимальное вмешательство в штатную электропроводку автомобиля. Данная задача ставилась для обеспечения максимальной живучести системы головного освещения даже при полном отказе устройства автоматического включения дальнего света фар в полнакала. При этом, при отказе устройства автоматического включения дальнего света фар в полнакала, штатная система головного освещения останется полностью работоспособной. Данная задача также ставилась для упрощения установки представленного устройства. При этом необходимо подключить несколько проводов в салоне (к подрулевому переключателю и к жгуту приборной доски) и разорвать один провод. Никаких дополнительных проводов тянуть в моторный отсек не нужно.
Максимальная доступность. В представленном устройстве применяются дешёвые электронные компоненты доступные в свободной продаже даже для провинциального города удалённого на 8 тысяч километров (по воздушной линии) от столицы РФ.
Максимальная простота. В устройстве применена современная элементная база, позволяющая обойтись минимальным количеством электронных компонентов, что положительно сказывается на простоте и скорости самостоятельного изготовления.
Максимальная экономичность. Устройство при выключенном зажигании не потребляет ток и поэтому не разряжает аккумулятор автомобиля. Также в устройстве применяется современный полевой MOSFET с очень малым сопротивлением канала, что уменьшает потери на нагрев во время работы данного устройства.
Максимальное удобство. Устройство не содержит внешних органов управления. Нет необходимости встраивать дополнительные регуляторы, «крутилки» и пр. в панель автомобиля. Управление устройством и изменение настроек осуществляется штатными органами управления автомобиля по специальному алгоритму. В любой момент можно изменить мощность накала ламп дальнего света (в диапазоне от 10 до 50 %), либо выключить накал совсем (устройство переходит в ждущий режим).

Устройство работает следующим образом. При включении замка зажигания начинает отслеживаться положение подрулевого переключателя внешнего освещения и стояночного тормоза (селектора АКПП). Если ручник отпущен (селектор АКПП не в положении «парковка»), а габариты не горят, то включаются лампы дальнего света на 30 % мощности. Такое положение органов управления соответствует движению автомобиля в светлое время суток.

Необходимо учесть один момент. Подрулевой переключатель должен находиться в положении работы ближнего света фар. Если переключать будет находиться в положении работы дальнего света фар, то устройство не включится, а будет сигнализировать о необходимости перевести переключатель в положение работы ближнего света фар путём кратковременного вспыхивания ламп дальнего света. При этом внешнее реле будёт щёлкать, а лампа индикации включения дальнего света на приборной панели будет также кратковременно вспыхивать привлекая внимание водителя.

Для изменения мощности накала ламп дальнего света, а также для изменения датчика стояночного тормоза на датчик режима парковки селектора АКПП (смена полярности), необходимо изменить настройки микроконтроллера. Для этого необходимо войти в режим изменения настроек микроконтроллера по специальному алгоритму.

Алгоритм входа в режим изменения настроек микроконтроллера и изменения настроек следующий:

Выключить зажигание, выключить габаритные огни, затянуть стояночный тормоз (перевести селектор АКПП в положение «парковка»).
Включить зажигание. Пять раз включить и выключить габаритные огни. Пауза между циклом включения-выключения не должна превышать 2 секунд.
Дождаться через несколько секунд длинной вспышки дальним светом, означающей вход в режим изменения настроек.
После длинной вспышки последует одна вспышка средней продолжительности и череда коротких вспышек, означающие текущие настройки.
Дождаться окончания вспышек и включить и выключить габаритные огни необходимое количество раз согласно таблице приведённой ниже. Пауза между циклом включения-выключения не должна превышать 2 секунд.
Дождаться череды вспышек означающие текущие настройки и свериться. Если произошла ошибка в выборе, то необходимо выждать паузу больше 2 секунд и снова повторить этот пункт.
Отпустить стояночный тормоз (перевести селектор АКПП в положение отличное от «парковка»). Последует длинная вспышка, означающая завершение процедуры изменения настройки. Произойдёт сохранение настроек. Устройство готово к дальнейшей работе.

Режим	Количество вспышек	Логика работы устройства	Количество циклов включения-выключения для выбора пункта
0	1 средняя	Устройство отключено (режим ожидания)	7 или больше
1	1 средняя + 1 короткая	ШИМ 10 %	1
2	1 средняя + 2 коротких	ШИМ 20 %	2
3	1 средняя + 3 коротких	ШИМ 30 %	3
4	1 средняя + 4 коротких	ШИМ 40 %	4
5	1 средняя + 5 коротких	ШИМ 50 %	5
-	1 короткая – «парковка», 2 коротких – «ручник»	Переключение датчика стояночного тормоза на датчик селектора АКПП и обратно (смена полярности)	6
-	1 длинная	Вход или выход из режима изменения настроек	-

Примечания:

При выборе пункта переключения датчика стояночного тормоза на датчик селектора АКПП (смена полярности) или обратно происходит выход из режима изменения настроек.
Если в процессе изменения настроек выключить зажигание, то новые настройки не сохранятся.

Схема устройства автоматического включения дальнего света фар в полнакала представлена ниже.

Схема устройства электрическая принципиальная

Центральным элементом схемы является доступный и недорогой микроконтроллер PIC12F629 фирмы Microchip.

Питание микроконтроллера осуществляется от стабилизатора DA1, напряжение на который поступает с замка зажигания через защитный диод VD1. Фильтрующий конденсатор C1 сглаживает пульсирующие помехи по цепи питания. Шунтирующий конденсатор C2 устраняет шум быстродействующего микроконтроллера.

Выключатель S1 опционален, не является обязательным и служит для оперативного отключения устройства. Если лень выводить тумблер, сверлить для него отверстия, то можно обойтись и без него, а само устройство можно отключить/включить в любое время и без помощи тумблера.

Резисторы R1 и R2, R3 и R4, R5 и R6 образуют три делителя напряжения. Первый подключен к цепи габаритных огней, второй – к цепи дальнего света фар, а третий - к лампе индикации режима парковки (или к лампе стояночного тормоза). При подаче напряжения на вход каждого из делителей на соответствующем входе микроконтроллера устанавливается уровень логической единицы. При отсутствии напряжения на входах микропроцессора устанавливается уровень логического нуля.

Внешнее автомобильное реле Rel1, рассчитанное на большой ток (порядка 30-40А), при включении обеспечивает отвязку цепи фар ближнего света с одновременным включением цепи фар дальнего света.

Диод VD2 в цепи внешнего реле необходим для устранения бросков тока самоиндукции катушки реле в момент выключения, защищая, таким образом, ключевой транзистор VT2 от пробоя.

Транзистор VT1 необходим для включения штатного реле автомобиля подающего ток на головные фары.

Транзисторы VT1 и VT2 управляются микроконтроллером через токозадающие резисторы R7 и R9. Резисторы R8 и R10 необходимы для того, что бы транзисторы VT1 и VT2 были надёжно закрыты, когда устройство находится в выключенном состоянии.

При комбинации сигналов соответствующим движению автомобиля на выходе GP0 микроконтроллера появляется сигнал ШИМ, которым управляется ключ на мощном n-канальном полевом транзисторе с изолированным затвором VT3 (MOSFET). Резистор R11 ограничивает ток перезаряда затвора VT3. Резистор R12 необходим, что бы VT3 был закрыт, когда устройство находится в выключенном состоянии. Диод VD3 служит для разряда затвора при выключенном внешнем реле Rel1.

Схема подключения устройства автоматического включения дальнего света фар в полнакала к штатной проводке автомобиля TOYOTA HILUX SURF представлена ниже.

Схема подключения к автомобилю TOYOTA HILUX SURF

Большинство проводов подключается к штатным проводам колодки подрулевого переключателя.

Внешнее автомобильное реле Rel1, подключаемое нормально замкнутыми контактами в разрыв провода ближнего света фар, должно обладать достаточным запасом по допустимому току. Такие реле продаются в автомагазинах и фирмах торгующих автомобильными сигнализациями. Следует со всей ответственностью подойти к надёжности подключения проводов цепи нормально замкнутых контактов реле. Именно от надёжности этих двух скруток будет зависеть живучесть головного освещения автомобиля. Так что надёжно скручиваем, а лучше пропаиваем провода.

Провод, подключаемый к цепи дальнего света фар, должен также надёжно подсоединяться, иметь минимальную длину и хороший запас сечения (использовать два провода идущих от двух соседних пинов разъёма устройства!!!).

Провод, соединяющий вывод 87 внешнего реле с таким же выводом устройства должен быть с хорошим запасом сечения и иметь как можно меньшую длину (использовать два провода идущих от двух соседних пинов разъёма устройства!!!).

Подключение остальных проводов не вызывает проблем. Сигнал от лампы индикации режима парковки (или от лампы индикации стояночного тормоза) лучше взять со жгута панели приборов. Провод габаритных огней подключается к цепи в которой появляется напряжение при включении габаритов.

Провод массы надёжно подключается под ближайший болт кузова автомобиля и должен иметь как можно меньшую длину.

Провод зажигания подключается через предохранитель номиналом не более 5А к цепи, в которой при повороте ключа зажигания в положение IGN появляется напряжение бортовой сети. Опционально можно в эту цепь ставить клавишный выключатель, позволяющий оперативно выключать устройство.

При подключении провода к штатному реле фар обратите внимание на само реле. Оно должно иметь шунтирующий резистор. Обычно все японские реле имеют шунтирующие резисторы в цепи катушки. Резистор позволяет минимизировать броски тока самоиндукции. Если резистор в реле отсутствует, тогда нужно подключить к выводам катушки реле защитный диод, либо использовать в схеме устройства высоковольтный транзистор.

Места подключения надёжно изолируются, а сами провода собираются в жгут и обматываются одним слоем изоленты.

Разводка печатной платы представлена ниже.

Разводка печатной платы

Плата односторонняя, с одной перемычкой. Изготавливается по Лазерно-Утюжной Технологии (ЛУТ) без особых проблем в домашних условиях. Фольгу на неиспользуемой стороне платы нужно удалить, что б не тратить травильный раствор. Плата разрабатывалась с учётом предпочтения SMD монтажу, как наиболее «ленивому». Из выводных элементов остались только силовые. Для удобства программирования микроконтроллера на плату выведен разъём внутрисхемного программирования, через который осуществляется прошивка микроконтроллера любым удобным программатором.

Резисторы применялись типоразмера 1206, конденсатор –0805. Полярный конденсатор – танталовый в корпусе case E. Транзисторы средней мощности КТ817 с любым буквенным индексом в корпусе TO-126. Полевой транзистор MOSFET – IRL2505 в корпусе TO-220. Диоды 1N4007 выводные.

В плату запаяны три четырёхпиновых угловых разъёма типа PWL (вилка), рассоединив которые можно легко демонтировать устройство из автомобиля, например для перепрошивки. Ответной частью «вилок» будет разъём типа PHU (розетка). Такая избыточность в разъёмах необходима для соблюдения максимально допустимого тока на один пин разъёма, путём объединения нескольких пинов под одну цепь. Следует ответственно подойти к обжиму проводов пинами PHU разъёма, особенно силовой части.

Фото готового устройства представлено ниже.

Фото готового устройства

На фото видно, что на дорожки от разъёма к MOSFET_у дополнительно напаяны медные проводники, что бы снизить тепловой нагрев от недостаточной толщины дорожек.

Рекомендуется применить небольшой радиатор. Изготовить его можно из куска листового алюминия. Радиатор снизит тепловую нагрузку на MOSFET. Радиатор следует отделить от корпуса MOSFET_а диэлектрической прокладкой и аккуратно притянуть винтом M3 к плате устройства.

Устройство встраивается в любой подходящий корпус с вентиляционными отверстиями.

Фото ещё одного готового устройства представлено ниже.

Фото ещё одного готового устройства

Схема (SPLAN 7.0), разводка печатной платы (Sprint Layout 5.0), прошивка (HEX) и исходник (ASM) доступны для скачивания здесь.

Правильно собранное устройство в настройке не нуждается и сразу работоспособно.

Обсудить устройство, задать вопросы и высказать мнение можно на форуме по ссылке: Обсуждение устройства автоматического включателя ламп дальнего света в полнакала.

Не для коммерческого использования. При использовании материалов с этой странички, приводите ссылку.

В заключении отмечу, что данное устройство с успехом может быть применено для многих автомобилей TOYOTA с галогеновыми лампами, где подача тока на лампы головного света осуществляется с помощью штатного реле. Вот неполный перечень автомобилей: Toyota Lite-Ace, Toyota Town-Ace, Toyota Noah, Toyota Mark II, Toyota Chaser, Toyota Cresta, Toyota Land Cruiser Prado (без системы дневного света), Toyota Hi-Ace, Toyota Corona Premio, Toyota Corona, Toyota Caldina, Toyota Corona Exiv, Toyota Allion, Toyota Premio и т.д.

[НАЗАД][мои проекты]