Světelný modul PRYSK1

Před cca měsícem se na mne obrátil Prysk, jeden z aktivních uživatelů fóra RC4x4.cz, zda bych mu nepomohl s rozsvícením světýlek na jeho hezkém modelu Toyoty Hilux na podvozku SCX-10. Prysk mi poslal dosti roztomilé schéma zapojení se svojí představou, co by mělo svítit, spolu s konstatováním, že páječkou umí tak maximálně zatloukat hřebíky :). Protože jsem byl zrovna v dobrém rozmaru, dohodli jsme se, že mu spáchám nějaký jednoduchý světelný modul. Výrobu Pryskova modulu jsem vzal i jako ukázku, jak jde takový modul vcelku nenákladně řešit (když nepočítáte svou práci).

Následující text lze tedy brát jako pokračování či doplnění mého staršího článku Jak na jednoduché zapojení světel v RC autě. Též upozorňuji, že pro výpočet jednoduchých LED obvodů můžete využít šikovný prográmek CalcRC.

Výchozí požadavky na světelný modul

Prysk mi tedy zaslal svoji představu zapojení světel na svém RC autě. V prvé chvíli jsem si myslel, že přemýšlí o nějaké neuronové síti :) ... ne, to není výsměch, je mi jasné, že každý není elektrotechnicky políben, aby vyplodil klasické schéma zapojení - ostatně, já ho zde také nemám: Následně jsme si vyměnili pár zpráv, kterými jsem si upřesnili funkčnost, vybavení a napájení světelného modulu:

• Přední hlavní světla - 2x teple bílá LED 5mm
• Světla na předním nárazníku - 2x teple bílá LED 5mm
• Boční světla - 4x oranžová LED 3mm (2x levá, 2x pravá)
• Zadní světla - 2x červená LED 5mm
• Dostatečně dlouhé kablíky k LEDkám
• LEDky připojeny ke světelnému modulu přes konektor
• Ovládání světelného modulu - zapínání / vypínání klasickým vypínačem
• Napájení světelného modulu - samostatný LiPo 2S akumulátor

Prysk mi dále zaslal kvůli typu konektorů foto akumulátoru, který za účelem napájení světelného modulu zakoupil. Jde o LiPo 2S akumulátor s kapacitou 350mAh, mimo jiné opatřený napájecím červeným JST konektorem:

Zapojení světelného modulu

Zapojení světelného modulu a LED diod bylo zvoleno s ohledem na napájecí napětí a oddělení jednotlivých světelných okruhů tak, aby modul měl co nejmenší spotřebu. Vyšel jsem z jednoduchého pravidla - pokud to jde a napájecí napětí to umožní, zapojovat LEDky do série. Oproti výchozím požadavkům došlo v průběhu výroby modulu k několika jednoduchým vylepšením:

• Doplnil jsem rezervní výstupy pro případné připojení světelné rampy - celkem 4x bílá LED.
• Přidán druhý vypínač, kterým lze samostatně vypínat světla na předním nárazníku a případnou rampu.
• Přidán jumper (propojka), kterým je možné snížit jas bočních a zadních LEDek na cca 40%. Naplno svítí docela hodně, ve tmě i méně než poloviční jas bohatě postačí a navic se "ušetří nějaký proud" a tím i baterka déle vydrží. Funkce jumperu je jednoduchá - pokud je nasazen na příslušných špičkách, tak zkratuje společný předřadný rezistor obou okruhů zadních a bočních LEDek, tím teče do obou okruhů maximální proud (cca 20mA každý okruh); pokud je jumper sundán, do obou okruhů teče cca 40% max. proudu (cca 8mA každý okruh). Ještě bych rád upozornil, proč mám na místě společného předřadného rezistoru dva 220R rezistory paralelně - došly mi 100R rezistory :)

Jak už jsem poznamenal, nečekejte tu ode mne klasické schéma zapojení. Použil jsem své obvyklé, jak to říci, "pološéma" ;) , které už znáte z mých některých starších článků. Považuji ho pro "neelektrikáře" za daleko názornější. Finální zapojení světelného modulu vypadá tedy následovně:

Výroba světelného modulu

Nejdříve jsem si rychle ověřil funkci světelného modulu na malé bastldesce. Přitom jsem si oměřil i napětí na LEDkách, abych mohl co nejlépe spočítat předřadné rezistory. Při zkoušení jsem použil svou malou 2S LiPolku: Pro konstrukci modulu jsem se rozhodl použít kus univerzální předvrtané desky plošných spojů. Dále jsem doma vyšťoural další potřebné součástky - LED diody, malé páčkové vypínače, rezistory, konektory, jumper, kablíky a smršťovací bužírky. Na fotce je vidět část použitých součástek: Na kusu papíru jsem si nakreslil rozmístění součástek a jejich vzájemné propojení na desce, tím mi vyšel i potřebný rozměr desky. Obrázek rozmístění a propojení zde záměrně neuvádím, lze to udělat mnoha způsoby s ohledem na použité součástky a požadovaný výsledný rozměr desky.

Desku spojů jsem podle nakresleného rozmístění osadil součástkami a drátovými propojkami a zapájel. Zapájené kablíky k vypínačům a napájecí kablík s JST konektorem, které jsem si připravil dříve, jsem ještě zakydnul tavným lepidlem, abych je zafixoval k desce modulu:

Zapájená deska spojů ze spodní strany (strana pájení): Jelikož jsem počítal s tím, že desku světelného modulu nakonec zasmrštím do bužírky, nejdříve jsem ji z obou stran natřel tekutou izolací jako základní ochranou proti vlhkosti a nechal zaschnout. Pak jsem ustříhl kus destičky z tenčího PSH. Tu jsem umístil na spodní stranu desky modulu, aby byla ochranná bužírka modulu chráněná před špičatými konci nožiček zapájených součástek:

Dále jsem připájel kablíky k LEDkám a ke konektoru. Na konektoru jsou čtyři volné špičky pro případné zapojení světelné rampy. Kablíky k LEDkám a mezi LEDkami jsou dlouhé 40 až 50cm, což by mělo bohatě stačit. "Nadbytečná" délka kablíků se jednoduše stočí. Na fotce je konektor se smotanými kablíky s LEDkami připravený k odeslání Pryskovi:

Ještě před zasmrštěním desky světelného modulu do ochranné bužírky jsem provedl otestování funkce modulu (a samozřejmě i po zasmrštění):

Aby světelný modul nějak vypadal (a Prysk se v tom aspoň trochu vyznal), v Corelu jsem rychle načmáral popisný štítek a vytiskl ho na obyčejný papír. Štítek jsem celý olepil průhlednou izolepou, takže by měl vydržet i namočení. Nakonec jsem štítek podlepil tenkou oboustrannou lepící páskou a přilepil ho na modul:

Na konektor LED diod jsem vydrápal šipku, aby Prysk věděl, jak ho má správně nasazovat:

Závěrečný pohled na hotový světelný modul PRYSK1... dál už to je na Pryskovi ;)

Technické údaje světelného modulu

Parametr	Hodnota
Napájení modulu	2S LiPol (max. 8,4V)
Napájecí konektor modulu	JST červený
Proudová spotřeba	max. 120mA (i s případnou rampou) Přední, boční a zadní 40%, světla na nárazníku vypnuta - 35mA Přední, boční a zadní naplno, světla na nárazníku vypnuta - 60mA Přední, boční a zadní naplno, světla na nárazníku zapnuta - 80mA
Počet okruhů pro LED	6 okruhů 1 - přední hlavní světla - 2x bílá LED 20mA 2 - světla na předním nárazníku - 2x bílá LED 20mA 3 - rezerva (2x bílá LED 20mA) 4 - rezerva (2x bílá LED 20mA) 5 - zadní + boční levá - 1x červ. LED 20mA + 2x oranž. LED 20mA 6 - zadní + boční pravá - 1x červ. LED 20mA + 2x oranž. LED 20mA
Regulace jasu zadních a bočních světel	dvě úrovně, jumper 100% - jumper nasunutý, 40% - jumper sundaný
Vypínače	2 ks 1x hlavní vypínač napájení, 1x vypínač přední světla nárazník / rampa
Rozměry (D x Š x V)	53 x 35 x 7 mm
Délka kablíků napájení a vypínačů	cca 20cm
Délka kablíků LED diod	cca 40 až 50cm
Hmotnost	zapomněl jsem zvážit :)

Rozpis součástek

Ono vlastně nejde o klasický rozpis součástek, spíše o jakési doporučení. Jak jsem psal, všechny součástky a materiál jsem vyštrachal doma, něco se už ani neprodává nebo neznám / nepamatuji si typ. V závorce uvádím vhodného prodejce ekvivalentů.

LED diody ....... vysokosvítivé 20mA, teple bílá 5mm / 17000mcd, červená 5mm / 8000mcd, oranžová 3mm / 5000mcd (GME, GES, Ebay)
100R ....... rezistor 100 Ohmů 0,25-0,4W (GME, GES)
220R ....... rezistor 220 Ohmů 0,25-0,4W - tyto můžete nahradit jedním rezistorem 100R (GME, GES)
Vypínač ....... miniaturní páčkový jednopólový vypínač (GME, GES)
Jumper ....... zkratovací propojka (GME, GES)
Konektor na desce ....... řadový lámací konektor 90° (GME, GES)
Konektor LED diod ....... dutinková lišta přímá (GME, GES)
JST konektor ....... modelářský JST konektor (MZ-Racing)
Kablíky ....... černý, červený a žlutý, 0,14-0,25mm2 (GME, GES)
Smršťovací bužírky ....... 2-3mm pro kablíky, 70mm pro modul (GME, GES, Hobbyking)
Deska ....... kus univerzální desky rozteč 2,54mm, pásové spoje, vrtaná (GME, GES)

Náklady a cena

Nechci tady do detailu vypisovat ceny jednotlivých použitých součástek. Velmi hrubě odhaduji, že pokud byste potřebný materiál nakoupili třeba v GME, přišel by vás na cca dvě stovky. Přibližně půlku této ceny tvoří LED diody. Hodně se dá ušetřit při nákupu součástek venku, například na Ebayi.

Prysk má již modul doma, takže doufám, že jej brzy uvidíme v akci na jeho Hiluxu. Ať slouží!

- Fotografie - Michal Nováček -