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Bezeichnung: Selbsttätiger Lichtschalter für Kraftfahrzeuge und sonst.
Verkehrsmittel
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung welche
selbsttätig die Ein- und Ausschaltung des Park- oder Fahrlichts bei Kraftfahrzeugen(Abb.1)
übernimmt.ln abgewandelter Schaltung(Relaisanschlüsse können den Erfordernissen
angepaßt werden) ist die Erfindung auch dazu geeignet,bei öffentlichen Verkehrsmitteln
die Ein- und Ausschaltung der Innenbeleuchtung sowie des Fahrlichts der Außenhelligkeit
entsprechend vorzunehmen.(Abb.2) Es sind selbsttätige Parkleuchten bekannt welche
aber nicht dazu geeignet sind,die Betätigung des Fahrlichts zu übernehmen.
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Bei abgestellten Fahrzeugen ändert sich bei eintretender Dänmerung
der Helligkeitspegel langsam und stetig,so daß man in der Regel utit einem einfachen
Verstärker auskommt.Bei fahrenden Fahrzeugen dagegen ändert sich der Helligkeitspegel
besonders in der Dämmerun2 rasch von einem Extrem ins andere.Die Schwierigkeit liegt
darin,von den angebotenen,sich ständig ändernden Helligkeitseindrücken ein vernünftiges
Steuersignal für das fahrlichtschaltende Relais zu gewinnen.
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Herkömmliche Parklichtschaltungen würden besonders in der Dämmerung
bei Baumschatten(baumbestandende landstraßen) oderbei Unterführungen anfangen zu
flattern,d.h. ständig das Fahrlicht ein- und ausschalten.
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Die Erfindung besitzt zwei,einer Photozelle nachgeschaltete Verstärker,v:ovon
T1 mit ca. 5 Sekunden Verzögerung bei einer Helligkeit von 30...300 Lux schaltet,T2
dagegen bei einer Helligkeit von # 30 l@s fast unverzögert schaltet.(Verzögerung
kann den Bedürfnissen angepaßt werden)Die Ausschaltung wird erst bei einer Helligkeit
von > 800 Lux vorgenommen.(bei Bedarf kann die Ausschaltschwelle auch auf einen
anderen Wert eingestellt werden,angegebene Daten sind Erfahrungswerte) Die Montage
des Photowiderstandes geschieht am zweckmäßigsten auf der Fahrerseite,bzw. Fahrbahninnenseite
nach oben gerichtet zur Aufnahme des mittleren oder allgemeinen Helligkeitswertea.Bei
manchen Fahrzeugtypen wird eine seitliche Abdeckung empfohlen.(Abb.3)Montagevorschlag
betrifft nur Ausführung flach Abb.1 für Kraftfahrzeuge.
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Beschreibung des Gerätes nach Abb.l Lei Zündschlüsselstellung B gelangt
die Batteriespannung von Anschluß P30 über D4 und Rl an DZ1 und wird hier auf +5
Volt stabilisiert um T1,T2,IC1 und IC2 zu versorgen.Gleichzeitig liegt RY2 über
D5 an Spannung.CI und C2 dienen zur Siebung unerwünschter Störimpulse.
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Bei Helligkeit ist der Innenwiderstand von RPhl niederohmig, T1 und
T2 werden durchgesteuert und geben an den IC-ts 1a,2c und 2d ein H-Signal,welches
3mal invertiert als L-Signal über R7 an T3 gelangt;RY2 bleibt dadurch im Ruhezustand,eine
Schaltung erfolgt nicht.
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Bei eintretender Dunkelheit wird RPhl zunehmends hochohmiger, Ti
und T2 werden weniger leitend bis an ICla eine Spannung von c0,9 Volt anliegt.und
ICla zum Kippen bringt.Über IC2c und IC2d gelangt ein H-Signal über R7 an T3,welcher
durchgesteuert wird und RY2 anzieht.Anschluß P58 erhält somit Spannung von 30 und
die im Fahrzeug mit dem Blinkhebel vorgewählte Seite des Parklichts leuchtet auf.Ist
das Parklicht während der Dunkelheit unerwünscht,so wird der Blinkhebel in der Kittelstellung
gelassen.
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In der Zündschlüsselstellung G erhält das Gerät keine Spannung und
statische Eingaben werden gelöscht.
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Während des Startens bekommt Anschluß 50 Batteriespannung, welche
über R9 mit DZ2 auf 4,7 Volt begrenzt vJird.(Steuerspannung der IC's darf Speisespannung
nie überschreiten,deshalb sicherheitshalber eine Begrenzung auf 4,7 Volt)Diese Spannung
wird mit IClb invertiert und als L-Signal(vorrängig!) auf IC2c gegeben.
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Aus IC2d gelangt dann ein L-Signal über R7 an T3,der dadurch nicht
durchgesteuert wird und RY1 in der Ruhelage läßt,welches zuvor in der Dunkelheit
bei Zündschlüsselstellung I angezogen war.Damit wird erreicht,daß der für den Startermotor
notwendigee Strom nicht auch noch mit den Scheinwerfern geteilt werden muß.
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Die bei Zündschlüsselstellung I eingegebenen Befehle werden also während
des Startens gesperrt.Nach dem Start erscheinen die anfangs gesetzten Befehle(auch
die statischen)wieder.
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Zündschlüsselstellung I (Zündung ein) In dieser Stellung spielt sich
das Hauptgeschehen ab.Dabei gelangt an Anschluß 15 Spannung,welche über D1,R1 mit
DZ1 auf +5 Volt stabilisiert wird,Gleichzeitig erhält RY1 über D2 Spannung.
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Pei Helligkeit ist RPh1 niederohmig,T1 und T2 werden durchgesteuert
und geben ein H-Signal an Ic1a,IC2c und IC2d,welches 3nal invertiert als L-Signal
über R7 an T3 gelangen.T3 bleibt gesperrt und RY1 wird nicht angezogen,eine Schaltung
erfolgt nicht.Wird tagsüber Scheinwerferlicht benötigt(z.B. zur Lampenkontrolle)so
wird Taster Sl betätigt.Dadurch gehen IC2b und IC2a in Selbsthaltung und geber ein
L-Signal an IC1a,welches über IC2c und IC2d als H-Signal über R7 an T3 gelangt.Dadurch
wird T3 durchgesteuert und zieht RY1 an;Anschlüsse 56,58L,58E und 58R erhalten Spanrung;sornit
ist die Fahrbeleuchtung eingeschaltet.
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Bei ZündshlUsselstellung G oder bei Betätigung des Tasters S2 wird
die Seibsthaltung gelöscht,RY1 fällt ab,das Fahrlicht wird ausgeschaltet.
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Sinkt die Helligkeit unter 300 Lux,liegt am !ittelabgriff des nach
dem Einbau eingeeichten Fotentiometers P2 eine Spannung von weniger als 0,9 Volt.Bei
dieser Schwelle kippt IC1a;eine Umkehrung kann erst bei 1,7 Volt erfolgen,diese
Spannung wird bei einer Helligkeit von über 800 Lux erreicht.Eingestellt wird der
Bereich mit P1.Fällt also die Spannung unter 0,9 Volt,wird dies von IC1a als L-Signal
aufgenommen und über IC2c und IC2d über R7 als H-Signal an T3 gegeben.T3 wird durchgesteuert
und zieht RY1 an;die Fahrbeleuchtung ist eingeschaltet.Dieser Vorgang wird mit R2
und C3 auf ca. 5 Sekunden verzögert.Damit soll ein Flattern vermieden werden welches
auftreten kann bei Unterführungen,baumbestandene Straßen in der Dämmerung und ähnliche
Objekte,die zu einen schnellen Wechsel des Helligkeitseindrucks führen können.
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Wird bei Tageslicht ein Tunnel durchfahren,wo die Helligkeit weniger
als 30 Lux beträt(Das ist bei unbeleuchteten Tunnel der Sall)erhält IC1a von T2
eine Spannung von <0,9 Volt und bewirkt ein Anziehen des Relais RY1 durch T3.Dieser
Vorgang wird auf ca.
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0,3...0,5 Sekunden verzögert durch R3 und C4.T2 schaltet also schneller
durch als T1.
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Das heißt also bei einer Helligkeit von c30 Lux tritt T2 mit Sofortschaltung
in Kraft und bei #30 Lux ...300 Lux übernimmt T1 verzögert die Einschaltung.Die
Ausschaltung des Fahrlichts erfolgt bei einer Helligkeit von ca. 800 Lux mit einer
Verzögerung von ca. 5...10 Sekunden,je nachdem wie gering die vorherige Helligkeit
war;diese Eigenschaft ist jedoch nicht von Nachteil.Falls eine Tunnelkette durchfahren
wird,erfolgt keine Ausschaltung beim Verlassen eines Tunnels. bis zur Einfahrt in
den nächsten Tunnel;für den Hintermann wäre andernfalls eine schnelle Ein- und Ausschaltung
als Bremsenbetätigung zu verstehen,diases sollte jedoch vermieden werden.
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L- und H-Signale Bei den verwendeten IC's bedeuten L-Signal : 0...0,9
Volt (O-Spannung) H-Signal : 1,7...5 Volt (Positive Spannung) Hysterese: 0,8 Volt
# 500...700 Lux (einstellbar)
| n Vorgeschlagene |
| \\ wosition des |
| \\ \ Ptotowiderstands, |
| Fläche nach oben |
| X \ 1 Fläche nach oben |
| gerichtet. |
| B n n n n } } n r r |
T 1 schaltet mit ca. 5 Sekunden Verzögerung T 7 schaltet fast unverzögert
Sobald am IC-Eingang 1 anliegt, wird die Beleuchtung eingeschaltet. Fine Ausschaltung
kann nur erfolgen, wenn alle Eingänge H führen (IC 1a)
LICHT-O-Mat Technische Daten @pannung 12 12 V DC, neg. Chassis Stromaufnahme max.
180 mA Iialbleiterbestückung 3 Transistoren, 2 IC's 8 Dioden, 1 Photozelle 2 Ansprechbereiche,
überlappend, # 30 Lux Schnellauslösung 30 Lux... 300 Lux verzögerte Auslösung Ilysterese
ca. 500 Lux bis 700 Lux einstellbar (Ausführung für Kraftfahrzeuge nach Abb. 1)
Hierzu
eine Erläuterung zu den verwendeten IC-Typen...
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Ta in der Dcsmmerung der Helligkeitspegel um den Schaltbereich ständig
schwankt, wiirde dies bei herkömmlichen Verstarkern zu rasch aufeinanderfolgende
Ein- und Ausschaltungen führen.
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Deshalb wurde von der firma Texas Instruments ein integrierter Schaltkreis
(kurz IC) vom Typ SN8415N herangezogen, der der anfangs erwähnten Effekt nicht aufkommen
läßt. Dieser IC wandelt eine analoge Spannungsänderung in eine digitale (Steuer-)Spannung.
Der IC-Ausgang schaltet von H auf L, wenn am Eingang von C Volt aus kommend eine
Spannung von 1,7 Volt ansteht A. Eine Rückschaltung erfolgt erst, wenn die Eingangs-Spannung
auf 0,9 Volt B abgesunken ist. Dazwischen liegt mit 0,8 Volt ein Bereich (Hysterese)
der für die Schaltungsanordnung nach Abb. 1 und Abb. 2 von großer Bedeutung ist.
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Rei der Schaltungsanordnung nach Abb. 1 und Abb. 2 wurde dies Hysterese
ausgenutzt, indem der Verstärker mit T 1 so geeich+ wurde, daß eine Helligkeit von
ca. 800 Lux am ittelabgriff vnn T 2 eine Spannung von 1,7 Volt entspricht, umgekehrt
entsprechen ca. 300 Luxeiner Spannung von 0,9 Völt. Beim Verstär@er mit T 2 verhält
sich dies genau so nur in. einem Bereich von ca. 70 Lux ... 300 Lux. Siehe Abb.
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LIGHT-O-MAT Nachstehend werden die Funktionen bei verschiedenen
ZUndschlüsselstellungen aufgeführt.(Ausführung für Kraftfahrzeuge nach Abb. 1) Zündschlüssel
auf: B Bei eintretender Dunkelheit schaltet das Gerät die mit dem Blinkhebel vorgewählte
Parklichtseitc ein.Morgens bei genügender Ilelligkeit wird das Parklicht wieder
ausgeschaltet.Bei Blittelstellung des Blinkhebels keine Funktion.
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G Das Gerät bleibt ausgeschaltet in dieser Stellung I Bei Tageslicht
wird das Fahrlicht nicht betätigt, ebenso beim Unterfahren von Brücken.Wird dagegen
ein Tunnel durchfahren schaltet das Gerät sofort das Fahrlicht ein.Beim Verlassen
des Tunnels wird das Fahrlicht wieder ausgeschaltet Wird aus irgend einem Grund
während des Tages das Fahrlicht benötigt(z.B. zur Lampenkontrolle)so kann dieser
Befehl statisch(Taster)eingegeben werden und auch wieder gelöscht werden.Auf jeden
Fall erlischt das Fahrlicht bei Abstellen des Fahrzeugs(Siehe unter G) Bei beginnender
Dunkelheit wird das Fahrlicht durch das Gerät eingeschaltet.Selbst helle Straßenbeleuchtung
oder blendende Fahrzeuge sind nicht in der Lage,das Gerät abzuschalten.
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II Während des Startens werden alle Befehle vorübergehend gesperrt,d.h.die
Beleuchtung wird ausgeschaltct,da die gesamte Energie der Batterie für den Anlasser
benötigt wird.Alle vor dem Start eingegebenen Funktionen werden beibehalten.
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Stückliste Zu Abb. 1 T1,T2 BC 183 Transistor T3 2N3053 Transistor
Di...D8 BAY 18 Diode IC1 SN8413 Integrierte Schaltung IC2 SN84132 Integrierte Schaltung
DZ1 ZY 5,1 Zener Diode DZ2 ZY 4,7 Zener Diode RPhl LDR 03 Photowiderstand P1 1 K
Ohm Potentiometer P2 500 Ohm Potentiometer R1 75 Ohm Widerstand 1 Watt R2,R3 47
K Ohm " 0,5 Watt R4 150 K Chm " R5 820 Ohm " II R6 22 K Ohm II n R7 1 K Ohm " "
R8 1 K Ohm " " R9 500 Ohm " " C1 10 uF Kondensator C2 0,1 µF " C3 100 µF " C4 4,7
µF " C5...C10 0,1 µF " RY1 Kuhnke Relais, 12 Volt,4Schließer RY2 Eichhoff Relais,12
Volt,1Schließer
Stückliste Zu Abb. 2 T1,T2 BC 183 Transistor T3
2N3053 Transistor D1 BAY 18 Diode DZ1 ZY 5,1 Zenerdiode IC1 SN 8413 Integrierte
Schaltung IC2 SN 84132 Integrierte Schaltung RPhl LDR 03 Photowiderstand P1 1 K
Ohm Potentiometer P2 500 Ohm Potentiometer R1 75 Ohm Widerstand,l Watt,ausgelegt
für 12Volt DC R2 47 K Ohm " 0,5 Watt R3 47 K Ohm " R4 150 K Ohm " 1I R5 820K Ohm
" " R6 22 K Ohm " R7 1 K Ohm " C1 10 uF Kondensator C2 0,1 uf " C3 100 uF " C4 4,7
uF II C5...C9 0,1 uF RY1 Relais,Spannung und Kontakte den Bedürfnissen entaprechend
R 1 kann dementsprechend geändert werden