Radioelektronik Audio-HiFi-Video 6/2001

W ci¹gu ostatnich lat

coraz wiêksz¹

popularnoœæ zdobywaj¹

sobie rowery jako

praktyczny œrodek

transportu, a tak¿e jako

urz¹dzenia sportowe

i rekreacyjne. Niestety,

œwiat³a rowerowe niezbyt

dobrze spe³niaj¹ swoje

funkcje. Rowerzyœci

wiedz¹ z w³asnego

doœwiadczenia,

¿e reflektor rowerowy

wystarczaj¹co oœwietla

drogê, a tylne œwiat³o

jest ma³o widoczne.

Œwiat³a rowerowe mo¿na

jednak poprawiæ.

N

a pocz¹tek spójrzmy na rys. 1

przedstawiaj¹cy schemat insta-

lacji oœwietlenia roweru, która

sk³ada siê z pr¹dnicy o mocy 3

W i napiêciu 6 V, przedniego reflektora, z ¿a-

rówk¹ 6 V 2,7 W oraz lampy tylnej z ¿arów-

k¹ 6 V 0,3 W. Pr¹dnica zasila lampy tylko

podczas jazdy. Energia dostarczana do lamp

jest zale¿na od prêdkoœci k¹towej wirnika

pr¹dnicy, a ta z kolei od prêdkoœci jazdy ro-

werem, i najczêœciej nie wystarcza do przy-

zwoitego oœwietlenia drogi przed jad¹cym.

W zwi¹zku z tym proponujê zmodernizowaæ

instalacjê elektryczn¹ w rowerze, zastêpuj¹c

pr¹dnicê stosunkowo tanim, bezobs³ugo-

wym akumulatorem o³owiowym ¿elowym,

lub niklowo-kadmowym gazoszczelnym o po-

jemnoœci 7 Ah. Takie akumulatory s¹ stoso-

wane w instalacjach alarmowych jako rezer-

wowe Ÿród³a zasilania. Mo¿e to byæ tak¿e

akumulator z uszkodzonego zasilacza awa-

ryjnego UPS. Napiêcie takiego akumulatora

ma 12 V, a instalacja elektryczna w rowerze

6 V, trzeba zatem zastosowaæ przetwornicê

napiêcia. Jej schemat przedstawiono na

rysunku 2.

Jest to typowa przetwornica d³awikowa wy-

korzystuj¹ca uk³ad MAX724 lub MAX726.

W zale¿noœci od zastosowanego typu uk³a-

du scalonego, maksymalny pr¹d wyjœciowy

mo¿e wynosiæ 2 A dla uk³adu MAX726, lub

5 A dla uk³adu MAX724. Obydwa uk³ady

pracuj¹ na czêstotliwoœci 100 kHz i mog¹ byæ

stosowane zamiennie. Wewn¹trz uk³adu sca-

lonego znajduje siê bipolarny prze³¹cznik

mocy, oscylator i wzmacniacz b³êdu oraz

uk³ad modulacji szerokoœci impulsu (PWM).

Ca³e urz¹dzenie wymaga zaledwie kilku ele-

mentów zewnêtrznych i jest tak ³atwe do wy-

LEPSZE

ŒWIAT£A

ROWEROWE

konania, ¿e mo¿e byæ zmontowane nawet

przez pocz¹tkuj¹cych elektroników.

Uk³ad sk³ada siê ze Ÿród³a zasilania _ aku-

mulatora 12 V, i przetwornicy z wymienionym

wczeœniej uk³adem scalonym.

Opis dzia³ania

Wewn¹trz uk³adu scalonego przetwornicy znaj-

duje siê generator o czêstotliwoœci pracy 100

kHz. Przebieg z generatora wyzwala uk³ad

modulacji szerokoœci impulsu (PWM), do które-

go dostarczane s¹ równie¿ informacje ze

wzmacniacza b³êdu, odpowiedzialnego za

r

Z PRAKTYKI

18

d¹ D2 i rezystorem R4, który zapewnia obci¹-

¿enie wstêpne o wartoœci kilku mA. Pr¹d wyj-

œciowy przetwornicy ze wzglêdu na maksymal-

ny pr¹d diody D1 mo¿e dochodziæ do wartoœci

2 A w zakresie napiêæ wyjœciowych 4

÷

6 V.

Umo¿liwia to zasilanie dwóch reflektorów prze-

dnich i jednej lampy tylnej. Zamiast tylnej ¿a-

rówki mo¿na zastosowaæ po³¹czone szere-

gowo i równolegle czerwone diody.

Monta¿ i uruchomienie

Monta¿ urz¹dzenia rozpoczynamy od wykona-

nia p³ytki drukowanej, przedstawionej na rys.

3. P³ytkê tak zaprojektowano, aby mo¿na j¹ by-

³o wykonaæ za pomoc¹ pisaka ”do druku”

z koñcówk¹ 0,5 mm. Mo¿na te¿ wykorzystaæ

uniwersaln¹ p³ytkê drukowan¹. Rozmieszcze-

nie elementów jest przedstawione na rys. 4.

Cewkê L1 wykonujemy nawijaj¹c oko³o 10

prawid³ow¹ wartoœæ napiêcia wyjœciowego,

i ze wzmacniacza ograniczenia pr¹dowego.

Uk³ad PWM steruje z kolei kluczem tranzysto-

rowym, sk³adaj¹cym siê z tranzystora steruj¹-

cego i tranzystora mocy. Wszystkie te uk³ady

wraz ze Ÿród³em napiêcia odniesienia s¹ we-

wn¹trz uk³adu scalonego.

Rozpatrzmy teraz pracê ca³ej przetwornicy.

Gdy klucz tranzystorowy jest otwarty, napiêcie

z akumulatora powoduje narastanie pr¹du p³y-

n¹cego przez d³awik L1 i spolaryzowanie dio-

dy D1 w kierunku zaporowym. Pr¹d d³awika

narasta do chwili zamkniêcia klucza tranzysto-

rowego lub do chwili wejœcia d³awika w stan na-

sycenia. W chwili zamkniêcia klucza tranzysto-

rowego, dioda D1 zostaje spolaryzowana

w kierunku przewodzenia. Pr¹d p³ynie wtedy

przez diodê D1 i obci¹¿enie.

Wstêpnym obci¹¿eniem przetwornicy jest

uk³ad sygnalizacji napiêcia wyjœciowego z dio-

zwojów drutu DNE

φ

0,6 mm na œrodkowej ko-

lumnie rdzenia ferrytowego, pochodz¹cego

z symetryzatora antenowego, tak aby uzy-

skaæ indukcyjnoœæ oko³o 50

µ

H. Mo¿na te¿

zastosowaæ gotowy d³awik o indukcyjnoœci

50

÷

100

µ

H i obci¹¿alnoœci nie mniejszej ni¿

2 A. Uk³ad scalony US1 montujemy na niewiel-

kim radiatorze, którego ¿eberka bêd¹ usytuo-

wane po zamontowaniu na rowerze przodem

do kierunku jazdy, w celu dobrego ch³odzenia.

Na uwagê zas³uguje monta¿ kondensatorów

elektrolitycznych C2 i C5. Powinny to byæ kon-

densatory typu ESR o obni¿onej indukcyjnoœci,

przeznaczone specjalnie do przetwornic napiê-

cia. Jednak ze wzglêdu na ewentualne k³opo-

ty z ich nabyciem, zastosowano w ich miejsce

zwyk³e kondensatory elektrolityczne 100

µ

F,

po³¹czone równolegle, dziêki czemu zmniejsza

siê indukcyjnoœæ. W miejsce kondensatora

C2 montujemy trzy kondensatory 100

µ

F, na-

Rys. 1. Schemat instalacji oœwietlenia roweru

Rys. 2. Schemat przetwornicy

19

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 6/2001

tomiast w miejsce C5 _ piêæ kondensatorów

100

µ

F. Jak widaæ na rys. 4, p³ytka jest przy-

stosowana do monta¿u tylu kondensatorów.

Minus akumulatora i minus przetwornicy ³¹czy-

my z metalow¹ ram¹ roweru (spe³niaj¹c¹

funkcjê masy). Z wyjœcia przetwornicy prowa-

dzimy pojedyncze przewody do lamp. Ka¿dy

z reflektorów mo¿e mieæ niezale¿ny wy³¹cznik,

co umo¿liwi regulacjê poboru mocy z akumu-

latora. Mo¿na równie¿ zrezygnowaæ ze zwy-

k³ych ¿arówek. Lepsze s¹ ¿arówki halogeno-

we 5,2 V 0,5 A, 5,2 V 0,8 A, albo 4,8 V 0,85 A.

Do tylnej lampy nadaj¹ siê czerwone diody, naj-

lepiej bardzo jasne.

Napiêcie wyjœciowe ustawiamy potencjome-

trem R2 podczas uruchomienia uk³adu tak,

aby nie przekracza³o znamionowego napiêcia

¿arówek halogenowych. Je¿eli przetwornica

bêdzie eksploatowana zim¹ w temperaturach

poni¿ej 0

o

C, to nale¿y zastosowaæ akumula-

tor ¿elowy bezobs³ugowy, poniewa¿ bêdzie

siê lepiej spisywa³ ni¿ akumulator niklowo-

kadmowy.

n

Mariusz Janikowski

bc107

@

priv2.onet.pl

Rys. 3. P³ytka drukowana (skala 1:1)

Rys. 4. Rozmieszczenie elementów