Сделай сам №3: RGB-пересвет щитка приборов на Renault Duster 2012 и прочих логаноподобных авто с МКПП (дорестайлинг)

15.09.22

В рамках данной заметки будет подробно описано, как можно за небольшие деньги заменить штатную подсветку щитка приборов Дастера на «разноцветную» (т.е. на RGB-вариант). В результате описанных манипуляций вместо одного унылого оранжевого цвета в нашем распоряжении окажется несколько десятков различных цветов, возможность плавного включения и выключения подсветки, а также изменения ее яркости. При этом для управления параметрами системы используется всего одна кнопка (а не несколько), что упрощает доработку передней панели автомобиля и прокладку/подключение проводов. Обратите внимание на то, что в заметке идет речь именно о RGB-варианте подсветки. Это крайне важно, поскольку если вас устраивает статичный красный, зеленый, синий или белый ее цвет, то можно обойтись малой кровью – в этом случае достаточно будет просто разобрать щиток, заменить вот эти светодиоды на желаемые (типоразмер светиков – SMD 3528) и собрать всё обратно. А вот если вам требуется «цвет легкой морской волны в Крыму» или «мягкий сиреневый, ближе к розовому», да еще и хочется менять цвет подсветки каждый день в зависимости от настроения, то тут без RGB-светодиодов, конечно, не обойдешься.

Отмечу, что на начало написания заметки (август 2021г.) щиток с RGB-подсветкой отработал три месяца, а к ее завершению (сентябрь 2022г.) – год и четыре месяца. За это время автомобиль накатал почти 20 тысяч километров, пережил поездку в Крым, далеко не самую теплую зиму и полтора месяца лютой жарищи, когда на солнце термометр показывал более +40°С. При этом ни одного нарекания в сторону рассматриваемого устройства не было, глюков в работе не замечалось и вообще – жена им крайне довольна. Так что вашему вниманию предлагается не сырая поделка, которая только что вышла из-под паяльника мастера, а более-менее проверенное устройство, бывшее в эксплуатации почти полтора года.

Следует иметь ввиду, что вся нижеприведенная информация относится исключительно к дорестайлинговому варианту автомобиля, ибо после рестайла щиток приборов и его разъемы у Дастера серьезно изменились. Это с одной стороны. Зато с другой стороны, всё нижесказанное, судя по всему, будет справедливо не только для Дастера, но и для многих других автомобилей (хотя лично я допиливал подсветку щитка именно от Renault Duster). Исходя из внешнего вида комбинации приборов, к таковым относятся

•  Renault Logan (дорестайловый);

•  Renault Sandero (дорестайловый);

•  Renault Duster (дорестайловый);

•  Lada Largus;

•  Nissan Almera III (G15);

•  Nissan Terrano III (D10);

и это только то, что пришло мне в голову навскидку. Согласитесь, перечень впечатляет, особенно с учетом того, что марки автомобилей в нем представлены отнюдь не экзотические. Именно поэтому я решил не ограничиваться десятком общих предложений и двумя фотками, а запилить подробную заметку-инструкцию по замене штатной подсветки – возможно, мой опыт кому-то еще пригодится. Ну а о том, как проверить, подходит ли ваш щиток под описанный способ пересвета, будет сказано чуть ниже.

Настоятельно рекомендую сначала прочитать заметку полностью, чтобы было понятно, какие инструменты и материалы могут понадобиться в работе, поскольку отдельного их списка я не делал. Отдельно отмечу, что для реализации того варианта подсветки, который предлагается далее, придется делать печатные платы. При этом сами по себе платы – наипростейшие (небольшого размера, односторонние, ширина дорожек не менее 0,6мм), и при желании их можно даже тупо нарисовать маркером. Однако, если никогда не сталкивался с процессом изготовления PCB, то это будет серьезным доводом против повторения доработок щитка, описанных ниже. Кроме того, в процессе работы нам потребуется программатор для AVR-микроконтроллеров (например, USBASP), и его отсутствие тоже может стать причиной отказа от переделки щитка (хотя, семь цветов, представленных на самой первой картинке в заметке, можно получить вообще безо всяких контроллеров). Если же с платами и AVR-камнями ранее работать доводилось, то никаких проблем возникнуть не должно, ибо на самом деле там всё просто. Поэтому предлагаю приступать к делу.

Общие сведения

Не секрет, что заводской цвет подсветки передней панели раздражает многих владельцев автомобилей Renault Duster (в том числе и меня). И это немудрено, ибо оранжевые буквы, цифры и значки довольно быстро начинают напрягать глаз. Вдобавок ко всему, эта оранжевость имеет самый, наверное, унылый оттенок, который только могут давать одноцветные светодиоды. Я прекрасно понимаю производителей, стремящихся как можно сильнее сократить расходы на каждый автомобиль (см. массовое производство продукции из говна и палок самых дешевых комплектующих), но в своей машине хочется, чтобы обстановка напрягала по минимуму. В связи с этим было решено переделать подсветку всей передней панели Дастера на свой вкус, ну а начать данный процесс сам бог велел с самой заметной ее части – с щитка приборов.

Предлагаемый вариант подсветки обладает следующими характеристиками (вот тут можно посмотреть их «вживую»):

•  32 различных цвета подсветки (на самом деле можно и гораздо больше, просто у меня херово с фантазией, и я не знаю, какие еще цвета́ туда запихать);

•  возможность независимой регулировки яркости подсветки дисплея (11 градаций);

•  возможность независимой регулировки яркости подсветки тахометра и спидометра (11 градаций);

•  возможность плавного включения и выключения подсветки (отключаемо);

•  для управления подсветкой используется всего одна кнопка;

•  все составляющие подсветки (кроме кнопки, естественно), располагаются прямо внутри щитка, поэтому не придется думать, как разместить и закрепить за торпедой дополнительные платы;

•  предусмотрен RGB-выход для управления подсветкой других элементов передней панели (приемника, печки, ручки «4WD»);

•  на июнь 2021 года общая стоимость деталей вряд ли перевалит за 400р.

Суть переделки состоит в том, чтобы заменить оранжевые светодиоды, освещающие дисплей щитка и шкалы тахометра/спидометра, на платы, где вместо одноцветных светиков будут установлены их RGB-собратья. Конечно, для работы с ними лучше использовать специальный контроллер, однако замечу, что для получения 7 «базовых» цветов (см. картинку в самом начале заметки) достаточно будет одних только плат со светодиодами – для этого на них надо просто подать «плюс» и «массу» в правильной полярности. Если семи цветов не хватает, то платы можно подключить к бортовой сети не напрямую, а через переменные резисторы – таким образом мы сможем получить любой цвет, какой нам только пожелается. Правда, в этом случае для того, чтобы изменить цвет подсветки, нам придется заново настраивать переменники, а это не очень удобно. Гораздо прикольнее переключать цвета́ кнопкой, но для этого в щиток придется-таки добавить плату RGB-контроллера, а это лишний геморрой. Таким образом, как обычно, имеет место некоторая дуалистичность: если вам хватит всего одного цве́та подсветки и не требуется ее плавно включать и выключать, то самую сложную плату рассматриваемого проекта (плату контроллера) можно и не делать, ну а остальные печатки там вообще наипростейшие. Если же хочется всё сделать по фэн-шую, придется заморочиться посильнее.

План действий

Перечень действий, которые необходимо совершить для того, чтобы превратить унылый щиток Дастера в уникальный, эксклюзивный, яркий и искрящийся лучистым светом прибор, будет выглядеть так (рассматривается наиболее сложный случай, т.е. с использованием RGB-контроллера):

•  извлекаем щиток приборов из передней панели автомобиля (для случая Дастера это делается так);

•  убеждаемся, что щиток приборов собран на базе правильной печатной платы (подробнее здесь);

•  после этого рекомендую закрутить саморезы в щиток и вставить его обратно в автомобиль. Дело в том, что для дальнейшей работы нам потребуется сделать RGB-контроллер, три платы подсветки дисплея и шкал, а также установить на переднюю панель кнопку управления подсветкой. Понятно, что это займет некоторое время, и если щиток будет вытащен из машины, эксплуатировать ее в течение данного интервала будет очень неудобно. Если же всё вернуть на место, можно вдумчиво и не торопясь заняться платами;

•  устанавливаем на переднюю панель автомобиля кнопку управления подсветкой. Какие-либо рекомендации здесь дать сложно, ибо на вкус и цвет все фломастеры одинаковые. Лично я для данных целей использовал одну из своих самопальных кнопок (подробнее здесь);

•  изготавливаем плату подсветки дисплея (подробнее здесь). Отмечу, что для полной ее сборки и проверки работоспособности нам потребуется полностью разобрать щиток (см. далее), что немного увеличит время, которое автомобиль будет стоять в условно нерабочем состоянии;

•  изготавливаем платы подсветки шкал (подробнее здесь) в количестве двух штук. После этого впаиваем в них детали и проверяем на работоспособность;

•  изготавливаем плату RGB-контроллера (подробнее здесь). После этого впаиваем в нее детали, прошиваем микроконтроллер и проверяем плату на работоспособность;

•  снова вытаскиваем щиток из автомобиля и разбираем его полностью (подробнее здесь). Отмечу, что с девственного щитка снять стрелки будет гораздо проще, если их предварительно несколько раз провернуть по кругу. После разборки рекомендую сразу доделать и проверить плату подсветки дисплея (напомню, что там надо выставить светодиоды так, чтобы все они точно попадали в квадратные дырки белой панели);

•  дорабатываем штатную плату щитка для установки нашей подсветки, при необходимости также допиливаем стрелки спидометра и тахометра (подробнее здесь);

•  устанавливаем платы со светодиодами и RGB-контроллер в щиток, после чего соединяем их между собой проводами (подробнее здесь);

•  проверяем работоспособность собранной системы (подробнее здесь);

•  после проверки работоспособности необходимо понять, влезет собранный дывайс в конструктив щитка или нет. Для этого нужно соединить его белую крышку с получившейся платой и убедиться, что между ними нет особых щелей. Проще всего это сделать так: кладем щиток мордой на стол и прижимаем в этих трех точках:

Если после прижатия плата и крышка плотно прилегают друг к другу (особенно между двумя верхними точками) и при этом не сильно изгибаются, можно продолжать работу, в противном случае придется как-то по-другому переложить провода. Отметим, что небольшой перекос будет наблюдаться в любом случае – он обусловлен тем, что плата подсветки дисплея имеет ненулевую толщину. Однако, этот перекос получается действительно небольшим, и сборке щитка особо не мешает. Поэтому в качестве некоего ориентира можно считать: если при нажатии на две верхние точки щель с другой стороны щитка (т.е. там, где наклейка с моделью) не превышает 6…7мм, то всё в норме, в противном случае нужно перекладывать провода;

•  далее неплохо бы было зафиксировать на плате положение болтающихся проводов. Для этого можно использовать автомобильный скотч, морозостойкий герметик и т.д. Лично я использовал теплопроводящий клей «Радиал»:

Обратите внимание на то, что обычный (канцелярский) скотч здесь лучше не использовать, поскольку вероятность его отклеивания при низких температурах достаточно велика;

•  теперь можно собирать щиток (подробнее здесь) и устанавливать его обратно в автомобиль. Обратите внимание на то, что если для управляющей кнопки из щитка выводятся отдельные провода, под них необходимо выпилить надфилем небольшую щель, дабы эти провода были надежно (но без фанатизма) прижаты:

•  ну и последним шагом является настройка параметров щитка (цвет, яркость и т.д.) лично под вас (подробнее здесь).

На этом процесс установки RGB-подсветки в щиток Дастера можно считать завершенным. Отмечу, что сам по себе данный процесс по времени занимает не более трех-четырех часов (у меня он отнял почти целый рабочий день, но это вместе с его фотографированием и описанием). Таким образом, с задачей вполне можно справиться даже за один выходной, однако, для этого нужно подготовиться заранее – все узлы подсветки уже́ должны быть собраны и протестированы, а управляющая кнопка установлена на панель. Ну а у меня на этом всё. Желаю удачи с установкой RGB-подсветки в щиток вашего автомобиля!

Обсудить данную заметку можно здесь. Далее же более подробно рассмотрим каждый из пунктов вышеприведенного плана действий.

Проверка модели печатной платы

Как было сказано выше, предлагаемый вариант RGB-подсветки, скорее всего, можно установить не только на Дастер, но и на щитки приборов других автомобилей. И, по всей видимости, для этого требуется всего одно условие – плата, на базе которой собран щиток, должна называться «JCI 1884046-1» (в противном случае какая-нибудь часть самопальной подсветки может и не подойти). Поэтому первым делом необходимо определить модель платы. Полностью разбирать щиток для этого не нужно – достаточно открутить отверткой «TORX T10» вот эти три самореза:

после чего засунуть между белой пластмассовой херней и платой какой-нибудь «клин» (например, обычный карандаш). Название платы должно быть написано в правом верхнем углу (чтобы было лучше видно, можно посветить фонариком):

Если нашему взору открылась надпись «JCI 1884046-1», то всё нормально – можно работать дальше. В противном случае нужно прикидывать по месту – подойдет ли предложенный вариант подсветки конкретно к вашему щитку или нет. Например, щитки старых Логанов собраны на базе предшественницы платы JCI 1884046-1, где для подсветки дисплея использовалось 6 светодиодов, а для подсветки тахометра и спидометра – по 3 светика. И в этом случае платы RGB-контроллера и подсветки шкал, видимо, можно оставить мои, а вот для подсветки дисплея придется разводить новую плату. В общем, повторюсь – каких-либо общих советов здесь дать нельзя, с каждым конкретным случаем нужно разбираться отдельно.

Плата подсветки дисплея (JCI_1884046-1-RGB-A1)

Как следует из названия, данная плата устанавливается взамен штатных светодиодов, подсвечивающих информационный дисплей щитка:

Единственная задача рассматриваемой платы – светить на задний фон дисплея, чтобы буквы, цифры и символы, отображаемые на нем, были не уныло-оранжевые, а такого цвета, который нужен нам. Функция, конечно, очень нужная, но крайне примитивная, поэтому и схема платы подсветки дисплея сложностью не отличается (привожу ее исключительно ради порядку):

Как видно из данной схемы, в состав рассматриваемой платы входят две группы по два последовательно соединенных RGB-светодиода плюс токоограничивающие резисторы, и больше ничего. Светодиоды я использовал марки TO-5050BC-MRPBFGF (в «Чип-Дипе» по 8р. за штуку на август 2021г.):

Размер выбранного светодиода – 5х5мм, и это единственный размер RGB-светика, который можно засунуть в квадратные дырки белой пластмассовой херовины, служащие для подсветки дисплея. При этом отмечу, что с точки зрения простоты повторения устройства выбор марки светодиодов оказался крайне неудачным. Судя по всему, светики, массово продающиеся в Китае, а также используемые в китайских RGB-лентах, имеют не такую цоколевку выводов, как у TO-5050BC-MRPBFGF:

Иными словами, самые распространенные в России RGB-светики к плате подсветки дисплея напрямую не подойдут, поэтому надо будет изыскивать конкретную марку светодиода. Конечно, лампочки TO-5050BC-MRPBFGF вовсе не являются экзотикой, и купить их можно далеко не только в «Чип-Дипе». К тому же, китайские светодиоды из RGB-лент тоже можно впаять в рассматриваемую плату, для чего их надо будет просто повернуть на 180° (чтобы треугольная метка смотрела не вправо и вниз, а влево и вверх). Понятно, что при этом синий и зеленый цвета поменяются местами, но это легко лечится, если подключить синий канал платы подсветки дисплея к выходу «GREEN» RGB-контроллера, а зеленый канал – к выходу «BLUE». Но всё равно – в «народных» и бюджетных проектах (каковым рассматриваемая поделка задумывалась с самого начала) лучше использовать максимально доступные большинству любителей детали, так что осадочек-то остался. Поэтому при покупке светодиодов надо быть крайне внимательным и сразу прикидывать, подойдут ли выбранные светики к предлагаемой плате, и что́ при этом будет нужно изменить в общей схеме устройства. Ну и еще одно – ни в коем случае не берите светодиоды с пиксельной адресацией (т.е. со встроенным контроллером), ибо они в данной поделке вообще никак работать не смогут!

Токоограничивающие резисторы (все шесть штук) взяты номиналом 820 Ом ± 5%, типоразмер каждого – 1206. Алгоритм выбора сопротивления и габаритов данных резюков я уже рассматривал ранее, поэтому здесь повторяться не буду. Отмечу лишь, что в данном случае светодиодов в каждой цепочке два, а не один, поэтому надо учитывать падение напряжения на каждом из них, за счет чего и получается более низкий номинал резистора, чем по ссылке. Максимальный же ток через светодиоды в нашем случае составит

•  I_{RED_MAX} = (V_MAX – 2V_{RED_MIN}) / R_MIN = (15,0В – 2x1,8В) / 779Ом = 14,7мА;

•  I_{GREEN_MAX} = (V_MAX – 2V_{GREEN_MIN}) / R_MIN = (15,0В – 2x2,8В) / 779Ом = 12,1мА;

•  I_{BLUE_MAX} = (V_MAX – 2V_{BLUE_MIN}) / R_MIN = (15,0В – 2x2,8В) / 779Ом = 12,1мА,

то есть рекомендованное значение «15мА» превышено точно не будет.

Печатная плата узла подсветки дисплея тоже не отличается какой-либо замысловатостью:

Плата эта односторонняя и не содержит ни одной дырки. Размеры платы составляют 52х23,5мм, а расстояние между светодиодами – 23,5мм по горизонтали и 14,0мм по вертикали (это важно, ибо данные светики должны точно встать в квадратные дырки на белой пластмассовой панели щитка, через которые и осуществляется подсветка дисплея). Обратите внимание на то, что толщина платы JCI_1884046-1-RGB-A1 не должна превышать 0,8мм. Обусловлено это тем, что рассматриваемый узел подсветки будет располагаться в щитке между основной платой и белой пластмассовой панелью с дырками, а там щель не превышает 1мм. При этом как-либо изгибать основную плату в данной области нельзя, поскольку именно в этом месте к ней подключается дисплей, а для этого требуется его хорошее прилегание к соответствующим контактам «материнки». Поэтому единственный выход здесь – делать плату подсветки дисплея толщиной 0,5мм…0,8мм. Отмечу, что для этого не нужно бегать и искать материал именно такой толщины – вполне сойдет и обычный 1,5мм-вый текстолит. Просто надо будет его немного доработать, о чем пойдет речь чуть ниже.

Итак, берем подходящий кусок текстолита и травим/фрезеруем из него плату подсветки дисплея:

Оригинальный файл с платой лежит здесь, формат файла – DipTrace (у данной программы есть полностью бесплатная версия Freeware), для нормального скачивания данного файла лучше щелкнуть по ссылке правой кнопкой мыши, а затем выбрать «Сохранить ссылку как…». Выложил я его чисто на тот случай, если кому-то вдруг понадобятся герберы и дриллы (например, для заказа на производстве или чтобы скорректировать расположение светодиодов для других моделей плат щитка). Большинство же любителей делает платы при помощи ЛУТа, а там исходники не особо нужны. Поэтому под эту тему я создал отдельный PDF-файл, в котором все узлы подсветки уже сведены воедино и есть варианты плат без полигонов, чтобы не тратить на них лишний тонер. Соответствующий лист расположен в конце файла, распечатывать изображение надо в масштабе 1:1 (обратите внимание на то, что изображение плат на данном листе отзеркалено!).

UPDATE: поразмыслив, я решил выложить исходник и для ЛУТа, раз уж он у меня один хер есть.

После того, как плата вытравлена и обрезана по контуру, нужно уменьшить ее толщину (если, конечно, она не сделана из полумиллиметрового текстолита). Сделать это можно следующим образом. Сначала плату зажимаем в тиски: это обеспечит, во-первых, удобство работы, а во-вторых – производственную безопасность. Далее молотком или пассатижами вбиваем в плату канцелярский нож примерно посередине ее толщины. После того, как нож полностью вошел в плату, вытаскиваем ее из тисков и продолжаем вгонять полотно дальше, понемногу постукивая по нему то справа, то слева от платы. В результате мы должны получить плату толщиной не более 0,8мм и ненужный огрызок материала:

Ну а вообще, конечно, лучше сначала потренироваться в технике расслоения на каких-нибудь ненужных кусках текстолита, чем сразу на хорошей плате. Рекомендую, кстати, по завершении данного процесса плату выпрямить – девять из десяти за то, что при расслоении она нехило изогнется.

Вот, собственно, и все «нестандартные» доработки. Далее всё делаем как обычно – подправляем края платы напильником, шкурим фольгу до блеска, покрываем ее чем-нибудь защитным (припоем или канифолью), после чего можно приступать к монтажу деталей. Напомню, что для платы подсветки дисплея нам потребуется:

•  светодиоды TO-5050BC-MRPBFGF: 4шт;

•  резисторы 820 Ом ± 5% (1206): 6шт

(еще раз – светодиоды можно применить и другие, если понимать, как это сделать правильно). Что́ впаивать сначала (резисторы или светики) – не особо важно, но нужно помнить, что монтаж светодиодов в данном случае имеет особенность. Дело в том, что после пайки они должны точно попасть в квадратные отверстия, сделанные в белой панели щитка под информационным дисплеем. И если бы светики были выводными, то проблем с этим не возникло бы. Однако, в нашем случае используются светодиоды для поверхностного монтажа, а позиционировать такие детали вручную получается не особо точно. Поэтому я бы рекомендовал сначала выставить каждый светик более-менее по центру относительно его посадочного места на плате, а затем припаять его всего за один вывод:

После этого нужно проверить, нормально ли влазят светодиоды в квадратные дырки белой панели:

и если нет, то скорректировать их положение (это будет легко сделать, т.к. каждый светодиод прихвачен всего за одну ногу). Ну а после окончательной корректировки можно пропаивать все остальные выводы светиков.

Отмечу, что необходимость точного позиционирования светодиодов не позволяет полностью собрать и проверить плату подсветки дисплея до извлечения щитка приборов из автомобиля (в отличие от остальных узлов RGB-подсветки). С одной стороны, это не очень хорошо, т.к. не позволяет заранее подготовить всю электронику, поэтому время, которое машина будет стоять без щитка, увеличится. С другой стороны, припаять четыре светодиода и проверить их работоспособность – дело пяти минут, т.е. реальное увеличение времени будет не особо существенным.

Полностью собранная плата подсветки дисплея выглядит примерно так:

Осталось ее только проверить. Берем какой-нибудь источник питания на +12,0В (можно тот же АКБ) и подключаем «плюс» источника к точке «+12V» платы. «Минус» кидаем на точку «RED», при этом все светодиоды должны загореться красным цветом. Далее перекидываем «минус» на точку «GREEN» («плюс оставляем на «+12V») – всё должно стать зеленым. Ну и последний штрих – переносим минус на «BLUE», после чего все светики должны загореться синим. Если всё так, можно переходить к следующему этапу работы, а если нет (что крайне маловероятно) – проверяем правильность установки светодиодов, качество пайки, наличие коротышей и т.д.

Платы подсветки шкал (JCI_1884046-1-RGB-A2)

Как следует из названия, данные платы устанавливаются взамен штатных светодиодов, подсвечивающих шка́лы тахометра и спидометра:

Задача рассматриваемых плат – освещать цифры и деления на шкалах измерения оборотов двигателя и скорости автомобиля. Как и в случае платы подсветки дисплея (см. выше), функция нужная, но примитивная, поэтому схема данного узла крайне проста:

Видим, что в данном случае схема еще проще, чем у платы подсветки дисплея, ибо здесь присутствует всего одна цепочка RGB-светодиодов с токоограничивающими резисторами, а не две. Правда, при этом и плат для подсветки шкал требуется в два раза больше (одна на тахометр, одна на спидометр), так что расход запчастей тут будет точно таким же. В остальном же данные платы полностью аналогичны, поэтому всё, что было сказано по поводу резисторов и светодиодов для узла А1, будет справедливо и для узла А2.

Печатные платы подсветки шкал просты, как барабан, но зато содержат дырки (диаметр дырок – 3,0мм, количество – по 4 штуки на каждой плате):

Как и прежде, платы эти являются односторонними, размер их составляет 31х22мм, а толщина не должна превышать 0,8мм (причины были подробно указаны выше при описании узла подсветки дисплея). Зато точного позиционирования светодиодов в данном случае не требуется, поэтому платы подсветки шкал могут быть полностью собраны и проверены даже без разборки щитка приборов:

Оригинальный файл платы в формате DipTrace лежит здесь, вариант для ЛУТа (в том числе и без полигонов) есть в том же PDF-е, который уже упоминался ранее при описании платы подсветки дисплея. Оригинал для ЛУТа можно взять тут. Для нормального скачивания данных файлов лучше щелкнуть по ссылке правой кнопкой мыши, а затем выбрать «Сохранить ссылку как…». При изготовлении не забываем о том, что плат надо 2 штуки, а также о том, что их толщина не должна превышать 0,8мм (см. процесс расслоения при изготовлении платы A1).

После изготовления на платы можно сразу устанавливать все элементы и проверять. Каждая из плат должна содержать

•  светодиоды TO-5050BC-MRPBFGF: 2шт;

•  резисторы 820 Ом ± 5% (1206): 3шт

(напомню, что светодиоды можно применить и другие, если понимать, как это сделать правильно: см. выше). Ну а после монтажа останется только проверить собранные узлы. Делается это так же, как и для платы подсветки дисплея: берется источник питания на +12,0В, «плюс» его подключается к точке «+12V», а минус поочередно к точкам «RED», «GREEN» и «BLUE». В итоге такой проверки оба светодиода сначала должны загореться красным цветом, затем зеленым, а затем синим. Если всё так, можно переходить к следующему этапу работы, а если нет (что крайне маловероятно) – тщательно проверяем правильность установки светодиодов, качество пайки, наличие коротышей и т.д.

RGB-контроллер (JCI_1884046-1-RGB-A3)

RGB-контроллер – самый сложный и важный узел в рассматриваемой поделке:

Именно он управляет светодиодами на вышеописанных платах, т.е. позволяет задать требуемые цвет и яркость подсветки, а также сформировать ее плавное включение и выключение. При этом не нужно пугаться фразы «самый сложный» – она лишь показывает, что остальные узлы рассматриваемой системы еще элементарнее. В реальности же RGB-контроллер достаточно прост, что хорошо отражает его схема:

Далее я буду долго и нудно объяснять, как всё это работает, почему выбраны именно такие детали и на что их можно поменять. Тем, кому это не нужно (а схема-то реально элементарна), рекомендую пропустить данный раздел и сразу переходить к изготовлению платы с теми номиналами элементов, которые указаны выше. Ну а если вас по каким-то причинам подробное описание данной поделки интересует, можно читать дальше.

Используемый микроконтроллер

Из приведенной выше схемы видно, что основу RGB-контроллера составляет микроконтроллер DD1 (далее МК, камень), который формирует 5 каналов ШИМа для драйверов светодиодов (три канала на цвета́ и два на яркость), а также имеет несколько управляющих входов. В качестве камня использован чип ATTiny2313A-SU в корпусе SOIC-20w. Напомню, что при разработке RGB-подсветки мне хотелось сделать ее как можно более дешевой. Поэтому изначально в качестве МК вообще планировался камень ATTiny13. Однако, почитав форумы, я узнал, что народу нравится, когда подсветка включается и выключается плавно (т.н. «розжиг»), поэтому было решено добавить данную функцию в разрабатываемый проект. И сначала я хотел реализовать ее аппаратно на дешевых биполярных транзисторах, но там получаются лютые номиналы емкостей – для получения времени плавного включения около 3 секунд требуется связка 1000мкФ/100кОм (и это, замечу, при комнатной температуре, а зимой на улице данное время снизится раз в пять точно). Если же использовать полевики, то емкости можно сильно уменьшить, но данные транзисторы сто́ят уже далеко не по рублю штука. Поэтому было решено сделать плавное включение и выключение подсветки программно, т.е. при помощи широтно-импульсной модуляции (или ШИМ, см. ниже). Дополнительный плюс такого подхода – возможность регулировки яркости подсветки пользователем. Но есть и минус – для формирования ШИМа требуется два дополнительных вывода микроконтроллера, к тому же нужно постоянно опрашивать состояние зажигания и габаритов, поэтому возможностями ATTiny13 здесь уже не обойдешься. И в результате выбор пал на чип ATTiny2313A, как следующий по цене/доступности после 13-го. Отмечу, что на момент написания заметки (август 2021г.) разница в стоимости рассматриваемых камней составляла всего 50р. (см. «Чип-Дип»), а возможностей у ATTiny2313, конечно, гораздо больше.

Обратите внимание на отсутствие частотозадающего кварца у микроконтроллера – для удешевления поделки я решил обойтись внутренним генератором камня (частота его работы составляет 8МГц). Особой временно́й точности в нашем случае не надо – если частота и длительность ШИМа будет отличаться от расчетной даже на 15%, ничего страшного не случится. По питанию камня повешена керамика C2 номиналом 0,1мкФ/50В. Отмечу, что в нашем случае (как и вообще во всех автомобильных поделках) крайне рекомендуется использовать конденсаторы с температурным коэффициентом емкости NP0, X7R или X5R, дабы не получить волшебных глюков в работе устройства из-за того, что зимой или в жару емкость кондёров сильно уплывет от номинального значения. Ну и еще один момент – вход сброса микроконтроллера («dW/RESET/PA2») принудительно подтянут к «плюсу» питания через резистор R9 номиналом 10кОм ± 5%. Возможно, кому-то это покажется излишеством, поскольку камни AVR имеют внутреннюю подтяжку входа «RESET». Однако, у меня одна партия устройств начала люто глючить без данного резистора (и это после того, как испытания «на столе» прошли весьма успешно), поэтому теперь я всегда закладываю его на плату – проще не устанавливать деталь, под которую есть место, чем пытаться вкорячить ее навесным монтажом.

Принцип управления светодиодами

Непосредственное управление светодиодами (т.е. сравнительно сильноточной нагрузкой) в рассматриваемом устройстве осуществляется традиционным образом:

«Плюсы» красной, зеленой и синей составляющих RGB-светодиода объединяются в одну точку, поэтому включить каждую из них отдельно можно только при помощи замыкания соответствующего «минуса» на массу (естественно, через токоограничивающий резистор). Этим занимаются драйверы цвета. Если на вход такого драйвера подать единицу, то соответствующая RGB-составляющая светика будет включена на полную яркость, а если нуль, то она полностью выключится. Если же для управления драйвером использовать не постоянное напряжение, а прямоугольные импульсы (ШИМ):

то яркость RGB-составляющей будет определяться длительностью этих импульсов – чем больше длительность (т.е. чем больше площадь желтой области на рисунке выше), тем больше яркость. Таким образом, выбирая правильную длительность управляющих импульсов для красной, зеленой и синей составляющих, при их смешении мы сможем получить любой цвет или оттенок, какой только заблагорассудится. Отметим, что точно так же можно регулировать и общую яркость светодиода. Если подключить «плюсы» RGB-составляющих к бортовой сети автомобиля (шина «+12.0V») не напрямую, а через драйвер общей яркости, то, изменяя длительность управляющих импульсов на входе этого драйвера, мы будем регулировать «суммарную» яркость свечения RGB-светика. Кроме того, если поставить отдельный драйвер яркости на подсветку дисплея и отдельный драйвер на подсветку шкал, то мы сможем устанавливать яркость свечения для шкал и дисплея независимо друг от друга, что, на мой взгляд, весьма удобно. Ну а драйверы цвета в нашем случае сделаны общими, поскольку у нас нет задачи подсвечивать шкалы и дисплей щитка разными цветами. В общем, блок-схема управления светодиодами в рассматриваемом RGB-контроллере выглядит так:

Выше было сосчитано, сколько тока будут максимально потреблять красная, зеленая и синяя составляющие одного RGB-светодиода:

•  I_{RED_MAX} = 14,7мА;

•  I_{GREEN_MAX} = 12,1мА;

•  I_{BLUE_MAX} = 12,1мА.

В нашей поделке к каждому из драйверов цвета будет подключено по 4 светодиода (два на плате подсветки дисплея и по одному на платах подсветки шкал). Поэтому суммарная нагрузка на данные драйверы составит:

•  I_{Σ_RED} = 4∙I_{RED_MAX} = 4∙14,7мА = 58,8мА;

•  I_{Σ_GREEN} = 4∙I_{GREEN_MAX} = 4∙12,1мА = 48,4мА;

•  I_{Σ_BLUE} = 4∙I_{BLUE_MAX} = 4∙12,1мА = 48,4мА.

А вот к драйверам общей яркости будет подключено всего по два светодиода, но зато «целиком» (т.е. сразу все три составляющих). Поэтому суммарная нагрузка на драйверы общей яркости будет одинаковой и в максимуме составит

•  I_{Σ_BRIGHT} = 2∙(I_{RED_MAX} + I_{GREEN_MAX} + I_{BLUE_MAX}) = 2∙(14,7мА + 12,1мА + 12,1мА) = 77,8мА.

Силовая часть

Теперь рассмотрим реализацию драйверов цвета и драйверов общей яркости в нашем RGB-контроллере. Как видно из приведенной схемы устройства, драйверы цвета собраны на биполярных NPN-транзисторах VT7…VT9 по традиционной схеме «открытый коллектор». Поскольку максимальная нагрузка на каждый драйвер не превысит 58,8мА, в качестве ключей здесь можно поставить самые дешевые транзисторы BC847C в корпусе SOT-23-3 (можно использовать наш аналог КТ231Г9). Данные элементы рассчитаны на работу с напряжением до 45В и токами до 100мА, т.е. и то, и другое в нашем случае будет с неплохим запасом (15,0В и 58,8мА соответственно). Ток базы транзисторов VT7…VT9 задается при помощи резисторов R11…R13 номиналом 10кОм ± 5%, поэтому ориентировочное его значение составит (5,0В–0,7В)/10кОм=0,43мА. Учитывая то, что у транзисторов BC847C коэффициент передачи h_FE будет не ниже 175 даже при температуре -55°С и шестидесяти миллиамперах на выходе, тока базы 0,43мА для получения требуемых 58,8мА будет вполне достаточно (0,43мА∙175=75,2мА). Ну а о том, зачем нужны резисторы R18…R20 и R24…R26, я расскажу чуть ниже.

Драйверы общей яркости представляют собой всё те же открытые коллекторы (VT10, VT11), только транзисторы здесь, естественно, взяты прямой проводимости. Кроме того, эмиттеры выходных ключей в данных драйверах подключены к напряжению +12,0В, поэтому ими (ключами) нельзя напрямую управлять при помощи микроконтроллера – порты камней AVR рассчитаны на работу с напряжениями только до +6,0В. В связи с этим, между МК и PNP-транзисторами пришлось поставить дополнительные буферы (VT4, VT5), которым двенадцать вольт не страшны. Напомню, что с драйверов общей яркости будет сниматься до 77,8мА, а это уже близко к 100мА, поэтому использовать в качестве VT10 и VT11 самые дешевые ключи прямой проводимости (BC857C; 45В/100мА) я бы не рекомендовал. Гораздо надежнее здесь будут работать транзисторы помощнее, например, BC807-40 (45В/500мА) в корпусе SOT-23-3. Ну а в качестве буферов VT4 и VT5 можно взять те же маломощные BC847C, ибо они формируют ток базы выходных ключей, а он заведомо будет в разы меньше, чем 77,8мА.

Базовый ток транзисторов VT10 и VT11 задается при помощи резисторов R21 и R22. Коэффициент передачи по току h_FE у выбранной марки выходных ключей с гарантией не хуже 115 (при t = –55°C и I_C = 100мА). Поэтому через базу должен течь ток не ниже 77,8мА/115=0,68мА, а значит, максимально возможное сопротивление базовых резисторов составляет (10,5В–0,7В)/0,68мА=14,4кОм (здесь взято напряжение +10,5В, а не условные +12,0В, поскольку подсветка должна нормально работать даже при полностью разряженном аккумуляторе). В нашем случае номинал R21 и R22 принят равным 10кОм ± 5% – это дает запас по току, а также служит унификации элементной базы устройства. По той же причине (унификация) в базах NPN-транзисторов тоже установлены резисторы номиналом R14=R15=10кОм ± 5%, хотя там сопротивление резюков может составлять и (5,0В–0,7В)/(0,68мА/175)=1,1МОм.

Здесь следует отметить, что частоту ШИМа для драйверов общей яркости я взял равной 7,8кГц (см. ниже), поэтому параллельно участку «эмиттер-база» выходных транзисторов поставлены резисторы R16 и R17 – они помогают ключам быстрее закрыться. С точки зрения быстродействия VT10 и VT11, сопротивление данных резисторов должно быть как можно меньше. Однако, резюки R16 и R17 образуют делители с R21 и R22 соответственно, и если взять их номиналы слишком маленькими, то может возникнуть ситуация, при которой напряжения на R16 и R17 (т.е. между эмиттером и базой выходных ключей) тупо не хватит для нормального открытия выходных транзисторов. В нашем случае наилучший компромисс получается, если принять номинал R16 и R17 равным 1,1кОм ± 5%, однако, он учитывает совсем уж невероятно плохое стечение обстоятельств – наглухо разряженный аккумулятор (напряжение +10,5В) и попадание сопротивления резисторов в самые края 5%-го допуска. В реальной жизни такое сочетание вряд ли встретится, и если мы примем, что АКБ не будет разряжаться хотя бы ниже +11,3В (а многие считают именно это напряжение минимально допустимым), то в качестве R16 и R17 уже́ можно использовать резисторы более распространенного номинала 1кОм ± 5%.

По поводу резисторов R16 и R17 хочется сказать следующее. Во-первых, для их расчета не годится формула резистивного делителя. Вернее, она годится, только нужно учитывать, что верхнее плечо делителя нагружено на участок «база-эмиттер» PNP-транзистора. Поэтому значение, получаемое по формуле – это не «чистое» сопротивление резисторов R16 и R17, а оное с учетом их нагруженности на данный участок. В частности, для напряжения бортовой сети U=10,5В и резистора R2=10кОм+5%=10,5кОм получаем R1=750 Ом (с учетом того, что на нем должно падать не менее +0,8В), однако, если поставить в схему такой резистор, выходной ключ откроется лишь на четверть. Поэтому актуальными являются именно те значения сопротивления R16 и R17, которые приведены выше. А во-вторых, данные резисторы, конечно, снижают задержку выключения транзисторов VT10 и VT11, однако в абсолютных цифрах это выглядит так: вообще без них задержка составляет около 8мкс, с ними – не менее 5мкс. С учетом того, что частота ШИМа для драйверов яркости равна 7,8кГц (чему соответствует период 128мкс), решайте сами – нужны вам вообще резисторы R16 и R17 в схеме или нет. Кстати, для улучшения картины можно еще уменьшить номиналы базовых резюков R14 и R15 – это сделает нижние NPN-ключи VT4 и VT5 более шустрыми, поэтому суммарная задержка выключения транзисторов VT10 и VT11 снизится.

Обратите внимание на то, что представленный вариант RGB-контроллера является довольно-таки маломощным, ибо токи 77,8мА и 58,8мА по нынешним временам – вообще ни о чем. Собственно говоря, для щитка этого более чем достаточно, однако, рассматриваемая поделка может использоваться и для других целей (например, для управления подсветкой домашнего интерьера, сделанной на базе китайских RGB-лент). В этом случае никто нам не мешает воткнуть на выходы всех драйверов полевые транзисторы в корпусе SOT-23-3 и получить относительно могучий агрегат. Например, можно в драйверы общей яркости в качестве элементов VT10 и VT11 поставить P-канальные полевики IRLML9301 (30В/2,9А), а в драйверы цве́та (VT7…VT9) – N-канальные IRLML0030 (30В/4,3А). В итоге получим RGB-контроллер, который сможет вытянуть до 2А по каналу «ДИСПЛЕЙ» и еще 2А по каналу «ШКАЛЫ». Понятно, что это будет дороже, но ведь и 2А – это далеко не 77,8мА, к тому же, разница в цене получается не такой уж ощутимой (в «Чип-Дипе» на август 2021г. – не более 80р.). Поэтому использование в драйверах цве́та и общей яркости полевых транзисторов довольно перспективно. Только не нужно забывать, что полевики управляются напряжением, поэтому тока на своё управление практически не требуют, но вот их затворы желательно заряжать как можно быстрее (см. скорость включения и динамические потери). В связи с этим резисторы R11…R13, R16, R17, R21 и R22 я бы уменьшил до 240 Ом ± 5% (правда, последние четыре из них надо взять типоразмера 1206 или собрать из двух параллельных 0805 по 470 Ом каждый), ну и поставил бы на плату резисторы R18…R20 номиналом 10кОм ± 5% (они нужны, чтобы затворы не болтались в воздухе в моменты инициализации и сброса микроконтроллера). Отмечу, что при использовании биполярных транзисторов особой нужды в резисторах R18…R20 нет, ибо базе нужен ток, а не напряжение, поэтому случайно открыть ключ от помехи не так-то просто.

Ну и в завершении описания силовой части RGB-контроллера скажу пару слов о резисторах R24…R26. Как вы, наверное, помните, пересветить я хочу не только щиток приборов, но и всю переднюю панель (приемник, блок управления печкой и т.д.), к тому же, в будущем можно будет замутить дополнительную подсветку багажника и ног водителя/пассажира. Отмечу, что всё вместе это будет жрать далеко не 100мА, поэтому для данных целей потребуется отдельный могучий дывайс, и вариантов такого дывайса я вижу всего два. Вариант первый – использовать для подсветки панели отдельный полноценный RGB-контроллер с мощными выходами и защитой по току, который будет управляться той же кнопкой, что и контроллер щитка. Одна кнопка на два устройства обеспечит требуемую синхронность в их управлении, а защита выходов по току не даст их сжечь в случае короткого замыкания на «плюс» или на массу (что может произойти при прокладке проводов в жгутах). Вариант второй – запилить обычный «усилитель тока» с защитой от КЗ, который будет управляться при помощи RGB-сигналов, формируемых щитком. Понятно, что такое решение, скорее всего, выйдет дешевле, поскольку микроконтроллер в нем отсутствует, но в этом случае надо как-то вытащить наружу информацию о том, какой оттенок в данный момент имеет подсветка щитка. И именно для этого в схему контроллера были добавлены резисторы R24…R26 (т.к. я еще не решил, какой из вариантов буду реализовывать). Задача данных резисторов – ограничить ток через транзисторы VT7…VT9 на безопасном уровне: если любую из точек «RED(R)», «GREEN(R)» или «BLUE(R)» закоротить на массу или на «плюс» бортовой сети автомобиля, ничего страшного не произойдет, поскольку выходной ток ключей в любом случае не превысит +15,0В/10кОм=1,5мА. Отметим, что с этой точки зрения номинал резисторов R24…R26 должен быть как можно больше (чтобы минимально нагружать транзисторы VT7…VT9 в случае аварии). Однако, при этом слишком их большое сопротивление, возможно, может ухудшить быстродействие «усилителя» (например, за счет замедления заряда каких-нибудь входных емкостей), и здесь надо бы номиналы R24…R26, наоборот, уменьшить. Но и это делать до бесконечности тоже нельзя, ибо при коротком замыкании на резисторах выделится слишком большая мощность и они тупо выгорят. В итоге было принято решение использовать в качестве R24…R26 резюки номиналом 10кОм ± 5% – с ним и мощность для типоразмера 0805 будет более чем терпимая (15В²/10кОм=22,5мВт), и на единицах килогерц, на которых работает ШИМ, такой номинал особых проблем еще не доставит. Ну и не надо забывать про унификацию элементной базы – 10кОм-ные резисторы нами уже не раз использовались. Отметим, кстати, что у драйверов общей яркости выходов наружу нет, т.к. я считаю, что яркость подсветки каждого узла панели автомобиля должна настраиваться отдельно. Зато есть выход типа «открытый коллектор» по имени «SOFT», реализованный на биполярнике VT6 – он активизируется, если пользователь решил использовать плавное включение и выключение подсветки. По состоянию данного выхода другие устройства смогут узнать – нужна ли в данный момент плавность работы.

Система питания

Питание RGB-контроллера осуществляется от напряжения +12,0В, берущегося напрямую с аккумулятора автомобиля и подключающегося к точкам 1 («+12.0V») и 2 («GND»). Отметим, что отдельный провод от АКБ к RGB-контроллеру тянуть не надо – всё, что нужно, уже́ присутствует в щитке приборов Дастера. Из двенадцати вольт при помощи микросхемы DA1 формируется напряжение +5,0В, используемое для питания микроконтроллера и его обвеса. В качестве DA1 в нашем случае использован маломощный линейный стабилизатор L78L05ABZ (+5,0В/0,1А) в корпусе ТО-92. Обратите внимание на то, что стаб надо обязательно брать с индексом «В» – чипы с индексом «С» имеют температурный диапазон 0°С…+70°С, т.е. могут дурковать на морозе. Применение линейного стабилизатора позволило существенно сэкономить как место на печатной плате, так и деньги (в Китае стоимость одной штуки составляет буквально несколько рублей), к тому же чипы L78L05 есть, наверное, в любой конторе, торгующей электрическими запчастями. Из минусов такого решения можно назвать постоянное потребление тока стабилизатором, однако, у выбранной модели оно не превышает 6мА, что для автомобильного аккумулятора, скажем прямо, не сильно напряжно. По входу и по выходу чипа традиционно поставлена керамика C1 и C3 номиналом 0,1мкФ/50В, причем, напомню, здесь лучше использовать конденсаторы с температурным коэффициентом емкости NP0, X7R или X5R, дабы не получить головняка с наступлением морозов.

Управление работой контроллера

Управление работой RGB-контроллера (выбор цвета и установка параметров) производится при помощи кнопки, подключаемой к плате через точку 10 («CONTROL»), активное состояние – замкнута на массу. Обратите внимание на то, что кнопка подключается к порту микроконтроллера через резистор R1 – такой подход защищает вход камня, питающегося напряжением +5,0В, от случайного попадания на него бортовой сети автомобиля (условные +12,0В). Защита порта в данном случае обеспечивается за счет диодов, встроенных в любой AVR-микроконтроллер. При номинале резистора R1, указанном на схеме, через диод потечет ток в районе (15,0В–5,0В)/1,1кОм = 9,1мА, что вполне допустимо.

Кроме того, чтобы устройство понимало, когда нужно включать подсветку дисплея, а когда – подсветку шкал, микроконтроллер должен постоянно пасти́ состояние зажигания и габаритных огней автомобиля соответственно. Для этой цели оные подключаются к плате RGB-контроллера через точки 11 («IGNITION») и 12 («PARKING»), опять же – соответственно. На камень данные сигналы приходят через делители R2R6 и R3R7, снижающие их уровень (условные +12,0В) до безопасного для МК (условные +5,0В). При тех номиналах резисторов, которые указаны на схеме, и разбросе ±5% минимальный коэффициент деления делителей составит [(20кОм–5%)/(10кОм+5%)]+1 = 2,81, поэтому даже при напряжении бортовой сети, равном +15,0В, на входе камня будет присутствовать не больше 15,0В/2,81 = 5,34В, что при питании +5,0В вполне допустимо. Максимальный коэффициент делителей не превысит [(20кОм+5%)/(10кОм–5%)]+1 = 3,21, поэтому амплитуда сигнала на их выходах всегда будет больше 10,5В/3,21=3,27В. С учетом того, что минимальный уровень единицы у ATTiny2313 составляет 0,6∙Vcc = 0,6∙5,0В = 3,0В, для корректной работы камня этого будет вполне достаточно.

Принудительный сброс

Отметим, что опрос зажигания и габаритов используется не только для включения/выключения соответствующей подсветки, но и для принудительного введения микроконтроллера в режим сброса. Алгоритм работы устройства здесь прост – как только пропадает и зажигание, и габариты, дывайс подает на вход nRESET камня логический нуль. Данное действие преследует две цели. Во-первых, отсутствие зажигания и габаритов в большинстве случаев говорит о том, что автомобиль поставлен на стоянку (условно), поэтому потребление энергии от аккумулятора при этом должно быть минимизировано. Перевод камня в режим сброса как раз способствует этому, т.к. из активных потребителей в устройстве остается только линейный стабилизатор (потреблением выключенных драйверов яркости/цвета на этом фоне можно пренебречь). А во-вторых, периодический сброс микроконтроллера крайне полезен для устранения возможных глюков – даже если в процессе работы камня и произойдет какая-нибудь херня, избавиться от нее можно будет просто заглушив машину. Обратите внимание на то, что если использовать для экономии электроэнергии режимы малого потребления МК (Idle Mode или Power-Down Mode), от дуркования камня так просто не избавишься – придется либо скидывать клемму с аккумулятора, либо отключать щиток от бортовой сети. Справедливости ради нужно сказать, что устройство позволяет также подключить внешнюю кнопку принудительного сброса мозгов (она подключается к точке 9 («RESET»), второй конец кнопки необходимо посадить на массу), но мне всё-таки больше нравится, когда всё происходит «само собой».

Само собой, за это «само собой» приходится платить, вводя в устройство дополнительные элементы. В нашем случае секция принудительного сброса камня реализована при помощи трех транзисторов, четырех резисторов и одного конденсатора. Логика работы секции крайне примитивна. Пока в автомобиле включено зажигание и/или габаритные огни, на выходе транзисторов VT1 и VT2, объединенных по схеме «Монтажное ИЛИ», присутствует нуль. В связи с этим, ключ VT3 находится в закрытом состоянии, и на входе сброса МК (вывод 1 микросхемы DD1) будет присутствовать единица, разрешающая нормальную работу камня. Как только пропадут и габариты, и зажигание, выход VT1+VT2 переключится в единицу, которая откроет транзистор VT3. За счет этого вход «RESET» кирпича притянется к земле, и камень будет находиться в состоянии сброса до тех пор, пока вновь не включится зажигание или габариты. Обратите внимание на то, что закрытие транзистора VT3 (т.е. включение микроконтроллера) происходит практически мгновенно, в то время как открытие (т.е. выключение камня) – с задержкой, обусловленной наличием конденсатора C4. Объясняется этот факт довольно просто – при подаче напряжения на базы транзисторов VT1 и/или VT2 заряженная емкость С4 весьма быстро сливается на массу через открытый переход «коллектор-эмиттер», поэтому ключ VT3 практически сразу закрывается, и МК стартует без промедления. А вот когда на базы VT1 и VT2 подается низкий уровень (т.е. когда зажигание и габариты выключаются), открытие VT3 произойдет только тогда, когда конденсатор С4 зарядится через резистор R8 примерно до +0,7В. Данная задержка необходима для того, чтобы камень успел отработать плавное выключение подсветки перед тем, как впадет в спячку. Длительность задержки, как нетрудно догадаться, определяется номиналами R8 и C4. Ну и еще один очевидный момент: если вы считаете принудительный сброс камня излишеством, элементы рассматриваемого куска схемы (кроме R9, конечно) в плату можно не впаивать – на выполнение основных функций устройства это вообще никак не повлияет.

Теперь скажем пару слов о номиналах элементов секции принудительного сброса МК. Поскольку особых токов здесь нет, транзисторы VT1…VT3 могут быть любыми маломощными – главное, чтобы они имели структуру NPN и выпускались в корпусе SOT-23-3. Я использовал BC847C из-за дешевизны, доступности, а также в целях унификации элементной базы. Про резистор R9 было сказано в пункте про микроконтроллер – его номинал я бы не стал увеличивать. В связи с этим, ток коллектора VT3 будет равен примерно 5,0В/10кОм=0,5мА, и с учетом того, что 847-е транзисторы имеют коэффициент передачи h_FE не ниже 175 даже при температуре -55°С, в базу выходного ключа необходимо закачать не меньше 0,5мА/175=0,003мА. Понятно, что при таком раскладе сопротивление что резистора R8, что, тем более, резисторов R4 и R5 может составлять хоть мегом (поскольку [5,0В–0,7В]/0,003мА=1,43МОм), однако, в целях унификации элементной базы я принял R4=R5=10кОм ± 5%, поскольку 10кОм-ные резюки, думаю, есть в закромах у каждого. Что же до номинала R8, тут всё немного сложнее. Как было сказано выше, задержка включения транзистора VT3 определяется тем, как быстро напряжение на конденсаторе С4 достигнет уровня примерно +0,7В. Как известно, напряжение на емкости при ее заряде растет по экспоненте, откуда время t, за которое оно при питании V₀ = +5,0В дорастет до значения V_C = +0,7В, будет определяться как

t = –R8∙C4∙ln[1–V_C/V₀].

Отмечу, что под С4 на плате заложено место для танталового конденсатора типоразмера «А»¹, а у меня такие есть максимум на (47мкФ±10%)/6,3В. Поэтому если условиться, что плавное включение/выключение подсветки не будет длиться дольше 5 секунд (на мой взгляд, более чем достаточно), требуемое сопротивление резистора R8 составит

R8 = – t / (C8∙ln[1–V_C/V₀]) = – 5сек. / (42,3мкФ∙ln[1–0,7В/5,0В]) = 788кОм.

Поэтому в качестве R8 выбран резистор номинала 750кОм ± 5% (немного меньшее значение вполне можно взять, т.к. цифра «5 секунд» тоже весьма примерна).

¹ – крайне рекомендую здесь использовать именно тантал. Да, он дороже керамики и существенно дороже алюминия, но у него емкость не так сильно зависит от температуры, как у алюминия, и от приложенного напряжения, как у керамики. Во времязадающих цепях это преимущество, на мой взгляд, гораздо важнее цены.

И в завершение данного пункта хотел бы отметить, что для принудительного сброса микроконтроллера (точка «RESET», см. выше) можно использовать кнопку сброса суточного пробега, которая уже есть в щитке приборов. Такой подход позволит не устанавливать лишние детали на панель автомобиля, а обойтись малой кровью. Только следует помнить, что в этом случае нажатие на кнопку сброса будет временно выключать подсветку щитка (с непривычки это может напугать, особенно в дороге). Для того, чтобы штатный камень щитка и камень RGB-контроллера никак не влияли друг на друга, используется диодная развязка, в качестве которой выступает элемент VD1 (LL4148 или любой другой в корпусах SOD-80C либо MiniMELF).

На этом описание схемы устройства, наконец-то, закончено, поэтому будем переходить к рассказу о печатной плате и к ее изготовлению/сборке.

Печатная плата

Общий вид печатной платы RGB-контроллера с установленными элементами и без оных показан на рисунках ниже:

Как видно, плата является односторонней, размер ее составляет 54,5х22мм, а минимальная толщина дорожки равна 0,65мм. В отличие от плат подсветки дисплея и шкал, данная плата может быть изготовлена из обычного текстолита толщиной 1,5мм – конструктив щитка это вполне позволяет. Точного позиционирования элементов в данном случае не требуется, поэтому плата RGB-контроллера может быть полностью собрана и проверена без разборки щитка приборов. Отмечу, что все точки подключения выполнены с дырками – как показывает опыт, гораздо удобнее припаивать провода именно так (чтобы их можно было хоть как-то зафиксировать на месте). Диаметр дырок составляет 0,8мм – этого вполне достаточно и для того, чтобы засунуть в них сам провод, и для того, чтобы в случае необходимости туда можно было вбить (именно вбить, дабы не болтался) вспомогательный штырь PLS (гуглим «разъемы PLS»). Кроме того, на плате присутствуют две дополнительные крепежные площадки (верхний левый и правый нижний углы), при помощи которых плата контроллера будет припаиваться к плате щитка.

Точки для подключения программатора расположены в ряд (на картинке выше выделено желтым), что дает возможность впаять туда линейку PLS-05 или PLS-05R. Обратите внимание на то, что точка «Vcc» хотя и выведена на плату, но не попадает в этот ряд (под нее тупо не хватило места). С одной стороны, это вроде как не по фэн-шую, но с другой – сейчас все программаторы AVR втыкаются в USB-порт компа, поэтому сами в состоянии сформировать пятивольтовый сигнал, безо всякой помощи таргет-платы.

При изготовлении платы RGB-контроллера используем общий PDF-файл, который уже упоминался ранее. Как и для остальных плат, в данном файле есть как вариант без полигонов (оптимален для ЛУТа), так и с оными (хорош при использовании фоторезиста). Оба варианта платы размещены в конце файла, распечатывать соответствующие листы необходимо в формате 1:1 (обратите внимание на то, что изображение платы на данном листе отзеркалено).

Изготовление

Приступаем к изготовлению RGB-контроллера. Первым делом, понятно, надо вытравить или выфрезеровать плату (см. предыдущий пункт):

Далее набираем запчасти (можно воспользоваться вот этим перечнем):

Обратите внимание на то, что разъем для программирования в списке не указан – его модель и саму необходимость установки я оставляю на ваше усмотрение. С учетом того, что камень будет прошиваться всего один раз (это ж не отладочная плата), лично я не вижу особого смысла ставить для программатора какой-либо разъем – проще тупо однократно припаять/отпаять пять проводов.

Далее приступаем к монтажу элементов. Сначала рекомендую припаять все резисторы, в том числе и перемычку J1:

затем транзисторы:

затем конденсаторы (в принципе, конденсатор C3 можно не устанавливать, поскольку C2 тоже расположен довольно близко к линейному стабилизатору), диод и микроконтроллер:

После этого, если для программирования камня решено использовать разъем, делаем следующее (на примере линейки PLS-05). Сдвигаем пластиковую обойму вверх (можно использовать тиски и прокладку из макетной платы, как это сделано вот здесь), вбиваем разъем в плату (именно вбиваем, поскольку там дырки диаметром 0,8мм), пропаиваем штыри и ставим обойму на место. Обратите внимание на то, что с обратной стороны платы не должно ничего торчать, потому что это в дальнейшем помешает приклеить RGB-контроллер к щитку. Кроме того, категорически рекомендую также вбить штыри хотя бы в те точки подключения, к которым будет подходить несколько проводов – это точки 14 («+SCALES»), 16 («RED»), 17 («GREEN») и 18 («BLUE»):

При наличии штырей впоследствии припаивать провода к плате будет намного сподручнее. А для удобства проверки устройства неплохо бы припаять штыри еще и к точкам 1 («+12.0V»), 2 («GND»), 10 («CONTROL»), 11 («IGNITION»), 12 («PARKING») и 13 («+DISPLAY»). Ну и в завершение устанавливаем линейный стабилизатор DA1 (опять же – следим за тем, чтобы с обратной стороны платы ничего не торчало).

На этом плата RGB-контроллера собрана:

и можно приступать к ее прошивке и проверке.

Прошивка и проверка

Перед прошивкой нужно проверить, всё ли нормально с системой питания. Для этого берем какой-либо источник на +12,0В, «плюс» его подключаем к точке 1 RGB-контроллера («+12.0V»), а минус – к точке 2 («GND»). Обратите внимание на то, что устройство не имеет защиты от переполюсовки, поэтому необходимо тщательно соблюдать полярность. Далее замеряем тестером напряжение между точками 3 («Vcc») и 8 («GND») – оно должно лежать в пределах +5,0В ± 5%:

Затем проверяем работу системы сброса МК. Замеряем напряжение между точками 7 («nRST») и 8 («GND») – оно должно быть равно нулю, т.е. при выключенном зажигании и габаритах камень будет сброшен:

Далее имитируем включение зажигания – подаем напряжение +12,0В на точку 11 («IGNITION»), при этом между точками 7 и 8 напряжение должно стать равным +5,0В, поэтому МК начнет нормально работать. Завершаем проверку имитацией выключения зажигания – снимаем +12,0В с точки 11, при этом напряжение между точками 7 и 8 снова должно стать равным нулю, но не сразу, а примерно через 5 секунд (смысл введения данной задержки объяснялся выше). Аналогичным образом проверяем работу системы сброса по входу габаритных огней (точка 12 «PARKING»). Для наглядности вместо тестера на точки 7 и 8 можно повесить светодиод (лучше яркий) – он будет светиться только в те моменты времени, когда камень работает.

Последним подготовительным действием перед прошивкой станет подключение к RGB-контроллеру тестовых лампочек. Вообще говоря, для этого можно воспользоваться тремя отдельными светодиодами, но у нас, напомню, уже были полностью собраны платы подсветки шкал. И поскольку к ним всё равно когда-то придется припаивать провода, категорически рекомендую использовать для проверки контроллера именно эти платы. Точнее, одну из них – пока этого будет вполне достаточно. Припаиваем к плате подсветки шкалы четыре про́вода длиной 11см, а далее эти провода подключаем к RGB-контроллеру таким образом:

В первой версии щитка для монтажа я использовал провод МГТФ-0,07 – он занимает меньше места. Однако, работать с таким проводом не особо удобно, к тому же он ни хера не дешевый. Поэтому во второй версии щитка я решил использовать провода, из которых сделан плоский кабель – с ними и работать намного удобнее, и достать такой кабель не составит труда (если даже у вас его нет в «чистом» виде, всегда можно купить за три копейки «шлейф ide pata»).

Теперь можно прошивать камень. Берем любой ISP-программатор для микроконтроллеров AVR, который втыкается в USB, и подключаем его к нашей плате:

Обратите внимание на то, что если соединение идет по пяти проводам, то уровень сигналов программатора должен составлять примерно +5,0В, при этом его выходные каскады должны уметь запитываться от USB. В противном случае придется тянуть от RGB-контроллера шестой провод из точки 3 («Vcc»), дабы запитать выход программера.

Далее подаем питание на устройство и пытаемся найти микроконтроллер программатором (напомню, что в дывайсе используется камень ATTiny2313). Если вдруг МК не ищется, попробуйте подать +12,0В на вход зажигания или/и габаритов (точки 11 («IGNITION») и 12 («PARKING») соответственно) – без этого линия сброса кирпича будет всегда прибита к нулю, хотя обычно прошивке это не мешает. Если всё прошло удачно, шьем в камень следующие фузы:

•  Lock Bits: 0x3F (память лочить смысла нет, т.к. дывайс некоммерческий);

•  High Fuse: 0x99 (Brown-Out на +4,3В; EEPROM при прошивке не затирать);

•  Low Fuse: 0xE4 (работаем от внутреннего генератора без делителя на 8),

после чего заливаем в его FLASH-память прошивку (файл с расширением «.hex», располагается здесь), а в EEPROM – настройки (файл с расширением «.eep», располагается здесь). Для нормального скачивания данных файлов лучше щелкнуть по ссылке правой кнопкой мыши, а затем выбрать «Сохранить ссылку как…».

Сразу после прошивки никакой видимой реакции устройства наблюдаться не будет – зажигание и габариты отсутствуют, поэтому камень находится в сбросе. Для того, чтобы его пробудить, подаем напряжение +12,0В на точку 12 («PARKING») – светодиоды на плате подсветки шкалы должны загореться красным цветом. Замыкая несколько раз точку 10 («CONTROL») на массу (точки 2 или 8), убеждаемся, что дывайс будет реагировать на нажатия кнопки – каждое замыкание должно сопровождаться изменением цвета светиков (длительность замыканий должна составлять не более 0,5 сек). Далее отключаем питание и перекидываем провод с точки 14 («+SCALES») на точку 13 («+DISPLAY»). Подаем напряжение +12,0В на точку 11 («IGNITION») – светодиоды должны загореться цветом, который был выбран в последний раз. На этом проверку RGB-контроллера можно считать законченной, т.к. мы протестировали все основные узлы устройства. Выключаем питание и отсоединяем от дывайса все провода.

И в завершение данного пункта скажу несколько слов о прошивке. Подробно я о ней рассказывать не буду – это долго, да к тому же написана она на ассемблере, так что вряд ли кто-то с ней будет разбираться. Однако про то, где находятся основные параметры устройства, сказать всё же надо (все исходники лежат здесь, среда разработки – AVR Studio v.4.19.730). Самое главное для пользователя – это таблица цветов, которая содержится в файле «Memory_FLASH.asm». Именно отсюда камень черпает информацию о том, насколько сильно надо зажигать красную, зеленую и синюю составляющие RGB-светодиодов. Изменяя соответствующие цифры в данной таблице от 0 (выключено) до 253 (максимальная яркость), можно изменить любой из 32 цветов. Более того, имеется возможность увеличить количество цветов, которые умеет воспроизводить контроллер – для этого надо просто добавить строки, описывающие новые цвета, в файл «Memory_FLASH.asm» и соответственно увеличить константу «Color_MAX» в файле «Define_Names.asm» (здесь же, кстати, задается и время плавного включения/выключения подсветки при помощи константы «SmthSpeed»). Свободного флэша в камне осталось еще около 30%, так что количество цветов легко можно довести минимум до сотни. Если кому-то будет интересен данный аспект, я могу поподробнее его раскрыть, сейчас же просто не вижу в этом необходимости, поскольку лично у меня даже на 32 цвета фантазии не хватило – там примерно после середины идет довольно странный набор цветов. Ну а с платой RGB-контроллера на этом всё, можно переходить к следующему этапу.

Доработка штатных элементов щитка

После того, как печатная плата JCI_1884046-1 извлечена из щитка, необходимо ее немного допилить, иначе наша поделка туда просто не влезет. Для этого берем данную плату и выпаиваем из нее все светодиоды, отвечающие за штатную подсветку, а также два токоограничивающих резистора. Светодиоды, которые надо удалить (всего таких 8 штук), на рисунке ниже обведены красным, а на резисторы указывают стрелки:

Кроме того, необходимо снять весь припой с контактных площадок выпаянных светодиодов и с некоторых контрольных точек, расположенных на плате около них (все площадки, с которых лучше убрать олово, обведены красным):

Делается это для того, чтобы впоследствии платы подсветки дисплея и шкал нормально приклеились к плате щитка (т.е. чтобы поверхность под ними была как можно ровнее и не содержала бугорков из припоя). Удалять олово проще всего при помощи специальной оплетки (гуглим «оплетка для выпайки»), хотя, и экран от того же микрофонного кабеля КММ вполне подойдет. Обратите внимание на то, что после снятия припоя плату щитка нужно хорошо промыть спиртом, дабы остатки флюса не мешали клеить подсветку.

Ну и еще один момент – стрелки спидометра и тахометра. Нетрудно заметить, что в щитке Дастера они покрашены густой красной краской, через которую хреново проходят синий и зеленый цвета́. От этого стрелки, конечно, не становятся незаметными, но при определенных оттенках подсветки они всё же довольно сильно тускнеют. Мне такой расклад не особо нравится, поэтому я решил сделать всё по фэн-шую, тем более что весь процесс отнимет не больше 10…15 минут – для этого надо просто взять канцелярский нож и тупо соскоблить со стрелок всю краску:

Однако, вполне возможно, что для вас яркость свечения стрелок будет удовлетворительной при любом оттенке. Поэтому я бы рекомендовал сначала установить RGB-подсветку в щиток, собрать его, поставить на место стрелки и посмотреть на них при разных цветах. Если полученная картина вас устроит, можно будет всё оставить как есть. Ну а если стрелки спидометра и тахометра вам покажутся тусклыми, то красную краску лучше соскоблить.

Следует отметить, что ободранные стрелки гораздо хуже заметны на щитке при отсутствии подсветки:

(на данном рисунке слева показана оригинальная деталь, справа – облезлая). Однако, с учетом того, что в России с выключенными габаритными огнями ездить запрещено, мне это не кажется большой проблемой, ибо с подсветкой отлично видны что крашенные, что некрашеные указатели (см. картинку в самом начале заметки). Но если всё же требуется, чтобы стрелки посильнее выделялись на передней панели автомобиля, можно их немного подкрасить. Для этого нужно взять красный маркер для досок (или обычный фломастер) и одну ватную палочку, после чего сделать фломастером на палке па́ру штрихов и капнуть на нее немного спирта:

Таким образом мы получим на ватке красную краску очень малой насыщенности. Если теперь провести несколько раз этой ваткой по той стороне стрелки, где она была раньше окрашена, ее поверхность приобретет слегка розовый оттенок, и указатель будет гораздо лучше заметен на щитке даже без подсветки:

Однако, здесь главное – не переусердствовать, поскольку, чем больше краски нанесено на стрелку, тем она будет лучше выделяться, но и свет через нее начнет проходить хуже. Лично мне потребовалось несколько раз перекрашивать указатели, прежде чем удалось добиться удовлетворительного результата. Особых проблем это не доставляет – краска от фломастера прекрасно смывается тем же самым спиртом. Однако, перекрашивание занимает некоторое время, что может стать критичным, если щиток уже́ снят и разобран, а машина нужна как можно скорее. Так что в процессе прикручивания RGB-подсветки необходимо учитывать данный фактор.

Установка подсветки в щиток

После всех предварительных действий настает время самого волнующего момента – установки RGB-подсветки в щиток автомобиля. Для этого первым делом надо наклеить на обратные стороны всех изготовленных плат двухсторонний скотч:

Обратите внимание на то, что скотч должен быть тонким (его обычно еще называют «канцелярским»), дабы он не мешал плотному прилеганию корпуса щитка к его плате. В связи с этим, категорически не рекомендую использовать липучку на вспененной основе. Конечно, тонкий скотч держит гораздо хуже, к тому же, он может замерзнуть и отвалиться на морозе, но в нашем случае это не страшно, т.к. платы подсветки дисплея и шкал надежно прижмутся белой крышкой, а плата RGB-контроллера будет припаяна к плате щитка. А вот неплотное прилегание чревато тем, что на дисплее будут отображаться не все символы, что, как нетрудно догадаться, отнюдь не способствует комфорту при общении с автомобилем.

Дальше необходимо приклеить платы подсветки к плате щитка. Общая картина при этом должна выглядеть так (фотку взял с первого варианта устройства, поэтому контроллер здесь версии «ИЗМ.0»):

Начинать рекомендую с платы подсветки дисплея. Поскольку ее светодиоды должны попасть точно в квадратные дырки на белой крышке щитка, в данном случае предлагаю следующую последовательность действий:

•  сначала плата кладется на белую крышку так, чтобы все светодиоды провалились в квадратные дырки (обратите внимание – пятаки под провода при этом должны быть расположены справа):

•  затем с нее снимается скотч:

•  после этого поверх кладется штатная плата щитка и плотно прижимается к крышке (при наложении необходимо равнять дырки по направляющим):

•  ну а дальше переворачиваем штатную плату и «разглаживаем» на ней плату подсветки дисплея, чтобы она прилипла получше:

Дальше приклеиваем обе платы подсветки шкал. Каких-то особых премудростей здесь нет – просто берем платы и клеим их на те места, где раньше были штатные светодиоды:

Единственное, на что нужно обратить внимание – после снятия защитного слоя со скотча в нем надо пробить дырки в тех местах, где оные есть на платах (сделать это можно обычной гелевой ручкой). Само собой, при наклейке данные дырки должны быть совмещены с элементами, торчащими из платы щитка (белые пластмассовые херовины, валы двигателей тахометра и спидометра, а также выводы этих двигателей). Ну и еще один момент: ту плату, к которой были припаяны провода при проверке работы RGB-контроллера, лучше приклеить справа – так эти провода не нужно будет перепаивать.

Напоследок приклеиваем плату RGB-контроллера:

Обратите внимание на то, что данная плата должна приклеиваться в строго определенное место щитка. На картинке выше указаны точки, по которым нужно выравнивать RGB-контроллер: правый край необходимо придвинуть вплотную к левому выводу резистора типоразмера 1206 номиналом 820 Ом, а верхний край – к конденсатору типоразмера 0805. Если не соблюсти данные рекомендации, плата контроллера в дальнейшем может помешать нормальной сборке щитка.

Далее необходимо дополнительно зафиксировать RGB-контроллер на штатной плате (напомню, что тонкий скотч может отвалиться на морозе). Сделать это можно, например, при помощи ненужных выводов от резисторов, конденсаторов или диодов. Крепится контроллер за три точки, расположенные в трех углах платы:

•  от точки, расположенной в левом верхнем углу, крепежный вывод должен идти вверх до ближайшей контрольной точки на плате щитка;

•  от точки, расположенной в левом нижнем углу, крепежный вывод должен идти к квадратному паду слева на плате щитка (через этот вывод дывайс также будет соединяться с «массой» автомобиля);

•  от точки, расположенной в правом нижнем углу, крепежный вывод должен идти вниз к правому выводу ближайшего штатного светодиода на плате щитка:

После этого можно приступать к монтажу проводов:

•  если было решено для принудительного сброса микроконтроллера использовать штатную многофункциональную кнопку, расположенную на щитке приборов, припаиваем провод от точки 9 («RESET») RGB-контроллера до левого вывода данной кнопки. Еще раз напомню, что в этом случае нажатие на кнопку щитка будет временно выключать его подсветку (с непривычки это может напугать, особенно в дороге);

•  далее подаем питание «+12,0В» на RGB-контроллер. Для этого припаиваем провод от его точки 1 («+12.0V») до точки, располагающейся на толстой дорожке сразу под платой подсветки дисплея. Обратите внимание на то, что двенадцать вольт при этом будут браться не напрямую с аккумулятора, а через диод VD1 (см. принципиальную схему щитка приборов Дастера). Такой подход, на мой взгляд, существенно грамотнее, поскольку он позволяет уберечь RGB-подсветку от подачи на нее напряжения питания неправильной полярности;

•  затем подключаем к RGB-контроллеру цепь зажигания автомобиля. Для этого припаиваем провод от его точки 11 («IGNITION») до нижнего вывода любого из резисторов номиналом 390 Ом, расположенных прямо над платой контроллера. При этом зажигание, как и напряжение с АКБ, тоже будет подаваться через диод (VD3 на схеме щитка), осуществляющий защиту от переполюсовки;

•  затем подключаем к RGB-контроллеру цепь габаритных огней. Для этого припаиваем провод от его точки 12 («PARKING») до контрольной точки, расположенной прямо около диода VD5 (см. схему щитка). При этом мы вновь воспользуемся штатной защитой от переполюсовки напряжения.

Действия, описанные в четырех последних пунктах, хорошо иллюстрируются следующим рисунком:

Далее распаиваем общее питание подсветки. Для этого:

•  припаиваем провода от точки 14 RGB-контроллера («+SCALES») до точек 1 («+12V») обеих плат подсветки шкал. Обратите внимание на то, что проводов в этом случае будет два, поэтому на плате контроллера их зачищенные концы лучше накрутить на штырь PLS (если, конечно, он был ранее установлен);

•  припаиваем провод от точки 13 RGB-контроллера («+DISPLAY») до точки 1 («+12V») платы подсветки дисплея:

Затем распаиваем красную, зеленую и синюю составляющие подсветки. Для этого:

•  к точке 16 RGB-контроллера («RED») припаиваем два провода – тот, который идет от точки 2 («RED») правой платы подсветки шкал (т.е. подсветки спидометра), и еще один до точки 2 («RED») платы подсветки дисплея. При этом к точке 2 платы подсветки дисплея необходимо припаять второй провод длиной 20см, другой конец которого надо подключить к точке 2 («RED») левой платы подсветки шкал. Обратите внимание на то, что к точке 16 RGB-контроллера подходит два провода, поэтому их зачищенные концы удобнее накрутить на соответствующий штырь PLS (если, конечно, он был ранее установлен):

•  далее аналогичным образом распаиваем зеленую составляющую цве́та – для этого соединяем точку 17 RGB-контроллера («GREEN») и точки 3 (тоже «GREEN») на платах подсветки шкал и дисплея;

•  в завершении распаиваем синюю составляющую цве́та – соединяем точку 18 RGB-контроллера («BLUE») и точки 4 (тоже «BLUE») на платах подсветки шкал и дисплея:

Далее необходимо вывести во внешний мир провода от управляющей кнопки. При этом крайне рекомендую не тащить их наружу сразу от платы RGB-контроллера, а воспользоваться промежуточной точкой – серым разъемом щитка приборов. Если посмотреть на него внимательно, то видно, что на плате JCI_1884046-1 у данного разъема куча контактов вообще никуда не разведена:

поэтому мы вполне можем пустить их на свои нужды. Такой подход позволит аккуратно проложить провода до кнопки в штатном жгуте, идущем к ответной части серого разъема (как воткнуть в него недостающие металлические контакты, рассказано здесь). Ну а если штатные коннекторы использовать всё же не хочется, всегда можно припаять нормальный провод для кнопки прямо к промежуточным точкам на плате щитка – механическая прочность у такого решения будет на порядок лучше, чем если провода пойдут сразу от пятаков на плате RGB-контроллера. В моем случае на контакт №6 серого разъема выведена «масса» для кнопки (взята с ближайшей контрольной точки на земляном полигоне), а на контакт №7 – точка 10 RGB-контроллера («CONTROL»):

и, кроме того, впоследствии я всё же вывел наружу отдельные кнопочные провода (на всякий случай).

На этом установка RGB-подсветки в щиток Дастера завершена. Конечно, по-хорошему нужно было бы вывести во внешний мир точки 15, 19, 20 и 21 контроллера, несущие информацию о текущем цвете и о необходимости плавного включения/выключения (см. выше). Однако за время, прошедшее с момента реализации первого варианта устройства, я понял, что гораздо правильнее для управления подсветкой оставшихся элементов передней панели использовать не «усилитель» тока, а отдельный RGB-контроллер с защитой по выходам. Ну а такому контроллеру совершенно не нужны сигналы с точек 15, 19, 20 и 21 – он и сам будет знать всю нужную информацию, поэтому во втором варианте устройства я эти сигналы во внешний мир решил не выводить. В первом же варианте щитка оные тоже были подключены к неразведенным контактам серого разъема.

Проверка установленной системы

После монтажа подсветки нужно проверить работоспособность смонтированной системы. Для этого берем какой-либо источник на +12,0В, его «плюс» подключаем к контакту №9 черного разъема щитка, а минус – к контакту №8 (или №7):

При подаче питания должны зашуршать двигатели спидометра и тахометра, а вот подсветка будет выключена. Теперь необходимо подать +12,0В на контакт №10 разъема (имитация зажигания) – это повлечет за собой включение подсветки дисплея и включение некоторых штатных светодиодов. Далее подаем +12,0В на контакт №11 черного разъема (имитация габаритных огней) – при этом должна загореться подсветка обеих шкал. Ну а дальше необходимо несколько раз замкнуть/разомкнуть контакты №6 и №7 серого (не черного!!!) разъема (имитация нажатия кнопки) – каждое замыкание будет провоцировать изменение цвета подсветки. Если всё прошло так, как написано выше, значит, все провода припаяны верно, а если нет – необходимо искать ошибку в монтаже.

Настройка параметров подсветки

Нужно отметить, что после сборки рассматриваемая RGB-система с точки зрения «железа» не требует никакой настройки – не нужно крутить подстроечники, подбирать номиналы элементов и т.д. Иными словами, сразу после включения подсветка начнет работать в штатном режим (если, конечно, всё собрано правильно). Однако, все люди разные, поэтому в дывайс заложена возможность настройки следующих параметров системы:

•  цвет подсветки дисплея и шкал (ну, это должно быть тупо по умолчанию);

•  яркость подсветки дисплея;

•  яркость подсветки шкал (устанавливается одно значение и для спидометра, и для тахометра);

•  плавное или резкое включение/выключение подсветки.

Напомню, что все настройки производятся одной кнопкой, один вывод которой подключается к точке 10 RGB-контроллера («CONTROL»), а другой – к «массе» автомобиля. Алгоритм работы и настройки подсветки будет следующим (вот здесь можно посмотреть его вживую). После подачи питания устройство переходит в основной режим. В данном режиме происходит постоянный опрос состояния цепей зажигания и габаритных огней автомобиля. Если включается зажигание, загорается подсветка дисплея, если включаются габариты – подсветка шкал. При этом короткими нажатиями на управляющую кнопку пользователь может в цикле перебирать все доступные цвета.

Если в основном режиме нажать и удерживать кнопку, устройство перейдет в режим установки яркости подсветки дисплея (должны быть включены габариты и/или зажигание). В данном режиме будет освещаться исключительно информационный дисплей, при этом короткие нажатия на кнопку циклически изменяют степень его освещенности от 1 (минимум) до 11 (максимум).

При дальнейшем нажатии и удержании кнопки дывайс переключится в режим установки яркости подсветки шкал. Здесь будут освещены только шкалы тахометра и спидометра, степень их освещенности устанавливается аналогично предыдущему пункту.

Дальнейшее нажатие и удержание кнопки переведет устройство в режим установки плавности включения/выключения подсветки, при этом будут попеременно освещаться то дисплей, то шкалы. Если плавность включена, то переключение будет происходить плавно, в противном случае оно станет резким. Выбор типа переключения производится короткими нажатиями на кнопку. При длительном ее удержании устройство перейдет в основной режим работы (см. выше).

Обратите внимание на то, что любое изменение параметров подсветки сразу же сохраняется в энергонезависимой памяти устройства. Минимальное количество сохранений в EEPROM у камней ATTiny2313 составляет 100000 штук, так что лет на пять поиграться настройками устройства вам точно хватит (особенно с учетом того, что через неделю эти игры тупо надоедают). Ну а у меня на этом всё. Желаю удачи с установкой RGB-подсветки в щиток вашего автомобиля!

Обсудить данную заметку можно здесь