Самодельный стробоскоп для установки зажигания

Содержание

1 Самодельный стробоскоп для установки зажигания

Схема и изготовление своими руками стробоскопа для установки зажигания (УОЗ)

Светодиодный стробоскоп для установки зажигания позволяет быстро и с высокой точностью выставлять оптимальный угол опережения зажигания (УОЗ) в автомобиле. Данный параметр играет важную роль в корректной работе двигателя. Небольшое смещение в момент зажигания приводит к потере мощности, вследствие возросшего расхода топлива и перегрева двигателя.

Несмотря на большой ассортимент промышленно выпускаемых приборов для проверки и установки УОЗ, актуальность создания стробоскопа своими руками не потеряла смысл и в наши дни. Представленная схема самодельного стробоскопа для автомобиля не требует наладки после сборки и изготавливается из доступных деталей.

Принципиальная схема стробоскопа

Схема разработана и представлена в девятом издании журнала «Радио» в далеком 2000 году. Однако, благодаря своей простоте и надежности, остается актуальной и в наши дни.

В принципиальной электрической схеме стробоскопа для авто можно условно выделить 4 части:

Цепь питания, состоящая из выключателя SA1, диода VD1 и конденсатора С2. VD1 защищает элементы схемы от ошибочной смены полярности. С2 блокирует частотные помехи, предотвращая сбои в работе триггера. Для подачи и отключения питания используется выключатель SA1, для этого подойдет любой компактный выключатель или тумблер.
Входная цепь, которая состоит из датчика, конденсатора С1 и резисторов R1, R2. Функцию датчика выполняет зажим «крокодил», который закрепляется на высоковольтном проводе первого цилиндра. Элементы С1, R1, R2 представляют собой простейшую дифференцирующую цепь.
Микросхема триггера, собранная по схеме двух однотипных одновибраторов, которые формируют на выходе импульсы заданной частоты. Частотозадающими элементами являются резисторы R3, R4 и конденсаторы С3, С4.
Выходной каскад, собранный на транзисторах VT1-VT3 и резисторах R5-R9. Транзисторы усиливают выходной ток триггера, что отражается в виде ярких вспышек светодиодов. R5 задаёт ток базы первого транзистора, а R9 – исключает сбои в работе мощного VT3. R6-R8 ограничивают ток нагрузки, протекающий через светодиоды.

Принцип работы

Схема стробоскопа питается от автомобильного аккумулятора. В момент замыкания выключателя SA1, триггер DD1 переходит в исходное состояние. При этом на инверсных выходах (2, 12) появляется высокий потенциал, а на прямых (1, 13) – низкий потенциал. Конденсаторы С3, С4 заряжены через соответствующие резисторы.

Импульс с датчика, пройдя через дифференцирующую цепь, поступает на тактовый вход первого одновибратора DD1.1, что приводит к его переключению. Начинается перезаряд С3, который через 15 мс заканчивается очередным переключением триггера. Таким образом, одновибратор реагирует на импульсы с датчика, формируя на выходе (1) прямоугольные импульсы. Длительность выходных импульсов с DD1.1 определяется номиналами R3 и С3.

Второй одновибратор DD1.2 работает аналогично первому, уменьшая длительность импульсов на выходе (13) в 10 раз (примерно до 1,5 мс). Нагрузкой для DD1.2 служит усилительный каскад из транзисторов, которые открываются на время импульса. Импульсный ток через светодиоды ограничен исключительно резисторами R6-R8 и в данном случае достигает величины 0,8 А.

Не стоит пугаться столь большого значения тока. Во-первых, его импульс не превышает 1 мс, со скважностью в рабочем режиме не менее 15. Во-вторых, современные светодиоды обладают гораздо лучшими техническими характеристиками в сравнении с их предшественниками из 2000 года, когда эта схема впервые получила практическое применение. Тогда нужно было поискать светодиоды с силой света в 2000 мкд. Сейчас белый LED (от англ. Light-emitting diode) типа C512A-5 мм от компании Cree с углом рассеивания 25° способен выдать 18000 мкд при постоянном токе в 20 мА. Поэтому использование сверхъярких светодиодов позволит значительно снизить ток нагрузки путём увеличения сопротивления R6-R8. В-третьих, время пользования стробоскопом обычно не превышает 5-10 минут, что не вызывает перегрев кристаллов излучающих диодов.

Печатная плата и детали сборки

Самодельный стробоскоп для установки зажигания можно собрать как на недорогих отечественных радиоэлементах, так и на более прецизионных импортных элементах. Ниже представлена плата с применением отечественных компонентов для штыревого монтажа.

Плата в файле Sprint Layout 6.0: plata.lay6

Диод VD1 – КД2999В или любой другой с малым падением прямого напряжения. Конденсатор С1 должен быть высоковольтным с емкостью в 47 пФ и напряжением 400 В. Конденсаторы С2-С4 неполярные серии КМ-5, К73-9 на 0,068 мкФ 16 В. Все резисторы, кроме R4, типа МЛТ или планарные с номиналами, указанными на схеме. Подстроечный резистор R4 типа СП-3 или СП-5 на 33 кОм.

Триггер ТМ2 лучше использовать 561 серии, которая отличается высокой помехоустойчивостью и надёжностью. Но можно заменить его микросхемой 176 и 564 серии, учитывая их распиновку. Транзисторы VT1-VT2 подойдут КТ315 Б, В, Г или КТ3102 с большим коэффициентом усиления. Выходной транзистор – КТ815, КТ817 с любой буквенной приставкой. Светодиоды HL1-HL9 лучше взять сверхъяркие с малым углом рассеивания. Их располагают на отдельной плате по три в ряд. При отсутствии каких-либо деталей схемы их можно заменить более современными аналогами, немного усовершенствовав плату.

Готовую плату управления стробоскопа и плату со светодиодами удобно разместить в корпусе переносного фонарика. При этом необходимо предусмотреть отверстие в корпусе под регулятор R4, а в качестве SA1 можно использовать штатный выключатель.

Настройка

В схеме установлен подстроечный резистор R4, регулировкой которого можно добиться нужного визуального эффекта. Вращая ручку регулятора можно наблюдать, что уменьшение импульса тока ведёт к недостатку освещенности меток, а увеличение – к размытости. Поэтому во время первого запуска стробоскопа необходимо подобрать оптимальную длительность вспышек.

Длина экранированного провода от печатной платы к датчику не должна превышать 0,5 м. В качестве датчика подойдет 0,1 м медного проводника, припаянного к центральной жиле экранированного провода. В момент подключения его наматывают на изоляцию высоковольтного провода первого цилиндра автомобиля, делая 3 витка. Для повышения помехоустойчивости намотку производит максимально близко к свече. Вместо медного проводника можно взять зажим типа «крокодил», который также следует припаять к центральной жиле, а его зубья слегка загнуть внутрь, чтобы не повредить изоляцию.

Установка УОЗ стробоскопом

Прежде чем рассмотреть работу автомобильного стробоскопа, нужно понять суть стробоскопического эффекта. Если движущийся в темноте объект на мгновение осветить вспышкой, то он будет казаться застывшим в месте, где произошла вспышка. Если на вращающееся колесо нанести яркую метку и освещать его яркими вспышками, совпадающими по частоте с частотой вращения колеса, то в момент вспышек можно зрительно фиксировать местоположение метки.

Перед регулировкой момента зажигания автомобиля наносят две метки: подвижную на коленчатом валу (маховике) и стационарную – на корпусе двигателя. Затем присоединяют датчик, подают питание на стробоскоп и включают двигатель в режим холостого хода. Если во время вспышек метки совпадают, то УОЗ выставлен оптимально. В противном случае следует произвести корректировку до полного их совпадения.

Представленный стробоскоп для установки зажигания, собранный своими руками, позволит за несколько минут отладить систему зажигания автомобиля. В результате корректировки вырастет КПД двигателя и увеличится срок его службы.

Как сделать простой стробоскоп для установки зажигания своими руками

Введение

Не секрет, что многие проблемы, которые порой возникают с автомобилем, под силу исправить даже начинающему автовладельцу. Несмотря на кажущуюся сложность механизма, порой можно избежать очередного обращения в сервисный центр или покупки очередного агрегата для замены. Каждый желающий сэкономить на приобретении не слишком качественного девайса может самостоятельно смастерить, например, стробоскоп, который предназначен для установки зажигания. Многих новичков может оттолкнуть одно название, которое кажется слишком сложным и вычурным, однако не стоит торопиться с выводами. Чтобы знать, как сделать стробоскоп для установки зажигания без покупки идентичного заводского устройства, следует ознакомиться с несколькими предложенными способами и запастись всеми необходимыми материалами и инструментами. Для тех, кто не уверен в своих силах, достаточно будет хотя бы один раз зайти в автомагазин и узнать о стоимости и качестве производственного стробоскопа.

На деле практически большинство автовладельцев для создания этого хитрого прибора прибегают к использованию обычных газоразрядных ламп. Правда, такие устройства не могут отличиться длительным функционированием, тем более что однажды вышедшая из строя лампа по своей стоимости не слишком сильно отличается от той суммы, за которую можно приобрести новый стробоскоп. Всё это вкупе может натолкнуть автолюбителя на создание собственного приспособления. Рассмотрим самые простые и доступные методы создания стробоскопа.

«Преимущества» заводских устройств

Прежде чем остановиться на приобретении стандартного заводского стробоскопа, необходимо подетально изучить все его особенности и узнать о принципе работы. Итак, изначально разберёмся с областью применения настоящего устройства. Приспособление, которое называется стробоскопом, позволяет владельцу авто без труда отрегулировать зажигание. Имея под рукой этот прибор, можно значительно ускорить весь процесс настройки. Оснащённый лампой, агрегат подаёт сигналы о наличии искры, ввиду чего можно быстро и правильно установить необходимый угол опережения зажигания.

Нельзя не отметить эффективность и точность работоспособных заводских приборов, которые способны справиться с решением этой задачи всего за несколько минут. Однако, несмотря на такие преимущества, почему-то подавляющее большинство автолюбителей старается создать такой агрегат своими руками, не спеша покупать производственный вариант. Вероятнее всего, этот аспект обусловлен довольно высокой стоимостью стробоскопов. Заводские модели в подавляющем большинстве комплектуются дорогими газоразрядными лампами, последующая замена которых по цене становится равной приобретению нового устройства. Имеющиеся в продаже заводские аналоги продаются в ценовом диапазоне от 1000 до 6000 рублей (простой Multitronics обойдётся покупателю в 1000 рублей, Astro L5 в 1300, Focus F1 в 1700, а Focus F10 в 5600 рублей).

При желании и возникающей необходимости такой прибор можно создать самостоятельно, достаточно лишь найти все материалы, которые включают самые простые и обыденные вещи, которые есть в гараже каждого. Простой автомобильный стробоскоп можно сделать из фонарика, светодиодов и даже простой лазерной указки. Несмотря на практически полную бесценность, сделанный своими руками прибор сможет прослужить не менее долговечно и надёжно, доказывая эффективность службы на практике.

Принцип создания прибора

Стробоскоп для настройки зажигания особенно необходим тем, кто имеет автомобиль с карбюратором. Обусловлено это особенностями настройки, так как правильно отрегулировать угол опережения зажигания, который присутствует на контактных трамблёрах и всех бесконтактных распределителях, даже в уме представить сложно, не говоря уже о действительности. Обойтись в такой ситуации без стробоскопа попросту не выйдет. Тем более что, воспользовавшись услугами этого точнейшего прибора, можно всего за 7–8 минут с крайней точностью настроить зажигание. Этому показателю, как и другим важным элементам автомобиля, необходимо уделять должное внимание, так как без него невозможно нормальное функционирование любого транспортного средства. Потребность в таком изделии, высокая стоимость заводского варианта в магазине и наличие необходимых деталей попросту подталкивают человека к созданию собственного стробоскопа.

Перечень необходимых деталей

До того как отправляться в магазин за покупкой всех нижеописанных деталей, стоит внимательно изучить все материалы и детали, присутствующие в гараже, вполне вероятен тот факт, что большинство из них давно без особой нужды пылятся на полках. Если найти для изготовления приспособления большинство элементов, хранящихся в числе бросовых материалов, конечная стоимость готового и прекрасно функционирующего стробоскопа не превысит 100 рублей, что позволит сэкономить денежные средства на другие нужды. Первое, что понадобится — это простой дешёвый фонарик китайского производства. Будет лучше, если он окажется светодиодным. В том случае, если имеющаяся в наличии модель окажется ламповой, необходимо будет дополнительно купить или изъять из старого фонаря все требуемые светодиоды.

Кроме корпуса, понадобится электронная начинка, для создания которой нужны следующие элементы:

транзистор типа КТ315, который наверняка хранится в выброшенном радиоприёмнике советского образца;
тиристор КУ112А, его можно обнаружить в блоке питания старого телевизора;
конденсатор, рассчитанный на напряжение 16 В;
диод, обладающий низкими частотами;
реле под напряжение 12 В, однако следует выбрать маленькую по размеру деталь, которая сможет поместиться в корпусе фонарика;
несколько «крокодилов»;
моток проводов, причём 0,5 метра из которых должны быть экранированными;
небольшой кусок медного провода.

Несмотря на большое многообразие схем, созданных для правильной последовательной сборки устройства, новоиспечённому создателю стробоскопа в любом случае понадобится такой запас запчастей. Кроме наличия всех описанных деталей, необходимо вооружиться паяльником, будет лучше, если автовладелец будет иметь хотя бы минимальные навыки его использования.

Чтобы осуществить сборку этого прибора, нужно последовательно соединить все части имеющимися проводами и надёжно припаять. Через заднее отверстие, имеющееся в фонаре, придётся пропустить все необходимые провода, которые обеспечат бесперебойное питание стробоскопу. Если в выбранной модели фонарика отсутствует боковое отверстие, автовладелец должен сделать его своими руками. Нужно это для того, чтобы вывести экранированный провод, на концах которого к центральной жиле будет припаяна медная проволока. Именно это элемент созданного прибора будет специальным сигнализирующим датчиком.

Принцип функционирования прибора

Итак, после создания такого важного устройства, как самодельный автомобильный стробоскоп, следует разобраться с принципом его работы, чтобы в дальнейшем беспрепятственно совершать правильную настройку угла зажигания. Конденсатор, на который подаётся электрический ток, заряжается посредством резистора. По достижению заряда необходимого уровня ток подаётся резистором на открывшийся транзистор. Именно в это время начинает работать реле, которое предназначено для создания цепи, включающей тиристор, диоды и конденсатор. Весь агрегат является специализированным делителем, через который заряд проходит на главный контакт тиристора. Открывшийся управляющий элемент влечёт разрядку конденсатора, которая выражается посредством загорающихся диодов. Вспышка света, которая возникает в фонарике, гаснет. Главный выход транзистора посредством тиристора и резистора соединяется с центральным проводом, в результате действия которого закрывается транзистор и выключается реле.

Стробоскоп для настройки зажигания сигнализирует длительным свечением диодов, возникает это из-за разрыва контакта с задержкой. Спустя некоторое время контакт обесточивается и прерывается. Самодельный прибор опять обретает положение бездействия, вспыхивая в момент возникновения следующего импульса. Чтобы добиться более яркого свечения светодиодов в фонаре, можно воспользоваться конденсатором, обладающим большей ёмкостью.

Создание стробоскопа на микросхеме

Наиболее простой стробоскоп для установки зажигания — это создание прибора, который основан на микросхеме DD1, представляющей собой одновибратор. К этой микросхеме подключается несколько диодов, которые способствуют её защите от возможных ошибок, возникающих в момент подключения. До того как на микросхему попадает очередной импульс, она находится в обычном спокойном состоянии. Система оснащена двумя различными выводами, причём первый обладает низким уровнем, ему противостоит высокий инверсный вывод. Соответственно подключаемый конденсатор соединяется плюсом с инверсным выводом, благодаря чему происходит его зарядка. Проходящий по всей микросхеме импульс «цепляет» триггер, за которым подключается в работу заряжённый конденсатор. Весь процесс проходит непосредственно через резистор. Впаянная микросхема DD1 отвечает поступившему на неё электрическому току, отображая энергию посредством свечения светодиодов.

Заключение

Если рассматривать техническую сторону функционирования стробоскопа, сделанного своими руками, стоит отметить его эффективность, которая ничем не уступает работе заводского прибора. Самодельное устройство подключается к силовому агрегату и зажиганию. Человек, который сам собрал такой агрегат, должен помнить, что один из «крокодилов» цепляется за провод, который ведёт к первому цилиндру. Чтобы обеспечить правильную и бесперебойную работу прибора, необходимо заранее изучить принцип его работы и верно собрать все детали. В тот момент, когда двигатель идёт сквозь точку, в которой возникает искра, автомобильный стробоскоп, получая очередной электрический импульс, отзывается вспышкой светодиодов. Используя такой момент, автолюбитель должен правильно настроить зажигание.

Простой стробоскоп на светодиоде. Нужна схема