Obwód światła przeszkodowego LED

Światła przeszkodowe to światła ostrzegawcze, które widzimy na szczytach wysokich konstrukcji, takich jak wieże i drapacze chmur, zainstalowane w celu wskazania samolotów i innych obiektów latających na temat tych przeszkód.

Światła te ostrzegają latające statki powietrzne o minimalnej wysokości, jaką powinny utrzymywać nad tymi wysokimi konstrukcjami, aby uniknąć możliwej kolizji i wypadków.

Światła przeszkodowe mają przeważnie kolor czerwony, dzięki czemu można je zobaczyć z maksymalnej odległości, a nawet podczas mgły. Mogą to być lampy stale świecące lub migające, obrotowe światło ostrzegawcze rodzaj lampy.

W tym artykule omawiamy łatwą budowę potężnego systemu światła przeszkodowego opartego na diodach LED, przy użyciu minimalnej liczby części i wydajnej pracy.

Pomysł został zgłoszony przez pana Jerry'ego, jak podano poniżej:

Specyfikacje obwodu

Mam wadliwe światło przeszkodowe średniej intensywności. Jego napięcie wejściowe wynosi 48 V DC, a moc 60 W. Posiada cztery obwody po 12 diod LED na obwód. Posiada również LDR, który ma wyłączać światło w dzień i włączać w nocy.

Teraz ze względu na uszkodzone podzespoły, których nie mogłem znaleźć ich idealnych numerów, chcę żebyś zaprojektował dla mnie inny obwód, który będzie mógł pełnić tę samą funkcję co poprzednio, pamiętaj, że miga (włącza się i wyłącza) flip flop . Cztery różne obwody są zasilane z 48VDC.

Wydaje mi się, że cztery obwody działają na dwa sposoby: górna część i dolna część. Dwa obwody kontrolują górną część, podczas gdy pozostałe dwa kontrolują dolną część.

Błysk powinien trwać około 2 sekund (włączanie i wyłączanie), który powinien być ciągły, ma również fotokomórkę.

Zaprojektuj obwód, który będzie w stanie sterować górną i dolną częścią systemu w tym samym czasie i postaraj się o oddzielenie górnej części od dolnej. Moc wynosi 60 W / 48 V DC.

Analiza obwodu

Analizując powyższy opis, możemy wysnuć następujące założenia.

Wygląda na to, że 4 obwody to 4 oddzielne, ale identyczne sterowniki LED, używane do sterowania prądem dla 4 grup diod LED oddzielnie. Oddzielne sterowniki zapewniają, że wszystkie diody LED razem nigdy nie ulegną awarii w przypadku awarii.

Moc 60 watów dotyczy wszystkich diod LED łącznie, dlatego każda grupa 12 diod LED powinna mieć moc 5 watów. Innymi słowy, prąd płynący przez każdy ciąg 12 diod LED może wynosić 0,12 ampera lub 120 mA.

Włączenie LDR a także fotokomórka wydaje się myląca, więc zignorujemy fotokomórkę i użyjemy tylko LDR do wymaganego automatyczne przełączanie dzień-noc.

Projekt obwodu

Jak wyjaśniono powyżej, 4 obwody mogą być 4 sterownikami LED, a dokładniej obwody sterownika prądu do ochrony diod LED przed przepięciami.

Jednak głębsza analiza pokazuje, że diody LED 120 mA mogą nie wymagać specjalnego kontrolera prądu, a rezystancyjne ograniczenie prądu może być wystarczające. Uważamy, że napięcie wejściowe 48 V DC jest względnie stałe.

Diody LED, które możemy wybrać do tego projektu obwodu światła przeszkodowego, to 2835 diod SMD LED zapewniających optymalną jasność. Szczegóły techniczne można zbadać z danych:

Specyfikacja 2835 SMD LED

• Prąd przewodzenia: 120 mA do 150 mA
• Napięcie przewodzenia: 3,1 V DC
• Strumień świetlny: 10 do 15 LM
• Moc: 0,5 wata

Obliczanie rezystora ograniczającego prąd

Rezystor ograniczający prąd dla każdej grupy diod LED serii 12 można obliczyć z następującego wzoru:

R = Vs - całkowity spadek / ograniczenie prądu FWD

• gdzie Vs jest napięciem zasilania = 48 V.
• Całkowity spadek Fwd = 12 x 3,1 = 37,2
• Prąd ograniczający: 0,12 ampera

W związku z tym,

R = 48 - 37,2 / 0,12 = 90 Ohm

Moc rezystorów będzie ( 48 - 37,2) x 0,12 = 1,2 wata lub 1,5 wata w zaokrągleniu.

Używanie tranzystora Astable do migania diod LED

Ponieważ diody LED światła przeszkodowego muszą migać w trybie flip flop, tranzystorowy obwód stabilny wydaje się być dobrym wyborem. Dzieje się tak, ponieważ astable oparte na tranzystorach oferują dwa naprzemiennie oscylujące wyjścia tranzystorowe, które można wykorzystać do migania osobno dwóch zestawów diod LED.

Pełny schemat obwodu można zobaczyć poniżej:

Części

1. R1, R4 = 22 k Ω
2. R2, R3 = 78 k Ω
3. R9, R10, R11 = 6k8
4. R12 = 100 k wstępnie ustawione
5. R5, R6, R7, R8 = 90 omów 1,5 wata
6. C1, C2 = 1 μF / 60 V.
7. T1, T2, T5 = BC547
8. T3, T4 = IRFD110
9. D1, D2 = 1N4148
10. LDR, fotorezystor = typowo 30 k w świetle dziennym w cieniu
11. Diody LED = jak omówiono powyżej, 48 nr.
    

Jak to działa

Projekt działania obwodu światła przeszkodowego LED można zrozumieć z następującego punktu:

4 rezystory w środku wraz z C1, C2 i T1, T2 tworzą podstawowy tranzystorowy stabilny obwód multiwibratora. Główną cechą tego astable jest jego niski koszt i szybkie działanie bezawaryjne zaraz po włączeniu. Po włączeniu, T1 i T2 naprzemiennie rozpoczynają przełączanie z częstotliwością określoną przez rezystory bazowe R2, R3 i kondensatory C1, C2.

Te konkretne komponenty mogą być zmienione zgodnie z życzeniem do zmiany częstotliwości przełączania T1 i T2. Wyższe wartości spowodują wolniejsze przełączanie i odwrotnie.

Inną zaletą tego zaskakującego jest to, że można go tak dobrać, aby działał przy wyższych napięciach, takich jak 48 V tutaj, bez stosowania specjalnych stopni regulatora napięcia. Co więcej, jesteśmy w stanie osiągnąć dwa naprzemiennie przełączane wyjścia, co może nie być możliwe w przypadku astabli opartych na układzie scalonym, chyba że zastosuje się zewnętrzny BJT.

Tranzystory MOSFET T3, T4 służą do przełączania diod LED zgodnie z migającymi sygnałami z odpowiednich astabilnych kolektorów BJT.

Diody LED są podzielone na 2 grupy po 24 diody LED każda, które można skonfigurować na górze i na dole obudowy światła przeszkodowego. Te grupy diod LED migają w sposób ciągły, dopóki są zasilane.

Stopień T5 to automatyczny obwód przełączający dzień i noc. Gdy w ciągu dnia dostępna jest wystarczająca ilość światła, T5 zostaje obciążony przez niską rezystancję LDR i utrzymuje oba tranzystory MOSFET wyłączone poprzez uziemienie ich bramek.

Wraz z zapadaniem ciemności wzrasta rezystancja LDR, co stopniowo zmniejsza odchylenie bazowe z T5, ostatecznie wyłączając je.

Kiedy tak się stanie, tranzystory MOSFET zostają włączone i zaczynają naprzemiennie przełączać diody LED, szybko spełniając zamierzoną funkcję lampy przeszkodowej.

W ciągu dnia maksymalny pobór prądu z obwodu nie przekracza 5 mA.