Схема и изготовление своими руками стробоскопа для установки зажигания (УОЗ). Автомобильный стробоскоп на светодиодах Стробоскоп из светодиодной ленты своими руками

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 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.

Читайте так же

Владельцы карбюраторных автомобилей не понаслышке знакомы с трудностями процесса регулировки зажигания. Обычно это делается на слух, что не очень удобно. Используя стробоскоп, это процесс можно облегчить. Однако промышленные устройства достаточно дорогие, поэтому многие изготавливают стробоскоп для зажигания своими руками.

Недостатки промышленных моделей

Промышленные устройства зачастую имеют определенные недостатки, из-за которых полезность прибора весьма сомнительна.

Для начала, цена на них бывает вполне существенной. Например, современные цифровые модели обойдутся автолюбителю в 1000 р. Более функциональные модели стоят уже от 1700. Продвинутые стробоскопы стоят порядка 5500 р. Нужно ли говорить, что стробоскоп автомобильный (своими руками сделанный) обойдется автолюбителю в 100-200 рублей.

Часто в заводских устройствах производитель применяет особо дорогую газоразрядную лампу. Лампа имеет определенный ресурс, а через некоторое время ее придется заменить. А это само по себе равносильно приобретению нового заводского устройства.

Почему стоит делать стробоскоп своими руками?

Недостатки заводских и технологичных устройств подталкивают автолюбителя к самостоятельному изготовлению этого устройства. Кроме того, намного дешевле по стоимости оснастить это оборудование светодиодами вместо дорогой лампы. В качестве источника диодов или донора подойдет обыкновенная лазерная указка или фонарик.

Остальные детали также обойдутся в копейки. Особых инструментов при этом не понадобится. Бюджет процесса изготовления стробоскопа составит не более 100 рублей.

Как сделать стробоскоп своими руками?

Схем и вариантов для изготовления существует огромное количество. Однако в большинстве все проекты по созданию этого гаджета похожи. Давайте посмотрим, что понадобится для сборки.

Нам понадобится простой транзистор КТ315. Его без труда можно найти в старом советском приемнике. Обозначение может слегка отличаться, но это не беда. Тиристор КУ112А можно без проблем добыть из блока питания старинного телевизора. Там же можно найти резисторы небольших размеров. Так как мы делаем светодиодный стробоскоп своими руками, то, естественно, понадобится светодиодный фонарь. Для этого лучше приобрести самый дешевый, из Китая. Кроме этого, нужно запастись конденсатором до 16 В любым низкочастотным диодом, маленьким реле на 12 А, проводами, крокодилами, экранированным проводом 0,5 м длиной, а также небольшим куском медного провода.

Собираем прибор

Схема небольшая, а разместить ее можно прямо в том самом китайском фонаре. Так, через отверстие в фонарике сзади желательно пропустить провода для питания устройства. На концах проводов лучше запаять крокодилы. В боковой стенке нужно проделать отверстие, если его уже не сделали китайцы. Через это отверстие будет проложен экранированный провод. На обратном конце необходимо заизолировать оплетку и припаять тот самый кусок медной проволоки к основной жиле провода. Это будет датчик.

Схема устройства и принцип работы

После подачи тока через провода питания конденсатор очень быстро зарядится через резистор. Когда будет достигнут определенный порог заряда, через резистор напряжение будет поступать на открывающийся контакт транзистора. Здесь сработает реле. Когда реле замкнется, оно создаст цепь из тиристора, светодиода и конденсатора. Затем через делитель импульс попадет на управляющий вывод тиристора. Далее тиристор откроется, а конденсатор разрядится на светодиоды. В результате стробоскоп, своими руками изготовленный, ярко вспыхнет.

Через резистор и тиристор базовыевывод транзистора соединяется с общим проводом. Из-за этого транзистор закроется, а реле отключится. Время свечения светодиодов увеличивается, так как контакт разрывается не сразу. Но контакт разорвется, а тиристор будет обесточен. Схема вернется в базовое положение, пока не поступит новый импульс.

Изменяя емкости конденсатора, можно менять время свечения. Если выбрать конденсатор большей емкости, то светодиодный стробоскоп, своими руками изготовленный, будет ярче и дольше светиться.

Прибор на микросхеме

Основной деталью этой несложной схемы является микросхема типа DD1. Это так называемый одновибратор 155АГ1. В этой схеме он запускается лишь от отрицательных импульсов. Управляющий сигнал поступит на транзистор КТ315, а он сформирует эти отрицательные импульсы. Резисторы 150 К ОМ, 1 К ОМ, 10 К ОМ, а также стабилитрон КС139 работают в качестве ограничителей амплитуды входящего сигнала с зажигания авто.

Конденсатор 0,1 мФ вместе с сопротивлением в 20 КОм зададут нужную длительность импульсов, которые будут сформированы микросхемой. При такой емкости конденсатора длительность импульсов будет примерно до 2 мс.

Затем с 6-й ножки микросхемы импульсы, которые к этому моменту будут синхронизированы с зажиганием машины, попадут на базовый вывод транзистора КТ 829. Он здесь в качестве ключа. Результат - это импульсный ток через светодиоды.

Как запитывается этот стробоскоп для авто? Своими руками нам необходимо провести пару проводов к клеммам автомобильного аккумулятора. Нужно обязательно следить за уровнем заряда АКБ.

Если вы верно соберете эту простую схему, то сразу же сможете увидеть, как работает устройство. Если вдруг яркости недостаточно, то это регулируется подбором соответствующего сопротивления.

В качестве корпуса для устройства можно использовать старый или китайский фонарик.

Еще одна схема стробоскопа

Данный стробоскоп на светодиодах, своими руками изготовленный по такому принципу, также можно запитать от автомобильного аккумулятора. Диоды позволят создать защиту от неправильной полярности. В качестве крепежа здесь применяется обычный крокодил. Его нужно прицепить на высоковольтный контакт первой свечи на моторе. Далее импульс пройдет через резисторы и конденсатор и придет на вход триггера. К тому моменту этот вход уже будет включен одновибратором.

До импульса одновибратор находится в обычном режиме. Прямой выход триггера имеет низкий уровень. Инверсный вход, соответственно - высокий. Конденсатор, присоединенный плюсом к инверсному выходу, зарядится через резистор.

Высокоуровневый импульс запускает одновибратор, что переключает триггер и служит для заряда конденсатора через резистор. Через 15 мс конденсатор полностью зарядится, а триггер переключится в обычный режим.

В итоге одновибратор отреагирует на это синхронной последовательностью прямоугольных импульсов длительностью примерно 15 мс. Длительность можно регулировать при помощи замены резистора и конденсатора.

Импульсы второй микросхемы составляют до 1,5 мс. На этот период открываются транзисторы, которые представляют собой электронный коммутатор. Затем через светодиоды протекает ток. По этому принципу работает стробоскоп для авто (своими руками изготовленный он был или нет, не имеет значения - оба устройства светят одинаково).

Ток, проходящий через светодиоды, гораздо больший, чем паспортный. Но, так как вспышки недолгие, то светодиоды не выйдут из строя. Яркости будет достаточно, чтобы использовать этот полезный прибор даже в дневное время.

Этот стробоскоп своими руками можно собрать в корпусе от все того же многострадального карманного фонарика.

Как работать с прибором?

Собрав по одной из приведенных схем устройство, можно просто и легко, а главное, точно настраивать зажигание на карбюраторных двигателях, проверять правильность работы свечей и катушек, контролировать работу регуляторов угла опережения.

Чтобы максимально правильно выставить зажигание, обычно исходят из того, что смесь зажигается за пару градусов до того, когда поршень придет в самую верхнюю точку. Этот угол называется "угол опережения". Когда обороты коленчатого вала растут, угол тоже должен увеличиваться. Так, этот угол выставляют на холостых оборотах, а затем необходимо проконтролировать правильность настройки на всех режимах работы агрегата.

Выставляем зажигание

Запускаем и прогреваем двигатель. Теперь запитываем наш стробоскоп на светодиодах и подключаем датчик. Сейчас нужно направить прибор на метку на корпусе ГРМ и отыскать метку на маховике. Если момент нарушен, то метки будут достаточно далеко друг от друга. Методом вращения корпуса ГРМ добейтесь совпадения меток. Когда вы нашли это положение, зафиксируйте трамблер.

Затем пора поднять обороты. Метки разойдутся, однако это вполне нормальная ситуация. Вот так проводится настройка зажигания с использованием стробоскопа.

Итак, мы выяснили, как изготавливается стробоскоп на светодиодах своими руками.

Для точной установки зажигания на двигателе необходимо использовать специальные приборы – стробоскопы. Их можно приобрести в автомагазинах или изготовить своими руками. Во втором случае вы сэкономите приличную сумму и сделаете наиболее подходящее устройство для вашей модели авто.

Особенности заводских стробоскопов и принцип их работы

Точно отрегулировать зажигание без использования стробоскопа довольно сложно. Такой прибор существенно ускоряет процесс настройки, лампа сигнализирует о появлении искры, что позволяет правильно установить угол опережения зажигания. Несмотря на то, что заводские приборы работают эффективно и точно, многие автолюбители не спешат их покупать. Главным сдерживающим фактором можно назвать высокую цену стробоскопов. В большинстве моделей используется дорогостоящая газоразрядная лампа, её замена приравнивается к покупке нового прибора.

Само устройство можно сделать своими руками, используя простые и доступные материалы. Существует несколько хороших схем изготовления, которые помогут сэкономить на покупке заводских аналогов. Для примера, можно ознакомиться с ценами на самые популярные стробоскопы, которые есть в продаже:

Multitronics C2 - 900-1000 руб.
AstroL5 - 1300 руб.
Focus F1 - 1700 руб.
Focus F10 - 5600 руб.

Самодельные приборы делаются из фонариков, светодиодов или лазерной указки. При низкой себестоимости (около 500 рублей) прибор будет работать не менее надёжно и эффективно.

Инструкция по изготовлению прибора для установки зажигания

Простой способ

В сети есть много разных схем, практически все из них легко собираются и не требуют больших затрат на материалы. Рассмотрим одну из наиболее популярных схем создания стробоскопа в домашних условиях. Из деталей нам понадобится:

транзистор КТ315;
тиристор КУ112А, резисторы на 0,125 Вт;
любой фонарик на диодах (диодов должно 6 или больше);
конденсаторы C1;
низкочастотный диод V2;
реле с индексом RWH-SH-112D;
шнур питания длиною 1 метр;
специальные зажимы;
медный провод около 10 см.

Все детали можно приобрести на радиорынке или в специализированном магазине. В качестве корпуса для прибора можно использовать старый фонарик или вспышку от фотоаппарата.

Схема сборки автомобильного стробоскопа в корпусе от старого фонарика

Использовать такое устройство можно не только для установки зажигания. Им можно проверить свечу, настроить работу регулятора.

Самодельная приблуда с использованием таймера

Стробоскоп на основе таймерных устройств имеет более сложную схему. Его главное преимущество в стабильных световых импульсах, которые не зависят от напряжения батареи. Прибор также может работать в режиме тахометра, для этого необходимо просто изменить положение регулятора.

Таймерные стробоскопы также можно использовать в качестве тахометра

Совет: В схеме лучше использовать диоды из серии КД521. Если вы не нашли таймера отечественного производства, можно взять зарубежный аналог NE555.

Схема изготовления прибора на светодиодах

В основе такого устройства лежит микросхема 155АГ1, она запускается импульсами с отрицательной полярностью. В схеме используются сопротивления R1, R2, R3, которые ограничивают амплитуду входного сигнала. Требуемая длительность импульсов устанавливается ёмкостью С4 и резистором R6. При стандартных настройках это 2 мс. В качестве источника питания будет использоваться аккумуляторная батарея автомобиля.

Светодиодные стробоскопы имеют высокую надежность и могут использоваться даже при ярком дневном освещении

Видео: как сделать стробоскоп своими руками

Как правильно настроить самоделку

Чтобы проверить устройство на практике и установить угол опережения зажигания, делаем следующее:

Прогреваем двигатель и оставляем его работать на холостом ходу.
Подключаем самодельный стробоскоп к источнику питания.
Наматываем медный датчик на жилу первого цилиндра.
Направляем источник света на специальную метку, которая нанесена на корпус.
Находим неподвижную точку на шкиве маховика.
Чтобы две точки сошлись, необходимо вращать корпус зажигания и после зафиксировать его в определённом положении.

На практике самодельные стробоскопы ничем не уступают заводским. Главное, правильно собрать схему и проверить работу устройства. Изготовленные стробоскопы в домашних условиях обойдутся совсем недорого и могут быть легко отремонтированы при необходимости.