Bloc de Lumini Auto Spate cu Led Uri de Mare Putere

Lista figurilor și lista tabelelor – în cazul în care lucrarea conține figuri (imagini, grafice) și/sau tabele numeroase, acestea vor fi prezentate, imediat după cuprins, sub forma unor liste (separat pentru figuri și tabele) care conțin numele fiecărui element și numărul paginii la care se află acesta;

Lista acronimelor – se vor lista, în ordine alfabetică, toate acronimele folosite în text, împreună cu semnificația inițialelor și traducerea în limba română (dacă este cazul);

Introducere

Creșterea considerabilă a necesităților de transport ale societății, a condus mai ales în ultimele decenii la o dezvoltare a industriei constructoare de automobile.

Datorită avantajelor deosebite pe care le prezintă automobilul față de celelalte mijloace de transport, în prezent, în mai multe țări, traficul de mărfuri și călători, efectuat cu autovehicule, depașește pe cel realizat de toate mijloacele de transport împreună.

Câteva dintre direcțiile principale actuale de dezvoltare a construcției de automobile sunt urmatoarele : realizarea unor automobile care să asigure un confort și o securitate sporită, reducerea la minim a nocivității gazelor evacuate în vederea protejării mediului ambiant, simplificarea conducerii automobilului prin automatizarea diverselor comenzi ,construcția unor automobile cu calități dinamice ridicate pentru descongestionarea rapidă a soselelor extreme de aglomerate, obținerea unor caroserii cu forme cât mai aerodinamice și estetice, marirea parcusului între două reparații capitale prin utilizarea unor materiale noi , durabile și practic eficiente, realizarea unor automobile cu calitati economice superioare etc.

Realizarea unor automobile cu calități dinamice și economice ridicate este posibilă numai prin cunoașterea temeinică a problemelor legate de construcția automobilelor, precum și a influenței diverșilor factori asupra principalelor calități ale acestora.

Lucrarea de față tratează problemele de bază ale funcționării sistemului de iluminare a automobilelor.

Avansul tehnologic din ultimul deceniu oferă deja pe piață soluții eficiente de iluminat în acest domeniu al automobilelor , atât pentru iluminatul habiclului cât și în iluminatul exterior . Motivația realizării acestui proiect a apărut în urma unei pasiuni din copilărie pentru tot ce înseamnă domeniul automobilelor . Totuși ,cu ajutorul acestei facultăți ,am îmbinat două pasiuni și am decis să realizez o lucrare spre această direcție .Odată cu realizarea acesteia sunt întâlnite noi provocări în urma cărora cunoștințele despre acest domeniu al electronicii automobilelor se îmbogățesc.

Electronica pentru automobile

1.1 Generalități privind echipamentul electric al automobilelor

Echipamentul electric are rolul de a asigura energia electrică pentru alimentarea aparatelor electrice atât staționar cât și la deplasarea automobilului.

Componența echipamentului electric este urmatoarea:

Instalatia de alimentare formata din: bateria de acumulatoare, generatorul de curent continuu (sau alternativ) cu releu regulator, sau de tensiune, releu de indicare a încărcării bateriei, releu de echilibrare a încărcării bateriei și divizorul de tensiune .

Consumatorii sunt: instalația de aprindere, instalația de pornire, instalația de iluminare și semnalizare (optică și acustică), aparate auxiliare pentru mărirea gradului de confort (ștergător și spălător parbrize, aparate de climatizare și încălzire, aprinzătorul de țigări, radio, ceas) aparatele de măsurat și control la tabloul de bord, indicatoarele de curent sau tensiune ,indicatorul de temperatură a apei de racire a motorului, indicatorul de presiune a uleiului cu manomentru sau bec de control, indicator de presiune a aerului pentru instalațiile de frânare , turometrul, indicatorul de viteză,kilometraj, indicatorul de combustibil, electrovalvele de comandă a blocării diferențialului, a cuplării reductorului sau cutiei de distributie, a cuplării punții față etc.

Instalația de distribuție și anexele sunt formate din: conductori, contactul cu cheie, întrerupătore și comutatoare, cutii și piese de legătură, prize , siguranțe fuzibile și automate, antiparazitoare radio, antene radio și TV.

Autovehiculele moderne utilizează ca tensiune de lucru 12 V, datorită următoarelor avantaje : majorarea timpului de utilizare a bujiilor, ușurarea pornirii motorului, conductoare cu secțiuni mai mici.

Aparatele electrice sunt conectate în paralel la sursele de curent monofazat, de obicei pozitivul (+), masa metalică constituind conductorului al doilea de închidere a circuitului (-).

Aceasta prezintă avantaje ca: diminuarea posibilităților de ivire a defecțiunilor și economie de materiale (numărul conductoarelor se reduce la jumătate).

În timpul exploatării, nu se inversează polaritatea masei, deoarece unele aparate nu vor mai funcționa sau se vor defecta.

În figura 1.1 va fi prezentat un exemplu relativ simplu a unui întreg echipament electric și anume se reprezintă schema instalației electrice a autoturismului Dacia 1300. După figură sunt prezentate toate elementele care construiesc această schemă.[1] clopotel

Fig.1.1     Schema echipamentului electric al autoturismelor Dacia:

1 și 6 -lampă de poziție și semnalizare față;

2 și 5 –faruri;

3 și 4 –claxoane;

7 –regulator de tensiune;

8 –alternator;

9 –electromotor de pornire;

10 -ruptor-distribuitor;

11 -cutie de siguranțe;

12 -traductorul indicatorului de presiune a uleiului;

13 -traductorul indicatorului de temperature a apei de răcire;

14 -bobina de inducție;

15 și 16 -lămpi de staționare;

17 -contactorul frânei;

18 și 19 -cutii de legături;

20 -avertizor;

21 -motorul stergatorului de parbriz;

22 -bateria de acumulatoare;

23 -motorul ventilatorului;

24 -lumina cutie acte;

25,26 și 27 -cutii de legături;

28 -prize de legătură la tablou;

29 -comutatoare semnalizator de viraj și de lumină;

30 -cheie de contact;

31 -întrerupătorul lămpii de staționare;

32 -reostatul lampilor tabloului de bord;

33 -contactor de dejibrare geam spate;

34-indicatorul franei de mana;

35-indicator demaror;

36-tablou de bord;

37 si 41-fise de racordare;

38-contactorul stergator de parbriz;

39-aprinzator de tigari;

40-lampa aprinzator tigari;

42-maneta de comanda a instalatiei de incalzire;

43-racordare plafoniera;

44 si 51-intrerupatoarele usilor;

45-intrerupatorul portbagajului;

46-cutia de racordare;

47-lampa portbagaj; 48-plafoniera;

49-rezistenta de incalzire geam spate;

50-traductorul indicatorului de combustibil;

52 si 54-lampi de pozitie, stop si de semnalizare spate;

53-lampa numar de inmatriculare.

A- cablaj din față; B- cablaj din stânga; C- cablaj pentru brichetă;

D- cablaj pentru spate; E- cablaj pentru plafonieră;

Q- cablaj pozitiv; P- cablaj negativ.

1.2 Surse de energie electrică

Sursele de energie ale echipamentului electric al automobilelor sunt: bateria de acumulatoare și generatorul de curent.

Bateria de acumulatoare are rolul de a alimenta consumatorii de energie electrica în timpul când motorul funcționează la o turație scăzută a arborelui cotit sau când motorul este oprit. La turațiile mijlocii și mari ale motorului, generatorul de curent debitează suficienta energie electrica și preia alimentarea consumatorilor.

În anumite situații, când consumul de energie electrică este mare (de exemplu, noaptea când se folosesc farurile), puterea consumatorilor poate depăși puterea generatorului. În acest caz, alimentarea consumatorilor se face simultan de către ambele surse. De aceea bateria este legată cu generatorul în paralel prin bornele de aceeași polaritate.

În instalația electrică a automobilelor se folosește, de obicei, curentul electric continuu,

condiționat de existenta bateriei de acumulatoare care se încărcă numai cu curent electric continuu.

La unele automobile, se folosesc generatoare de curent alternativ. Folosirea curentului electric alternativ simplifica construcția și reglajul generatorului și ii reduce greutatea, insa necesita un redresor.

1.2.1 Bateria de acumulatoare

Având în vedere rolul bateriei de a asigura pornirea automata a motorului, și aprinderea amestecului carburant la motoarele eu aprindere prin scânteie precum șt alimentarea consumatorilor în .regimul de turații scăzute ale motorului sau atunci când acesta este april, cerințele acesteia sunt :

– să posede o capacitate suficientă la dimensiuni de gabarit reduse;

– să aibă un randament bun, astfel încât procesele de încărcare și descărcare repetate să se producă cu pierderi cât mai mici ;

– să suporte, fără a se deteriora, descărcări de scurtă durată cu intensități de curent foarte mari, necesare la pornirea motorului cu ajutorul demarorului electric;

– să posede o construcție rezistentă la vibrațiile produse de denivelările drumului pe care circulă automobilul.

Funcționarea bateriei de acumulatoare se bazează pe fenomenele reversibile electrochimice care se produc în interiorul elementelor sale.

În funcție de natura elementelor active, bateriile de acumulatoare sunt :

– cu plăci de plumb și electrolit acid (baterii acide) ;

– cu plăci de fero-nichel sau nichel-cadmiu și electrolit alcalin (baterii a1caline).

1.2.2 Generatorul de curent electric

Generatorul de curent electric constituie sursa principală de curent electric a automobilului. Prin funcționarea generatorului o parte din energia mecanică disponibilă la arborele motor este transformată în energia electrică cu care se alimentează toți consumatorii de curent.

La turații mijlocii și mari ale motorului, surplusul de energie electrică furnizat de generator este înmagazinat de bateria de acumulatoare care în acest fel se încarcă.

Condițiile pe care trebuie să le îndeplinească generatorul de curent sunt :

– să aibă o construcție simplă și o mare siguranță în funcționare;

– să posede o durată mare de serviciu;

– să aibă un gabarit redus și o mare putere specifică raportată la 1 daN greutate.

Generatoarele de curent electric utilizate la automobile pot fi :

– de curent continuu (dinamuri);

– de curent alternativ (alternatoare).

1.3 Aparate pentru reglarea tensiunii și a curentului și de conectare cu bateria de acumulatoare

Creșterea turației face să crească în aceeași măsură tensiunea electromotoare, deci și tensiunea la bornele generatorului. Variațiile de tensiune produc perturbări în funcționarea consumatorilor: o tensiune pre a mică poate descărca rapid bateria, iar o tensiune prea mare poate produce arderea lămpilor din instalația electrică și defectarea bateriei de acumulatoare. Cercetările experimentale au dovedit faptul că creșterea tensiunii generatorului peste valoare cu 10 -12 % reduce durata de serviciu a lămpilor și a bateriei de acumulatoare de 2 sau 2,5 ori.

Pentru evitarea acestui fenomen, în circuitul generatorului este necesar să se prevadă un aparat special al cărui rol este sa mențină tensiunea constantă prin varierea mărimii fluxului magnetic de excitație invers proporțional cu turația indusului. Acest aparat se numește regulator de tensiune.

O altă mărime caracteristică., a cărei valoare intervine în funcționarea generatorului, este intensitatea curentului debitat. Astfel, menținând la bornele generatorului o tensiune constanta, intensitatea curentului debitat poate depăși valoarea admisibilă atunci când numărul consumatorilor alimentați simultan crește. o valoare prea mare a intensității curentului poate produce supraîncălzirea și arderea izolației, a înfășurărilor indusului și statorului, fapt ce scoate din funcționare generatorul. De aceea, între consumatori și generatorul de curent se introduce în circuit un aparat special, numit limitator de curent.

În funcționarea generatorului de curent se mai întâlnește și un alt fenomen care se manifestă în diferite regimuri de lucru ale motorului. Astfel, la turația scăzută sau atunci când motorul nu funcționează, tensiunea electromotoare a generatorului este mai mică (sau nulă) decât tensiunea electromotoare a bateriei de acumulatoare. În aceste condiții, în circuitul baterie și generator ia naștere un curent de descărcare a bateriei în generator. Acest curent de descărcare poate încălzi înfășurările generatorului până la arderea izolației, descărcând, totodată, rapid și inutil bateria de acumulatoare.

În scopul preîntâmpinării acestui fenomen și pentru protejarea bateriei și a generatorului, în circuitul acestora se montează un an aparat special, numit conjunctor-disjunctor, care închide circuitul generator-baterie numai atunci când tensiunea electromotoare a generatorului este mai mare decât tensiunea electromotoare a bateriei de acumulatoare.

Toate aceste aparate – regulatorul de tensiune, limitatorul de curent și conjunctorul-disjunctor, pot fi montate intr-un corp compact, formând aparatul cunoscut, în construcția automobilelor, sub numele de releu regulator.

Surse de alimentare pentru automobile

2.1 Acumulatoare cu plăci de plumb

2.1.1 Principiul de funcționare al bateriei de acumulatoare

Bateria de acumulatoare cu plăci de plumb este compusă dintr-un anumit număr de elemente în serie. Un element este alcătuit dintr-un vas în care se găsește electrolit și doi electrozi. Vasul se confecționează din materiale izolante : ebonita, bachelita, sau alt material plastic, iar electrolitul este preparat sub forma unei soluții de acid sulfuric în apă distilată. Electrozii sunt formați din grătare de plumb pe care s-a presat o masa activa. Pentru electrozii pozitivi masa activă este realizată din oxizi de plumb de culoare brună, iar pentru cei negativi din particule foarte fine de plumb metalic, spongios, de culoare cenușie-argintie.

Procesul electrochimic pe a cărui desfășurare se bazează funcționara acumulatorului cuprinde două faze distincte, și anume: descărcarea și încărcarea.

În figura 2.1.1 este reprezentată schema elementului unui acumulator cu plumb.

Fig. 2.1.1. Schema elementului unui acumulator acid cu plumb

a – descărcarea acumulatorului;

b – încărcarea acumulatorului

În starea încărcat (fig. 2.1.1. a), materia activă a electrodului pozitiv este formată din peroxid de plumb (PbO2), iar cea a electrodului negativ, din plumb metalic spongios (Pb). Conectând bornele elementului la circuitul unui consumator electric exterior, acesta se comporta ca o sursă de curent continuu, curentul circulând în exterior de la electrodul pozitiv spre cel negativ, iar în interiorul elementului, în sens invers, adică de la electrodul negativ spre cel pozitiv. Trecerea curentului electric prin electrolit are ca efect disocierea moleculelor de acid sulfuric (SO4H2) în ioni de hidrogen atomic (H) și ioni de radical acid (SO4) pe baza ecuației chimice:

SO4H2 → 2 H + SO4

Ionii de hidrogen (2 H), fiind încărcați cu sarcină negativă, se vor îndrepta spre electrodul pozitiv (anod), unde se vor combina cu peroxidul de plumb și cu moleculele ramase neutre de acid sulfuric, după relația :

PbO2 + 2 H + SO4H2 → SO4Pb + 2 H2O.

Ionii de radical acid (SO4), fiind încărcați pozitiv, se vor îndrepta spre electrodul negativ (catod), combinându-se cu plumbul metalic, după relația

SO4 + Pb → SO4Pb.

Din aceasta reacție se observă că, prin descărcare, la ambii electrozi ai elementului acumulatorului se formează sulfat de plumb (SO4Pb), care se depozitează pe suprafața plăcilor sub forma unor cristale mici.

Din însumarea relațiilor de mai sus rezultă reacția chimica globală de descărcare a acumulatorului, sub forma

PbO2 + 2 SO4H2 + Pb → 2 H2O + 2 SO4Pb.

Odată cu formarea sulfatului de plumb, concentrația electrolitului scade, deoarece prin consumarea moleculelor de acid sulfuric ia naștere un număr egal de molecule de apă.

Pentru încărcare (fig. 1. b), bornele electrozilor acumulatorului se conectează la polii de același fel al unei surse de curent continuu. În acest fel, curentul va străbate elementul în interior de la electrodul pozitiv către cel negativ. Sub acțiunea curentului, moleculele de acid sulfuric se vor disocia în același mod ca și în timpul procesului de descărcare. De data aceasta, insă, ionii pozitivi de hidrogen (2 H) se vor deplasa către electrodul negativ, în timp ce ionii radicalului acid vor fi atrași de electrodul pozitiv.

La catod, ionii de hidrogen vor reduce sulfatul de plumb, refăcând plumbul metalic al electrodului negativ, și vor reface concentrația electrolitului prin formarea acidului sulfuric după următoarea ecuație chimică :

2 H + PbSO4 → Pb + H2SO4

La anod, în reacția de combinare a ionilor de radical acid: cu sulfatul de plumb participă și apa, după reacția:

SO4 + PbSO4 + 2 H2O → 2 H2SO4 + PbO2.

Cumularea celor două reacții are loc concomitent la cei doi electrozi și are ca rezultat reacția chimică globală a procesului de încărcare a acumulatorului :

2 PbSO4 + 2 H2O → 2 H2SO4 + PbO2 + Pb.

Din analiza acestei reacții reiese faptul că, în procesul de încărcare, se reface atât materia activă a celor doi electrozi − peroxidul de plumb și plumbul metalic − cât și concentrația electrolitului.

Prin urmare, concentrația electrolitului constitute un indicator prin a cărui măsurare se poate evalua starea de încărcare sau descărcare a bateriei de acumulatoare.

2.1.2 Caracteristicile electrice ale bateriei de acumulatoare cu plăci de plumb.

Principalele caracteristici ale acumulatoarelor acide sunt : tensiunea la borne; capacitatea; randamentul.

Tensiunea la bornele bateriei de acumulatoare trebuie să fie aceeași, indiferent de mărimea bateriei. În stare încărcată, tensiunea unui element al bateriei trebuie sa fie egală cu 2 V. De aceea, pentru obținerea tensiunii de 12 V, cât se folosește, de obicei, pentru alimentarea echipamentului electric al automobilelor, trebuie legate în serie un număr de șase clemente.

Valoarea tensiunii minime admise pentru un element este de 1,7 V; daca la bornele fiecărui element, tensiunea a scăzut până la aceasta valoare, bateria trebuie încărcată.

Dacă, în procesul de încărcare, întreaga cantitate de sulfat de plumb de la anod s-a transformat în peroxid de plumb, iar la catod în plumb metalic, atunci, prin alimentarea în continuare cu curent a elementului, se produce numai electroliza apei din electrolit. Din element, se degaja gaze: hidrogen la anod și oxigen la catod, a căror cantitate crește pe măsură ce se continuă procesul de încărcare. Acest proces intens de degajare a gazelor dud se spune ca acumulatorul "fierbe", marchează apropierea terminării încărcării bateriei. Tensiunea la borne în momentul "fierberii" bateriei este de 2,4 V și ea poate crește până la 2,7 V, când încărcarea trebuie oprita, deoarece se consumă în mod inutil energie electrică.

În încăperile în care se efectuează încărcarea bateriilor de acumulatoare, datorită degajării acestor gaze ușor inflamabile, este interzisă folosirea flăcărilor deschise. .

Capacitatea bateriei de acumulatoare este cantitatea de energie electrica, care se obține prin descărcarea sau încărcarea bateriilor de acumulatoare într-un regim determinat, până la limitele admisibile ale descărcării sau ale încărcării.

Capacitatea la descărcare sau la încărcare se măsoară în mod convențional în amperi ore (Ah) și se calculează cu relațiile :

Cd = Id ∙ td

sau

Ci = Ii ∙ ti,

în care:

Id și Ii sunt valorile carentului la descărcare, respectiv la încărcare, iar td, și ti timpii corespunzători acestor valori

În mod convențional, s-a definit capacitatea nominală ca fiind capacitatea rezultată la o descărcare a bateriei de acumulatoare timp de 20 h. Regimul de descărcare prevede menținerea constantă a valorii curentului (Id = 0,05 Cd) la o temperatura a electrolitului de +27°C și la o valoare finală a tensiunii la borne de 1.7 V pe element.

Capacitatea nominală a bateriei de acumulatoare, determinata în condițiile descrise mai sus, se notează în mod convențional cu C20

Capacitatea reală a bateriei de acumulatoare variază în funcție de intensitatea curentului, temperatura și densitatea electrolitului. Astfel, temperatura ridicata favorizează descărcările rapide. La creșterea temperaturii cu 1°C, capacitatea ajunge sa crească cu 2 %.

O influență considerabilă asupra capacității bateriilor de acumulatoare este exercitată și de cantitatea de materie activă folosită pentru confecționarea electrozilor.

Randamentul bateriei de acumulatoare se definește prin raportul dintre capacitatea de descărcare și capacitatea la încărcare:

Ca orice sistem tehnic în care energia suferă transformări și în acumulator există pierderi, cantitatea de electricitate cedata în timpul descărcării fiind mai mica decât cea primită în timpul încărcării.

De aceea, valorile practice ale randamentului acumulatoarelor cu plăci de plumb pentru automobile sunt intre 0,70 și 0,75.

2.1.3 Construcția bateriei de acumulatoare cu plăci de plumb

Bateria de acumulatoare cu plăci de plumb reprezintă un ansamblu de elemente legate în serie astfel incit sa furnizeze o tensiune la borne de 6, 12 sau 24 V. Pentru ca bateria de 24 V sa nu fie voluminoasă, se practică legarea în serie a 90ua baterii a câte 12 V. În acest fel, se obține și o micșorare a efortului fizic necesar pentru transportul și manipularea bateriilor.

Bateria de acumulatoare se compune dintr-un bac despărțit în mai multe compartimente prin intermediul unor pereți. Fiecare compartiment reprezintă câte un element al bateriei și de aceea numărul compartimentelor corespunde numărului de elemente (3 sau 6), în funcție de tensiunea bateriei.

In fiecare compartiment al bacului se afla un anumit număr de placi pozitive și negative, numărul celor negative fiind mai mare eu o unitate, astfel ca fiecare placa pozitiva este cuprinsa intre doua placi negative. Acest lucru se explica prin faptul ca plăcile pozitive care alcătuiesc anodul elementului, fiind solicitate mai mult, vor fi supuse unor reacții electrochimice egale pe ambele părți. în acest fel se va reduce tendința de încovoiere a plăcilor pozitive și efectul de desprindere a masei active de pe suprafața lor.

Bacul de construcție monobloc este confecționat din materia Ie rezistente la acțiunea acidului sulfuric: ebonita, bachelita sau materiale plastice. De asemenea, el trebuie sa posede o rezistenta termica și mecanica relativ mare.

Pentru a se asigura o capacitate mare a bateriei de acumulatoare fără a i se mări în mod nerațional dimensiunile de gabarit, exista tendința de creștere a suprafeței active a plăcilor. în acest scop, la acumulatoarele pentru automobile atât plăcile pozitive cât și cele negative se construiesc sub forma unui grătar din plumb cu adaos de 6 – 8 % Sb pentru a i se mari rezistenta mecanică. în celulele grătarului se presează, sub forma de pastă, masa activă care ia parte la procesele electrochimice din interiorul acumulatorului. Pasta este formata din oxizi de plumb sau pulbere de plumb tratat cu o soluție de acid sulfuric. Prin structura masei active se asigura plăcilor o anumita porozitate. Plăcile poroase pot acumula o cantitate de energie electrica mult mal mare decât dacă plăcile ar fi netede, deoarece suprafața totală a porilor plăcii în contact cu electrolitul este cu mult mai mare decât suprafața unei placi netede de aceleași dimensiuni.

Bateria de acumulatoare reprezentată în figura 2 este compusă din bacul 8, împărțit prin pereții despărțitori 13 în trei compartimente. În fiecare compartiment al bacului se găsesc un număr de plăci pozitive și negative. Plăcile bateriilor de acumulatoare sunt executate sub forma de grătar din plumb, în care se introduce materia activa. Plăcile pozitive 3 slut des partite de cele negative 1 prin plăcile separatoare 2 ce împiedică scurtcircuitarea.

Fig. 2.1.3. Construcția bateriei de acumulatoare cu plăci de plumb

Plăcile de același semn sunt legate intre ele în paralel, formând un semibloc. Plăcile care formează un semibloc sunt lipite. de bareta (puntea) 14, prevăzută cu o borna. Semiblocul de placi pozitive 4 (7) și semiblocul de plăci negative 5 Slut montate în așa fel ca să alterneze o placă negativă cu una pozitivă, iar între ele se introduc plăcile separatoare. Fiecare compartiment este închis etanș cu capacul 9 care se sprijină pe muchiile bacului. Capacul este prevăzut eu trei orificii: prin două trec borna negativă 6 și borna pozitivă 15 ale celor două semiblocuri de plăci, iar orificiul din mijloc, care se închide cu bușonul (dopul) 10, servește la introducerea electrolitului. Pentru aerisirea acumulatorului (evacuarea gazelor), se prevăd orificii speciale, care se găsesc în dopul 10.

Elementele ce compun bateria de acumulatoare sunt legate în serie, adică polul pozitiv al uneia se leagă la polul negativ al celeilalte, cu ajutorul punților de conexiune 11. Prin legarea în serie, capacitatea bateriei de acumulatoare rămâne neschimbată și va fi egală cu capacitatea unui element, în schimb, tensiunea la borne crește proporțional cu numărul elementelor.

Pentru a proteja plăcile și separatoarele la controlul nivelului și densității electrolitului, se utilizează ecranul 12 din material plastic.

Separatoarele permit trecerea ionilor care conduc curentul electric la reacțiile electrochimice ce au lor în timpul funcționarii. Ele sunt confecționate din lemn sau din material plastic.

În ultimul timp s-au făcut încercări de utilizare a unor dopuri fără orificii de aerisire. Aceste dopuri sunt confecționate dintr-un material special (o mixtura ceramică cu adaos de paladiu) care posedă proprietatea de a forma apă din combinarea hidrogenului cu oxigenul ce rezultă în timpul reacției de încărcare când acumulatorul "fierbe". În acest fel se evită concentrarea electrolitului prin descompunerea apei, ceea ce prelungește durata de funcționare a bateriei. Totodată, se evită stropirea în exterior cu electrolit care deteriorează punțile de conexiune și bornele; de asemenea, se evită deteriorarea bacului care poate avea lor atunci când orificiile de aerisire ale dopurilor sunt înfundate cu impurități.

Bornele de ieșire ale bateriei de acumulatoare pentru automobile sunt piese de formă tronconică, marcate cu semnul plus și minus și sudate de primul și de ultimul pol al grupurilor de plăci.

Pentru a se evita montarea greșită a bateriei în circuitul instalației electrice, diametrul bornei pozitive este cu circa 2 mm mai mare decât al bornei negative.

Dacă, totuși, bornele nu se pot distinge nici prin semnul polarității și nici prin dimensiunile lor, atunci montarea corecta a bateriei de acumulatoare se asigură prin următorul procedeu : se leagă borne Ie bateriei și se conectează instalația de iluminare. Dacă acul indicator al ampermetrului de pe tabloul de bard indică descărcarea bateriei de acumulatoare înseamnă ca aceasta este montată corect.

Electrolitul este o soluție de acid sulfuric diluat cu apa distilata. Concentrația electrolitului este o mărime ce caracterizează posibilitățile acumulatorului; ea se exprima în procente de acid sulfuric monohidrat, raportate la greutatea sau la volumul soluției folosite.

Concentrația electrolitului se mal poate exprima intr-o mărime convențională, grade Beaumé (oBé), între a cărei valoare și masa specifică există o legătură exprimată prin următoarea relație de conversiune:

,

în care d este masa specifică a electrolitului exprimată în g/cm3.

Concentrația electrolitului se stabilește în funcție de starea și regimul de lucru al bateriei de acumulatoare, anotimp și climă.

Densitatea recomandată a electrolitului pentru bateriile de acumulatoare complet încărcate este de 1,28 g/cm3 vara și 1,3 -1,34 g/cm3 iarna.

Sisteme de iluminare

Conducătorii auto folosesc mijloacele de avertizare luminoasă, sonora sau brațul, după caz, înaintea efectuării oricărei manevre sau pentru evitarea unui pericol imediat. Condițiile minime de iluminare, semnalizare luminoasă și avertizare sonoră pe care trebuie să le îndeplinească autovehiculele, tramvaiele, remorcile, tractoarele folosite în exploatări agricole și forestiere și vehiculele pentru efectuarea de servicii sau lucrări. MTCT este autoritatea competență în acest domeniu, iar actul normativ ce stipulează aceste prevederi este RNTR nr. 2.

Pentru autovehicule sunt obligatorii următoarele tipuri de mijloace de semnalizare luminoasă pe față lumina de culoare albă/galbenă selectiv:

faruri cu lumină de drum.

faruri cu lumină de întâlnire.

faruri de ceață.

Luminile de întâlnire sau de drum, în mers, atât în localități, cât și în afara acestora, după gradul de iluminare a drumului public.

Luminile de întâlnire în timpul zilei sunt obligatorii pentru toate autovehiculele când se deplasează pe autostrăzi, drumuri expres și drumuri naționale Europene, pentru motocicletele și mopedele pe orice categorie de drum.

Autovehicule care însoțesc fie coloane militare, fie cortegii sau care transporta grupuri organizate de persoane și cele care tractează alte vehicule sau care transporta mărfuri ori produse periculoase.

Atunci când ploua torențial, ninge abundent ori în alte condiții care reduc vizibilitatea pe drum – împreună cu luminile de ceață pe timp de ceață densă.

Luminile de întâlnire pe timpul nopții, la apropierea a două vehicule care circulă din sensuri opuse, de la o distanță de cel puțin 200 m se vor folosi luminile de întâlnire concomitent cu reducerea vitezei. Când vă apropiați de un autovehicul care circulă în fața dumneavoastră, sunteți obligat să folosiți luminile de întâlnire de la o distanță de cel puțin 100 m.

Când circulați prin tunel, pe timpul zilei sau al nopții folosirea alternanta a luminilor de întâlnire cu cele de drum – este obligatorie pe timpul nopții sau în condiții de vizibilitate redusă când vă apropiați de o intersecție nedirijată prin semnale luminoase sau de către polițiști, dacă nu încălcați prevederile de mai sus.

Luminile de ceată atât ziua, cât și noaptea, atunci când este ceata densă.

Lămpi de poziție sau de staționare – în față de culoare albă, iar spate culoare roșie.

Lămpi indicatoare de direcție – fata/spate de culoare galbenă său portocaliu.

Lămpi de avarii – indicatoarele de direcție folosite simultan.

Luminile de poziție sau de staționare numai pe timpul imobilizării vehiculului pe partea carosabilă în afara localităților, de la lăsarea serii și până în zorii zilei, de regulă ziua când ploua torențial, ninge abundent sau este ceata densă ori în alte condiții care reduc vizibilitatea pe drumul public.

Lămpi indicatoare de direcție se folosesc la punerea în mișcare a vehiculului și pentru semnalizarea schimbării direcției cu ocazia: depășirilor, virajelor, schimbării benzii, a rândului sau la efectuarea manevrei de întoarcere ori la oprirea autovehiculului, după cum urmează: în localități de la cel puțin 50 m iar în afara localităților de la cel puțin 100 m.

Lămpile de avarii se folosesc când vehiculul este imobilizat involuntar pe partea carosabilă, sau când vehiculul se deplasează foarte lent și/sau constituie el însuși un pericol pentru ceilalți participanți la trafic, când autovehiculul sau tramvaiul este remorcat. Punerea în funcțiune se va face, în mod succesiv, în ordinea opririi și în cazul în care această manevră este impusă de blocarea circulației pe sensul de mers.

Lămpile de pe spate sunt:

Catadioptrii.

Lămpi de frânare de culoare roșie.

Lămpi de ceață de culoare roșie intensă.

Lămpi de mers cu spatele.

Lămpi de iluminare a plăcii de înmatriculare de culoare albă.

În prezenta lucrare, atenția mea se redirecționează către blocul de lumini-spate, al mașinii.

3.1 Tipuri de becuri auto

Automobilele sunt echipate în mod obișnuit cu trei tipuri de becuri:

– becuri pentru faruri;

– becuri pentru proiectoarele de ceață;

– becuri auxiliare.

Becurile oferite sunt conforme cu cerințele Directivelor STN EN 60809 (IEC 60809) și STN EN 60810 (IEC 60810) și cu normele Regulamentului No. 37 al ECE – ONU.

Conform cu acest Regulament toate becurile trebuie marcate de către producător cu un minim de informații:

– 12V – indică tensiunea nominală de funcționare;

– H4, H7, H11, W5W sunt categoriile conform standardelor ECE și sunt urmate de puterea nominală de funcționare: 60/55W, 55W, 55W și respectiv 5W;

– „E” urmat de un număr de 1-2 cifre reprezintă codul țării europene în care becul a fost testat și aprobat;

– următorul grup din 3 sau 5 caractere alfanumerice care urmează după codul țării reprezintă marcajul de omologare acordat de autoritatea națională care a făcut omologarea (în cazul României autoritatea în cauză este Registrul Auto Roman – RAR);

– „U” dacă apare marcat pe soclul becului înseamnă că becul are radiație UV redusă, și deci poate fi folosit în farurile din plastic.

Becurile H4, H7 și H11 sunt becuri cu halogen. La becurile cu radiație UV redusă, balonul este confecționat din sticlă dura (cuarț). Becurile halogen nu au balonul becului vidat, ci este umplut cu un gaz inert, o halogenură de Iod sau Brom. Filamentul ajuns la incandescență în atmosfera acestui gaz da o lumină care străpunge mai bine ceata.

La becurile halogen, balonul becului nu se înnegrește la interior, așa cum se întâmplă la becurile de far clasice, vidate, din cauza particulelor care părăsesc filamentul din wolfram și se fixează pe peretele balonului.

Becul H4

H4 este un bec care este folosit în mod uzual la far. Becul H4 are două filamente, unul pentru faza de întâlnire (55W) și unul pentru fază lungă (65W).

Principalele caracteristici

Tensiune nominală: 12V

Putere nominală: 60/55W

Soclu: P43t

Becul H7

H7 este un bec care este folosit în far, dar exista producători care îl utilizează și în proiectoarele de ceață. Becul are un singur filament.

Principalele caracteristici

Tensiune nominală: 12V

Putere nominală: 55W

Soclu: PX26d

Becul H11

H11 este un bec care este folosit în proiectoarele de ceață. Este un bec cu un singur filament (55W).

Principalele caracteristici

Tensiune nominală: 12V

Putere nominală: 55W

Soclu: PGJ19-2

Becul W5W

W5W este un bec din categoria celor auxiliare. Este folosit ca bec de poziție în farul din față, ca bec de poziție lateral sau ca bec de semnalizare suplimentar, montat lateral, pe aripa fata sau pe ușă fata.

Principalele caracteristici

Tensiune nominală: 12V

Putere nominală: 55W

Soclu: W2,1×9,5d

3.2 Tipuri de lămpi

Lumina poate fi obținută de la un filament incandescent sau de la un tub de sticlă ce conține un gaz special parcurs de curent electric.

Lămpile fluorescente sunt folosite mai ales în transportul în comun pentru iluminatul interior și au avantajul că emit o lumină uniforma pe o arie întinsă, astfel pasagerii au parte de o iluminare corespunzătoare și eficientă.

Cele mai noi tipuri de lămpi, despre care voi vorbii mai în detaliu in restul lucrarii vor fi lămpile cu LED.

3.2.1. Lămpi cu filament

Becul este realizat dintr-un bulb de sticlă unde este inclus un filament din tungsten prins de două brațe de sârmă care sunt conectate la niște contacte la capătul unei capsule de alamă.

Becurile de putere redusă, că cele folosite pentru lămpile de poziție sunt de obicei vidate.

Vidarea becului este necesară pentru a preveni oxidarea, vaporizarea filamentului, și reduce pierderea de căldură. Dacă becul n-ar fi vidat oxigenul ar duce la depunerea de tungsten pe suprafața becului și înnegrirea lui, de asemenea după scurt timp filamentul s-ar arde.

Când becul este alimentat la tensiunea nominală temperatura filamentului ajunge până la 2300 grade Celsius și filamentul produce o lumină albă. La tensiuni mai mici căldura degajată și iluminarea vor fi mai slabe iar la tensiuni mai mari tungstenul se va vaporiza, becul se va înnegri și filamentul se va arde.

Filamentele pentru becuri mai puternice (faruri) pot fi realizate să funcționeze la temperaturi mai mari și să producă cu 40% mai multă lumină prin umplerea becului la o presiune medie cu un gaz inert cum ar fi argonul. Pierdea de căldură de la filament prin convecție datorită agitației gazului poate fi redusă prin răsucirea filamentului în formă helicoidala.

3.2.1. Lămpi cu halogen

În timpul funcționării unui bec normal umplut cu gaz, evaporarea filamentului de tungsten duce cu timpul la înnegrirea becului. Această problemă a fost rezolvată prin umplerea becului cu tungsten-halogen, numit și bec quart-halogen, quart-iod sau tungsten-iod. Acest tip de bec oferă performante mult mai bune și un timp îndelungat de funcționare.

Termenul de halogen se referă la un grup de elemente chimice care conțin iod și brom. Când un halogen se adăugă gazului dintr-un bec are loc o reacție chimică care rezolva problema evaporării. Tungstenul se mai evaporă dar pe măsură ce se deplasează de la filamentul fierbinte spre învelișul de sticlă el se combină cu halogenul și formează un nou compus. Acest compus nou nu se depozitează pe sticla învelișului, în schimb mișcarea de convecție îl transportă înapoi în zona gazului fierbinte din jurul filamentului. Aici compusul se separă și determină tungstenul să se depoziteze din nou pe filament, particulele de halogen rezultate din descompunere se reîntorc în gaz. Acest proces de regenerare previne înnegrirea becului și păstrează filamentul în bune condiții de funcționare pentru un timp îndelungat.

Pentru realizarea acestui proces trebuie că becul să poată funcționa la o temperatură a gazului de minim 250 grade Celsius necesară pentru vaporizarea halogenului, aceasta realizându-se prin folosirea unui bec de quartz. Acest material poate rezista la căldură și este suficient de dur pentru a permite umplerea lui cu gaz la o presiune de câțiva bari rezultând un filament mai luminos cu o durată mai lungă de funcționare. Un avantaj în plus este că filamentul este mai mic și permite o focalizare mai bună decât la un bec normal.

Proiectanții acestui tip de lampa au depășit aceste probleme prin construirea lămpii dintr-o singură piesă care include lentilele și reflectorul cu strat din aluminiu. Cele două filamente din tungsten pentru fază lungă și faza scurtă sunt așezate în puncte precise și întreaga lampa este umplută cu un gaz inert. Deoarece becul nu are un înveliș propriu de sticlă, tungstenul se depune pe o suprafață mare deci acest tip de far are o durată de viață foarte mare.

Totuși acest tip de far are două dezavantaje:

înlocuirea lui este scumpă în cazul în care filamentul se arde;

de asemenea dacă lentila se crapă lumina se stinge brusc.

În unele țări este adăugat un ecran de sticlă suplimentar pentru aerodinamicitate și pentru protecția lentilelor.

Bloc de lumini cu LED

Evoluția soluțiilor de iluminare ambientală cu LED-uri își are originea în căutarea stiliștilor pentru interioare auto de a adăuga valoare suplimentară și de a face mai atractive vehiculele pentru simțurile șoferilor, creând o experiență pozitivă și crescând căutarea pentru brandul lor.

Electronica, continuă să fie un sector cu creșterea cea mai rapidă în ceea ce privește industria auto, față de mecanică, pneumatică și hidraulică. Odată cu creșterea aplicațiilor ambientale cu LED – de la iluminarea de fond la iluminarea de suport pahare, la iluminarea în zona picioarelor, a ușilor și plafonului – soluțiile cu LED-uri, atât albe cât și RGB, reprezintă elemente de diferențiere pentru OEM-urile auto. De fapt, cercetarea indică faptul că iluminarea poate îmbunătăți sensibilitatea vizuală a șoferilor.

( Johann Stelzer / Andreas Reiter / Frank Ziegenhorn, Microchip Technology Inc.)

Odată cu creșterea mare a necesității de module de iluminare cu legare în rețea, implementarea celor mai bune practici pentru comunicații LIN în soluțiile de iluminare ambientală cu LED-uri poate ajuta la reducerea costurilor de dezvoltare și a perioadelor de timp implicate.

Deoarece LED-urile consumă mai puțină energie și ocupă mai puțin spațiu, eficiența combustibilului este îmbunătățită, iar avantajele permit stiliștilor să-și extindă creativitatea utilizând iluminarea pentru amenajarea interiorului.

Dincolo de toate, soluțiile de iluminare ambientală cu LED-uri oferă OEM-urilor oportunitatea de inovare a unei atmosfere confortabile atât pentru șofer, cât și pentru pasager.
Iluminarea ambientală cu LED-uri este mult mai mult decât o caracteristică atractivă.

Cercetările asupra impactului iluminării interioare a fost ignorat în ultimii ani, în vreme ce concentrarea cercetării&dezvoltării s-a axat pe iluminarea exterioară. Acest lucru se schimbă. Odată cu avansul rapid al tehnologiei LED, OEM-urile sunt în măsură să ofere nu numai o iluminare interioară plină de culoare dar și iluminare reglabilă de către utilizator.

Șoferii pot regla lumina în funcție de stare și gust. Suplimentar, este un mare potențial în ceea ce privește iluminarea interioară.

În modelele mașinilor viitorului, iluminarea interioară va deveni parte a sistemului avansat de informații al șoferului. Ideea revoluționară este de adaptare a iluminării interioare în acord cu situația șoferului. 

Culoarea iluminării interioare poate fi de exemplu diferită pentru oraș, drumuri de țară sau autostrăzi. Iluminarea interioară roșie poate crește nivelul de atenție în oraș, în vreme ce iluminarea interioară galbenă poate ajuta șoferul să se relaxeze atunci când se deplasează pe autostradă. Iluminarea interioară poate avertiza șoferul asupra unui accident iminent.

În multe cazuri, iluminarea interioară fără pâlpâire este asociată cu caracteristici de înaltă valoare pentru producătorii de mașini pentru diferențierea produselor într-un mediu foarte competitiv.

4.1 Ce sunt LED-urile ?

Un LED (din engleză light-emitting diode, însemnând diodă emițătoare de lumină) este o diodă semiconductoare ce emite lumină la polarizarea directă a joncțiunii p-n. Efectul este o formă de electroluminescență.

LED-ul este o sursă de lumină mică, de cele mai multe ori însoțita de un circuit electric ce permite modularea formei radiației luminoase. De cele mai multe ori acestea sunt utilizate ca indicatori în cadrul dispozitivelor electronice, dar din ce în ce mai mult au început să fie utilizate în aplicații de putere ca surse de iluminare. Culoarea luminii emise depinde de compoziția și de starea materialului semiconductor folosit, și poate fi în spectrul infraroșu, vizibil sau ultraviolet. Pe lângă iluminare, LED-urile sunt folosite din ce în ce mai des într-o serie mare de dispozitive electronice.

4.2 Cum funcționează ?

Un conductor cu numare de electroni mai mare se numește material de tip N deoarece este material încărcat negativ. În aceste materiale electronii se deplasează de la zone încărcate negativ către zone încărcate pozitiv.

Un conductor cu număr mare de goluri se numește material de tip P, deoarece este material încărcat pozitiv. În aceste materiale electronii se deplasează de la zone negative ocupând golurile, către zone pozitive, ceea ce crează senzația că golurile se deplasează de la zone pozitive la zone negative.

O secțiune într-o diodă conține o parte de tip N lipită de o parte de tip P, cu electrozi la ambele capete. Acest lucru determina un circuit al electronilor doar într-o direcție. Când nu se aplică voltaj diodei, electronii din materialul N umplu golurile din materialul P și astfel se neutralizează conductibilitatea.

Pentru a scăpa de zona neutră (negativă) trebuie să existe flux de electroni de la zona N spre zona P și flux de goluri de la zona P la zona N.

Pentru aceasta trebuie conectată zona N a diodei la capătul negativ al unui circuit și zona P la capătul pozitiv al circuitului. Electronii liberi din zona N sunt respinși de către electrod către zona P iar golurile invers.

Când diferența voltajului între cei doi electrozi este mare, electronii se desprind de goluri și încep să se deplaseze din nou. Zona negativă va dispărea astfel și curentul circula prin dioda.

Dacă se încearcă inversarea electrozilor pentru a circula curent în sens invers se obseva ca acest lucru este imposibil.

Electronii liberi sunt atrași de electrodul pozitiv montat în zona N iar golurile sunt atrase de electrodul negativ situat în zona P.

Nici un curent nu va circula prin dioda deoarece și electronii și golurile circulă în direcția greșită.

Zona neutră crește în dimensiune.

Lumina este o formă de energie pe care o poate elibera un atom. Este compusă din mai multe particule care au energie și moment dar nu au masă.

Aceste particule, numite fotoni, sunt elementele principale ale luminii. Fotonii sunt eliberați în urma deplasării electronilor. Într-un atom, electronii se deplasează în orbită în jurul nucleului.

Electronii din orbite diferite au cantități de energie diferite. În general vorbind, electronii cu mai multă energie se deplasează în orbite mai îndepărtate față de nucleu.

Pentru că un electron să se deplaseze de la un strat mai apropiat de nucleu la unul mai îndepărtat, ceva trebuie să-i crească nivelul de energie.Pe de altă parte, un electron eliberează energie în momentul în care trece pe o orbită mai apropiată de nucleu. Această energie este eliberată sub formă de fotoni. O energie eliberată mai mare determina un foton cu o energie mai mare care este caracterizat de o frecvență mai mare.

În cazul unei diode, un electron poate cădea într-un gol din zona P. În acest mod ajunge pe o orbită mai joasă deci eliberează energie sub formă de fotoni.

Acest fenomen se produce în fiecare diodă dar poate fi vizibilă numai când dioda este compusă din anumite materiale.

Atomii dintr–emitting diodes (VLED) sunt construite din materiale caracterizate de o distanță mai mare între banda conductoare și orbitalii cei mai apopiate de nucleu. Dimensiunea distanței determina frecventa fotonului. În alte cuvinte determina culoarea luminii.

4.3 Când a aparut LED-ul ?

Electroluminescența a fost descoperită în anul 1907 de către H. J. Round, folosind un cristal de carbură de siliciu și un detector primitiv dintr-un metal semiconductor.

Rusul Oleg Vladimirovich Losev a fost cel care a creat primul LED prin anii 1920. Cercetarea sa a făcut înconjurul lumii, insă nu s-a găsit nici o întrebuințare a acesteia timp de câteva decenii.

În anul 1961, Bob Biar și Gary Pittman, au descoperit că aplicând current unui aliaj din galiu și arsen, acesta emite o radiație infraroșie. Primul LED cu emisie în spectrul vizibil (roșu) a fost realizat în anul 1962 de către Nick Holonyak, când lucra la General Electric Company.

Un fost student al acestuia, M. George Craford, a inventat primul LED de culoare galbenă și a îmbunătățit factorul de iluminare al Led-urilor roșu și roșu -portocaliu de circa zece ori în anul 1972.

Până în 1968 LED-urile visibile și cele infraroșii costau foarte mult, aproape 200 de dolari și nu puteau fi folosite doar la aplicații minore. Prima corporație care a trecut la fabricarea LED-urilor pe scară largă a fost Monsato Corporation, realizând în 1968 LED-uri pentru indicare. Acestea au fost preluat de către compania Hewlett Packard și integrate în primele calculatoare alfanumerice. Primele LED-uri comercializate pe scară largă au fost folosite pentru înlocuirea indicatoarelor incandescente, întâi la echipamentele scumpe ca cele de laborator și de teste, apoi, mai târziu, la televizoare, radiouri, telefoane, calculatoare, chiar și ceasuri. Aceste LED-uri roșii nu puteau fi folosite decât pentru indicare deoarece emisia de lumină nu era suficientă pentru iluminarea unei suprafețe.

În decursul anilor s-au descoperit și alte culori ale LED-urilor, cu capacități mai mari de iluminare. Primul LED cu capacitate mare de iluminare a fost realizat de cercetătorul Shuji Nakamura în anul 1993 dintr-un aliaj de InGaN. Acesta a fost premiat în anul 2006 cu Milennium Technology Prize pentru invenția sa.

În anul 2008, cel mai puternic LED comercializat aparținea firmei sud-coreene Seoul Semiconductor . Un singur LED din seria Z-Power P7 atinge performanța de 900 Lumen la 10 Watt, deci o eficiența de 90 lm/W, echivalând cu un bec obișnuit de 75W.

La 12 mai 2010, firma Nexxus Lighting a prezentat cea mai puternică lampă LED de uz casnic disponibilă pe piață, cu o eficiență de 50 Lumen/Watt . Luminozitatea lămpii Array LED PAR38 este comparabilă cu cea a unui bec obișnuit/standard de 75 Watt atingând 985 Lumen la un consum de numai 18-20 Watt, fiind în același timp și variabilă .

La 12 aprilie 2010, firma Toshiba a prezentat prototipul celei mai puternice lămpi LED de uz casnic și industrial, cu o eficiență de 120 Lumen/Watt. Luminozitatea lămpii led este comparabilă cu cea a unui bec obișnuit/standard de 100 Watt, atingând 1690 Lumen.

Tendința mondială este de renunțare la sursele de lumină clasice, neeficiente energetic și promovarea surselor de lumină performante, categorie din care fac parte LED-urile. Legislația europeană prevede înlocuirea până în 2017 a surselor de iluminat cu incandescență și descărcare în gaze.

SMD este acronimul pentru Surface Mounting Device (dispozitiv montat pe suprafața) și este noua frontiera în materie de tehnologie de vizualizare.

În zilele noastre iluminatul cu LED-uri devine din ce în ce mai popular. Fie că este vorba de iluminatul ambiental, stradal sau cel de la panourile publicitare LED-ul SMD reprezintă o foarte bună alegere. LED-ul SMD combina luminozitatea ridicată și consumul redus de energie reprezentând soluția viabilă, de viitor, care v-a conduce în timp la înlocuirea becurilor clasice și de ce nu, și a celor denumite în prezent becuri economice.

Sursa de lumină a LED-ului SMD este reprezentată de un chip, foarte mic și ușor, învăluit de o rășină epoxidică. Luminozitatea oferită de un singur LED SMD este de 5,5 lumeni iar consumul de energie este egal cu 1/8 din consumul realizat de un bec incandescent, utilizând o tensiunea de alimentare de 2-3.6V, și un curent de 0.02A-0.03A. În condiții de utilizare normală și alimentat fiind de o sursă stabilă de tensiune, fără fluctuații, durata de viață a unui LED SMD poate ajunge și la 100 000 de ore de funcționare.

Becurile Auto cu LED-uri SMD sunt rezultatul pentru preocuparea crescândă de a îmbina aspectul estetic cu rezistența, intensitatea luminoasă și consumul redus de energie. Înlocuiesc cu succes becurile clasice, asigura o iluminare mult mai puternică de culoare albă, gen xenon, au o durată de viața mult mai mare și un consum redus de energie, care implicit conduce la scăderea consumului de combustibil și la reducerea poluării.

Absolut toate produsele prezente pe acest site, sunt produse în fabrică, pe bandă, complet automatizat, de-a lungul unui întreg proces tehnologic și sub o atentă și laborioasa supraveghere tehnică, nu sunt produse „home made „.

LED-urile SMD de pe becurile auto sunt lipite prin recristalizare.
Lipirea prin recristalizare utilizează o pastă de lipit care este o mixtură de aliaj de lipit cu un „flux „. Temperatura de recristalizare trebuie să fie cât mai mică pentru a nu distruge LED-urile SMD, deci, și, temperatura de topire a mixturii aliajului de lipit trebuie să fie mai mică, așa că, nu se poate compara cu fludorul clasic compus din 60% staniu, 38% plumb și 2% cupru, a cărui temperatura de topire este de 183 grade C.

Circuitele imprimate, (adică, becurile goale, fără LED-urile SMD), având pe ele pasta de lipit trec prin echipamentul de plantare a componentelor SMD.

După echiparea acestora cu LED-uri SMD, urmează procesul de REFLOW. Așezate pe un conveyor, becurile parcurg interiorul unui cuptor de recristalizare, în care se dezvolta diagrama de temperatură proprie recristalizării pastei folosite.

După ce se efectuează recristalizarea (lipirea) urmează răcirea și curățarea cu alcool izopropilic a becurilor cu LED-uri SMD, care are rolul de a elimina „fluxul” rămas în urma procesului de recristalizare (lipire).

Acesta este, în câteva cuvinte, procesul tehnologic, în urma căruia, ia naștere un bec auto cu LED-uri SMD, care este făcut în fabrică, pe bandă, și nu manual în casă.

4.4 Avantaje / Dezavantaje ale folosirii LED-urilor

Avantajele folosirii unui bec cu LED-uri SMD:

* Consumul: energia consumată este de cca. 10 ori mai mică decât al unui bec obișnuit. Lumina generată de LED-urile SMD utilizează mult mai eficient energia electrică decât în cazul becurilor clasice cu incandescență, unde aproape 90% din energie este utilizată pentru a încălzi filamentul până la incandescență. Intensitate luminoasă este de cca. 20 – 25 ori mai mare față de cea a becurilor clasice. Pe lângă această, sistemul optic utilizat este superior din punct de vedere al pierderilor. Toate acestea, cumulat, duc la o eficiență mult superioară față de soluțiile clasice. Aceasta se va reflecta în consumul de energie electrică. De asemenea, autovehiculul echipat cu acest tip de becuri v-a putea staționa cu lămpile de poziție aprinse, fără probleme ale bateriei, un timp îndelungat.

* Culoarea: LED-urile nu necesită filtre pentru a produce lumină de o anumită culoare. Culoarea este generată de materialul semiconductor. Gama coloristică este una foarte largă, de la roșu, alb și albastru până la galben, portocaliu, verde și chiar roz.

* Dimensiunea: deoarece nu necesită incinte speciale vidate unde să se genereze lumina LED-urile pot avea dimensiuni de oridnul milimetrilor. Această caracteristică le face utile pentru aplicații în care sursele tradiționale sunt inutilizabile. De asemenea, datorită lipsei filamentului sunt rezistente la șocuri și nu se încălzesc.

* Timpul de aprindere/stingere: LED-ul ajunge la strălucirea maximă în câteva microsecunde, în timp ce sursele tradiționale de lumină au nevoie de un timp mai lung, care este influențat și de temperatura exterioară. Datorită timpului de răspuns mai mic și mai rapid față de al becurilor clasice, la aprindere ating instant intensitatea maximă fapt ce conduce și la creșterea siguranței în trafic datorită vizualizării mai rapide a luminii indicatoare cum este spre exemplu cea de la frână sau de la semnalizare.

* Cicluri de aprindere/stingere: În aplicații care necesită aprinderi/stingeri repetate sursele cu LED și-au demonstrat superioritatea întrucât ele nu sunt sensibile la numărul de cicluri.

* Durata de viață: Durata de viața a LED-urilor (35.000-100.000 ore) este o măsură a degradării nivelului de lumină. Durata de viață a LED-urilor o depășește substanțial pe cea a surselor de iluminat cu incandescență (1000-2000 ore) sau fluorescente (8.000-15.000). În plus sursele de iluminat cu LED sunt mult mai rezistente la variații de temperatură, vibrații și șocuri mecanice, fiind deci mai fiabile decât cele tradiționale.

* Dispersia luminii: în cazul LED-urilor lumina este direcționată spre o anumită locație fară a se utiliza un reflector extern în timp ce în cazul surselor cu incandescență este răspândită în toate direcțiile.

* Impactul asupra mediului: LED-urile conservă energia și nu emit radiații ultraviolete. Ele nu conțin substanțe periculoase pentru mediul înconjurător spre deosebire de sursele de iluminat cu descărcare în gaze care conțin mercur. Durata de viață mult mai îndelungată face că sursele de iluminat cu LED să fie mult mai atractive din punct de vedere al protejării mediului.

*Temperatura de culoare a unei surse se bazeazã pe culoarea radiației emise de un corp negru. Repartiția energiei radiației emise de un corp negru a fost calculatã pentru diverse temperaturi. Temperaturile de culoare sunt date în grade Kelvin [K] (0 K fiind -273o). În funcție de temperatură de culoare, culoarea aparentã a surselor luminoase se clasificã în trei categorii:

– Caldã (alb – gălbui, 3300 K)

– Intermediarã (alb pur 3300 K – 5500 K)

– Rece (alb-albãstrui 6500 K)

*Indicele de redare al culorilor (IRC sau Ra). Reprezintã capacitatea unei surse de lumină de a restituii diferitele culori ale obiectelor pe care le iluminează.

El variază între 0 și un maxim care este de 100 ce corespunde luminii albe de zi și care conține toate radiațiile spectrului vizibil capabile de a restitui toate nuanțele culorilor.

O lampă care nu emite decât bande spectrale corespunzătoare celor trei tente de bază (albastru, verde și roșu) poate afișa un indice de redare al culorilor bun cu condiția ca fiecare culoare să fie reprezentată în mod egal.

Dezavantaje:

– Prețul mare – prețul destul de piperat este, probabil, cel mai mare dezavantaj al becurilor LED. În timp însă, prin economisirea energiei, costurile se amortizează.

– Lumina direcțională – becurile LED produc lumină direcțională adică lumină nu este împrăștiată uniform în întreaga încăpere. Cu timpul însă, această problemă a fost parțial remediată, prin apariția unor modele noi cu mai multe diode LED și un sistem de lentile care împăștie lumina adoima becurilor incandescente

LED-uri de mare putere

LED-uri de mare putere (High Power)

Există mai multe modele de acest tip de LED-uri: CREE, Seoul, Luxeon, Edison, Osram, Cob, Lumiled, etc. Mai jos aveți câteva exemple elocvente:

* OSRAM OSTAR de 1.120 lumeni, alb 6.500 K, echivalent cu un bec halogen de 50 W.

* Luxeon K2 cu o intensitate de 130 de lumeni.

Acriche Z-Power LED P7 cu o intensitate de 900 de lumeni, similar cu Osram OSTAR

  * CREE este un lider pe piața producătorilor de LED-uri. LED-urile CREE nu sunt doar mai eficiente, sunt mai bune… Compania are de ani de experiență în producția de LED-uri și a contribuit la dezvoltarea primului LED albastru, care a deschis drumul producției de LED-uri albe pentru aplicațiile de iluminat general. Eficiente energetic, responsabile față de mediu cu un excelent raport cost-eficienta de LED-uri CREE de mare putere sunt foarte potrivite pentru iluminatul interior și exterior, panouri publicitare, iluminarea de fundal a display-urilor dispozitivelor electronice portabile, etc. Prin diverse inițiative CREE promovează utilizarea pe scară largă a unui iluminat eficient energetic și ecologic cu LED-uri în loc de becurile tradiționale și, astfel, este în fruntea revoluției de iluminat cu LED-uri

Cree XLAMP XT-E cu 148 de lumeni/watt, XT-E este unul dintre cele mai eficiente LED-uri de pe piață

XLAMP XP-E și XLAMP XP-C modele cu randament luminos foarte ridicat

Există o gamă variată de becuri cu LED:

# 1W – 35 lumeni alb (1 led central Epistar de 1W)

# 1,5W – 50 lumeni alb (1 led central Epistar de 1,5W cu lupă PVC)

# 2,5W – 55 lumeni (3 led-uri laterale Epistar de 0,5W plus 1 led central Epistar de 1W)

# 3W – 180 lumeni (1 led central Epistar de 3W cu lupa PVC)

# 6W – 240 lumeni (3 led-uri laterale Epistar de 1,5W plus 1 led central Epistar de 1,5W)

# 7,5W – 300 lumeni (4 led-uri laterale Epistar de 1,5W plus 1 led central Epistar de 1,5W cu sau fără lupă de sticlă)

# 11W – 420 lumeni (4 led-uri laterale Epistar de 1,5W plus 1 led central CREE de 5W cu lupă de sticlă)

# 15W – 560 lumeni (12 led-uri laterale Samsung de 1W plus 3 led-uri centrale Samsung de 1W cu lupă de sticlă)

# 16W – 600 lumeni (4 led-uri laterale Epistar de 1,5W plus 2 led-uri centrale CREE de 5W cu lupă de sticlă)

# 30W – 720 lumeni (4 led-uri laterale CREE de 5W plus 2 led-uri centrale CREE de 5W cu lupă de sticlă)

La aceste becuri auto tip LED chip-urile sunt produse de Epistar (Taiwan), CREE (SUA) și Samsung (Coreea de Sud). Există și variante cu chip-uri produse de alte firme, dar sunt mai slabe calitativ și mai ales din punct de vedere al fiabilității.

Mașini "mai noi" pe care LED-urile de 7,5W, 11W, 16W funcționează perfect (fără eroare în bord): Dacia Logan (orice an de fabricație, excepție semnalizarea), Renault Megane Coupe (2000), Audi A6 (2002), Seat Leon (2005), Opel Corsa (2008/2011), VW Golf 5 (2006), VW Passat (2006), VW Polo (2009), Ford Focus (2009), Nissan Pathfinder (2009), Mâzda CX-7 (2010) etc.

5.1 Puterea totală, reală, intensitatea luminoasă, consumul LED-urilor auto

Puterea reală sau puterea consumată poate diferi de puterea totală la becurile auto tip LED, prima din ele este de obicei mai mică deoarece LED-urile sunt subalimentate în curent pentru a le proteja pe acestea să nu se ardă din cauza disipării termice insuficiente. Dimensiunile radiatoarelor sunt strâns legate de dimensiunile becurilor.

Puterea reală a unui bec auto tip LED este puterea pe care o consumă efectiv LED-ul (grupul de LED-uri care formează becul) alimentat cu un curent constant calculat astfel încât să nu se deterioreze LED-ul care este dotat cu un anumit radiator de răcire (se măsoară în wați).

Puterea totală, care este specificată de obicei de producător (mai mult din motive de marketing), este puterea maximă pe care o dă LED-ul (grupul de LED-uri care formează becul) alimentat cu curentul maxim acceptat, în condiții de răcire optimă, adică cu un radiator suficient de mare (se măsoară în wați).

Intensitatea luminoasă se măsoară în lumeni și poate fi de asemenea denaturată dacă se aplică la puterea totală a becului LED.

Pentru a afla intensitatea luminoasă reală se înmulțește numărul de lumeni/wat al LED-ului (grupului de LED-uri) cu puterea reală. Puterea reală, dacă nu este specificată, se poate obține prin măsurarea curentului efectiv consumat de becul LED cu un ampermetru (A) și înmulțirea cu tensiunea autovehiculului (V).

Producătorii care se respectă dau ca și specificație intensitatea luminoasă reală a becului LED măsurată cu sfera integratoare sau goniofotometru.

Intensitatea luminoasă diferă la LED-urile de aceeași putere dar care emit culori diferite. De exemplu același tip de LED care emite culoarea alb are 300 de lumeni, pe verde va avea 260 lumeni, pe roșu și galben 240 lumeni, iar pe albastru doar 80 de lumeni.

Puterea reală (puterea consumată) la cele mai uzuale becuri auto tip LED (prin măsurare) :

– LED T10 (W5W) de 1,5W 50 lumeni Epistar alb rece cu lupă pvc – consum aprox. 1,2W

– LED T10 (W5W) de 1,5W 35 lumeni Epistar galben cu lupă pvc – consum aprox. 1,0W

– LED T10 (W5W) de 1,5W 35 lumeni Epistar roșu cu lupă pvc – consum aprox. 1,0W

– LED T10 (W5W) de 1,5W 12 lumeni Epistar albastru cu lupă pvc – consum aprox. 0,7W

– LED T10 (W5W) de 2,5W 55 lumeni Epistar alb rece – consum aprox. 1,3W

– LED T10 (W5W) de 2,5W 40 lumeni Epistar galben – consum aprox. 1,2W

– LED T10 (W5W) de 2,5W 40 lumeni Epistar roșu – consum aprox. 1,2W

– LED T10 (W5W) de 2,5W 15 lumeni Epistar albastru – consum aprox. 0,9W

– LED T10 (W5W) de 7,5W 300 lumeni Epistar alb rece – consum aprox. 3,8W

– LED T10 (W5W) de 7,5W 240 lumeni Epistar roșu – consum aprox. 3,2W

– LED T10 (W5W) de 10W 360 lumeni Samsung alb natural cu lupă de sticlă – consum aprox. 2,7W

– LED T10 (W5W) de 25W 450 lumeni CREE alb natural cu lupă de sticlă – consum aprox. 2,7W

– LED T10 (W5W) de 25W 450 lumeni CREE roșu cu lupă de sticlă – consum aprox. 2,0W

– LED G4 de 3W CREE 100 lumeni alb natural – consum aprox. 2 W

– LED BA15S (P21W) de 7,5W 300 lumeni Epistar alb rece – consum aprox. 3,0W

– LED BA15S (P21W) de 7,5W 240 lumeni Epistar roșu – consum aprox. 2,5W

– LED BA15S (P21W) de 7,5W 240 lumeni Epistar portocaliu – consum aprox. 3,0W

– LED BA15S (P21W) de 11W 420 lumeni Epistar + 1 x CREE alb rece – consum aprox. 4,0W

– LED BA15S (P21W) de 11W Epistar + 1 x CREE roșu – consum aprox. 3,1W

– LED BA15S (P21W) de 11W Epistar + 1 x CREE galben – consum aprox. 3,1W

– LED BA15S (P21W) de 15W 560 lumeni Full Samsung – consum aprox. 5,4W

– LED BA15S (P21W) de 16W 600 lumeni Epistar + 2 x CREE alb rece – consum aprox. 5,5W

– LED BA15S (P21W) de 16W Epistar + 2 x CREE roșu – consum aprox. 3,9W

– LED BA15S (P21W) de 16W Epistar + 2 x CREE galben – consum aprox. 3,9W

– LED LED BA15S (P21W) de 30W 720 lumeni Full CREE alb natural – consum aprox. 9W

– LED BAY15D (P21-5W) de 7,5W 240 lumeni Epistar roșu – consum aprox. 0,4W (poziție) /2,2W (frână)

– LED BAY15D (P21-5W) de 16W Epistar + 2 x CREE roșu – consum aprox. 0,7W (poziție) /3,5W (frână)

– LED BAY15D (P21-5W) de 30W Full CREE roșu – consum aprox. 1W (poziție) /8W (frână)

– LED T20 (7440) de 12W 500 lumeni Full Samsung alb natural – consum aprox. 6W

– LED T20 (7443) de 15W 560 lumeni Full Samsung alb natural – consum aprox. 0,6W/5W

– LED H4, H7 de 25W 1800 lumeni CREE alb natural – consum aprox. 25W

Bec LED P21-5W de 7,5W 240 lumeni roșu cu lupă de sticlă

Bec LED H8, H11 de 7,5W 300 lumeni alb cu lupă de sticlă

Bec LED H8, H11 de 11W 420 lumeni cu LED central CREE 5W și lupă de sticlă

Becurile LED care funcționează la 12-24V au în soclu un driver electronic de curent constant care protejează LED-urile

Bec LED H8, H11 de 30W 720 lumeni Full CREE (6 x CREE) cu lupă de sticlă

5.2 LED-uri pentru blocul de lumini spate

5.2.1.Marșarier

CREE LED (20W) – P21W (BA15S) + Lupa

Fiecare bec conține 4 LED-uri CREE de mare putere, a câte 5w fiecare + o lupă ce asigură o dispersie și o focalizare mult mai bună a luminii emise.

Tensiune de alimentare: 12-24V

Putere: 20W

Intensitate luminoasă emisă: 1200 llumeni

Spectru luminos: alb (5000k)

Construite special pentru a înlocui cu succes becurile clasice de la lămpile de marșarier

Durata de viață: peste 50 000 ore de funcționare continuua în condiții de utilizare normală, conform specificațiilor producătorului

ULTRA HIGH POWER P21W (BA15S)

Fiecare bec conține 5 LED-uri ULTRA HIGH POWER

Tensiune de alimentare: 12-24V

Putere: 7,5W.

Dimensiuni: Bulb – 33/15mm; Soclu – 15/15mm.

Spectru luminos: alb (5000k)

Construite special pentru a înlocui cu succes becurile clasice de la lămpile de marșarier.

Durata de viață de peste 100 ori mai mare decât cea a becurilor clasice.

Este recomandată folosirea lor numai pentru marșarier

5.2.2.Frână/Poziție/Ceață

CREE LED (20W) – PR21W (BA15S) + Lupa

Fiecare bec conține 4 LED-uri CREE de mare putere, a câte 5w fiecare + o lupă ce asigură o dispersie și o focalizare mult mai bună a luminii emise.

Tensiune de alimentare: 12-24V
Putere: 20W
Intensitate luminoasă emisă: 1200 llumeni
Spectru luminos: roșu (Red)

Construite special pentru a înlocui cu succes becurile clasice de la lămpile de ceață, poziție sau frâna.

Durata de viață: peste 50 000 ore de funcționare continuua în condiții de utilizare normală, conform specificațiilor producătorului

PR21W (BAY15D) – 27 SMD5050

Fiecare bec conține 27 LED-uri SMD 5050

Tensiune de alimentare: 12-24V
Intensitate luminoasă emisă: 540 llumeni
Spectru luminos: roșu (Red)
Consum: 2,8W.
Dimensiuni: Bulb – 31/26mm; Soclu – 15/15mm.

Construite special pentru a înlocui cu succes becurile clasice cu dublu filament de la lămpile de poziție/frana sau poziție/ceata

Durata de viață: peste 50 000 ore de funcționare continuua în condiții de utilizare normală, conform specificațiilor producătorului

Concluzii

În urma realizării acestui proiect au fost asimilate cunoștințe despre tehnologia LED.

 Pentru că noua tehnologie LED (light emitting diode) este eficientă energetic consumând

Cu până la 80% mai puțin comparativ cu corpurile de iluminat convenționale.

(facturi la energia electrică cu până la 30% mai puțin, în funcție de tipul activității)

 Pentru că investiția în tehnologie LED se recuperează în 6 luni până la max 2 ani, putând fi

Folosite până la 10 ani fără a fi schimbate (în funcție de durată de utilizare)

 Pentru că corpurile de iluminat cu LED au o durată de viață de 30,000 până la 50,000 ore

Vs 1,000- 10,000 ore corpurile de iluminat convenționale

Costul tehnologiei LED s-a stabilizat, fiind intradevar rentabila în acest moment pentru că iluminarea cu LED aduce:

 o lumină semnificativ mai bună pentru ochiul uman (demonstrat științific)

 îmbunătățește mediul de lucru

 nu conține mercur

 nu emit raze UV sau infraroșii și are emisii scăzute de dioxid de carbon fiind eco “

Enviromental friendly

.

Pentru partea electronică au fost studiate și analizate mai multe tipuri de LED-uri ,metode de control. De asemeni au fost analizate circuite de protecție, la schimbarea polarității, la supratensiune și la scurtcircuit, pentru alimentarea sistemului și modul de funcționare a stabilizatoarelor de tensiune, liniare și în comutație. În urma analizei stabilizatoarelor în comutație au fost dimensionate componentele pentru realizarea unui convertor buck.

Bibliografie

[1] Paul Șchiopu, Optoelectronics, Editura MATRIX-ROM 2009

[2] Paul Șchiopu, Neculai Grosu, Ionică Cristea, Optoelectronică. Îndrumar de laborator., Editură MATRIX-ROM 2009

[3] Electricity from Sunlight AnV Introduction to Photovoltaics, 2010, John Wiley & Sons, Ltd

[4] Iluminatul cailor de circulație, ASRO STANDARD ROMAN, SR 13433, Martie1999

[5] Sereteanu Nicolae-Sisteme moderne de iluminat bazate pe LED.Principii, exemple și previziuni 2010-UPB

[6] https://newpartsauto.wordpress.com/2013/05/28/luminile-autovehiculului-si-utilizarea-lor/

[7] http://www.tesva.ro/

[8] https://smdcarlamps.wordpress.com

[9] http://en.wikipedia.org/wiki/ lighT

[10] http://www.primariatm.ro/monitorul/index.php?meniuId=1&viewCat=13&viewItem=1129

[11] http://ro.wikipedia.org/wiki/Celul%C4%83_solar%C4%83

[12] http://ro.wikipedia.org/wiki/Panou_fotovoltaic

[13] http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/

[14] http://www.dial.de/CMS/English/Articles/DIAL/Aktue

[15] http://www.gaisma.com/

[16] Protecție inversare polaritate,

http://www.ozqrp.com/rev_pol.html, accesat la data de: 22.06.2015

[17] Robert W. Erickson, “DC-DC Power Converters”, în Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering, nr. 15/06/2007, pp. 11-30.

[17] Convertoare dc-dc,

http://www.ti.com/lit/an/slta055/slta055.pdf, accesat la data de: 27.06.2015

[18] Convertoare dc-dc,

www.daycounter.com/LabB00k/BuckConverter/Buck-Converter-Equations.phtml, accesat la data de: 28.06.2015

[19] Simon Monk, Make Your Own PCBs with EAGLE from schematic designs to finished boards, Editura McGraw Hill Education, New York, 2014

[20] M.Saifizi, “Vision based Mobile Robot Navigation System”, în International Journal of Control Science and Engineering, nr. 2/42012, pp. 83-87.

[21] Liuping Wang, Shan Chai, PID and Predictive Control of Electrical Drives and Power Converters using MATLAB/Simulink, Editura WILEY, Singapore, 2015

Anexa 1

Anexa 2