Circuito della luce di ostruzione a LED

Le luci di ostacolo sono luci di avvertimento che vediamo in cima a strutture alte come torri e grattacieli, installate per indicare gli aerei e altri oggetti volanti attorno a questi ostacoli.

Queste luci avvisano gli aeromobili in volo riguardo all'altezza minima che dovrebbero mantenere sopra queste strutture alte per evitare una possibile collisione e incidenti.

Le luci di segnalazione sono per lo più di colore rosso in modo che possano essere visualizzate dalla massima distanza e anche in condizioni di nebbia. Questi possono essere un tipo di lampada ad illuminazione continua o un lampeggiante, faro rotante tipo di lampada.

In questo articolo discutiamo di una facile costruzione di un potente sistema di illuminazione per ostacoli basato su LED, utilizzando parti minime e un lavoro efficiente.

L'idea è stata richiesta dal signor Jerry come indicato di seguito:

Specifiche del circuito

Ho una luce di ostruzione di media intensità che è guasta. La tensione di ingresso è di 48 V CC e l'alimentazione è di 60 W. Ha quattro circuiti con 12 LED per circuito. Ha anche un LDR che dovrebbe spegnere la luce durante il giorno e accenderla durante la notte.

Ora a causa dei componenti danneggiati che non sono riuscito a trovare i loro numeri ideali, voglio che tu progetti un altro circuito per me che sarà in grado di svolgere la stessa funzione di prima, ricorda che lampeggia (si accende e si spegne) flip flop . I quattro diversi circuiti hanno la loro alimentazione da 48VDC.

I quattro circuiti immagino funzionino in due modi: la parte superiore e la parte inferiore. Due circuiti controllano la parte superiore mentre gli altri due controllano la parte inferiore.

Il flash dovrebbe avere un intervallo di circa 2 sec (acceso e spento) che dovrebbe essere continuo, ha anche una fotocellula.

Progettare un circuito che sia in grado di controllare contemporaneamente la parte superiore e inferiore del sistema e provvedere qualora fosse necessario separare la parte superiore da quella inferiore. La potenza è di 60 W / 48 V CC.

Analisi dei circuiti

Analizzando la descrizione di cui sopra siamo in grado di concludere le seguenti ipotesi.

Sembra che i 4 circuiti siano 4 driver LED separati ma identici, impiegati per controllare separatamente la corrente per i 4 gruppi LED. I driver separati assicurano che tutti i LED insieme non possano mai guastarsi in caso di malfunzionamento.

La potenza di 60 watt è per tutti i LED combinati, quindi ogni gruppo di 12 LED dovrebbe essere valutato a 5 watt. In altre parole, la corrente attraverso ciascuna stringa di 12 LED può essere 0,12 amp o 120 mA.

L'inclusione di un file LDR e anche una fotocellula sembra confusa, quindi ignoreremo la fotocellula e utilizzeremo solo un LDR per il richiesto commutazione automatica giorno notte.

Progettazione di circuiti

Come spiegato sopra, i 4 circuiti possono essere 4 driver LED, o per essere precisi circuiti del controller di corrente per salvaguardare i LED da sovracorrenti.

Tuttavia, un'analisi più approfondita mostra che un LED da 120 mA potrebbe non richiedere un controller di corrente speciale e una limitazione della corrente resistiva potrebbe essere abbastanza sufficiente. Consideriamo che l'alimentazione in ingresso a 48 V CC sia relativamente costante.

I LED che possiamo selezionare per questo progetto di circuito della luce di ostruzione sono 2835 LED SMD per una luminosità ottimale. I dettagli tecnici possono essere studiati dai dati da:

Specifiche LED 2835 SMD

• Corrente diretta: da 120 mA a 150 mA
• Tensione diretta: 3,1 V CC
• Flusso luminoso: da 10 a 15 LM
• Potenza: 0,5 watt

Calcolo della resistenza di limitazione della corrente

La resistenza di limitazione della corrente per ciascuno dei gruppi LED della serie 12 può essere calcolata dalla seguente formula:

R = Vs - Caduta FWD totale / Corrente limite

• dove Vs è la tensione di alimentazione = 48 V
• Riduzione totale Fwd = 12 x 3,1 = 37,2
• Corrente limite: 0,12 ampere

Perciò,

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

La potenza delle resistenze sarà ( 48 - 37,2) x 0,12 = 1,2 watt o 1,5 watt arrotondati per.

Utilizzando un transistor astable per lampeggiare i LED

Poiché i LED della luce di ostruzione devono essere lampeggiati in modalità flip flop, un circuito astabile transistorizzato sembra essere una buona scelta. Questo perché un astable basato su transistor offre due uscite a transistor oscillanti alternativamente che potrebbero essere utilizzate per lampeggiare separatamente due serie di LED.

Lo schema del circuito completo può essere visto di seguito:

Parti

1. R1, R4 = 22 k Ω
2. R2, R3 = 78 k Ω
3. R9, R10, R11 = 6k8
4. R12 = 100 k preimpostato
5. R5, R6, R7, R8 = 90 Ohm 1,5 watt
6. C1, C2 = 1 μF / 60 V
7. T1, T2, T5 = BC547
8. T3, T4 = IRFD110
9. D1, D2 = 1N4148
10. LDR, fotoresistenza = tipicamente, 30 k nella luce del giorno all'ombra
11. LED = Come discusso sopra, 48 nn.
    

Come funziona

Il funzionamento del circuito di segnalazione ostacoli a LED proposto può essere compreso con il seguente punto:

I 4 resistori al centro, insieme a C1, C2 e T1, T2 formano un circuito multivibratore astabile transistorizzato di base. La caratteristica principale di questo astable è il suo basso costo e il rapido funzionamento a prova di guasto non appena viene alimentato. Una volta accesi, T1 e T2 iniziano alternativamente a commutare a una frequenza determinata dai resistori di base R2, R3 e dai condensatori C1, C2.

Questi componenti specifici possono essere modificato come desiderato per alterare la velocità di commutazione di T1 e T2. Valori più alti produrranno velocità di commutazione più lente e viceversa.

Un altro vantaggio di questo astabile è che può essere dimensionato per funzionare a tensioni più elevate, come 48 V qui, senza incorporare stadi regolatori di tensioni speciali. Inoltre, siamo in grado di ottenere due uscite di commutazione alternate, cosa che potrebbe non essere possibile con gli stabili basati su IC, a meno che non venga applicato un BJT esterno.

I MOSFET T3, T4 sono usati per commutare i LED in accordo con i segnali di lampeggio dai rispettivi collettori BJT astabili.

I LED sono divisi in 2 gruppi di 24 LED ciascuno, che possono essere configurati sopra e sotto l'armadio delle luci di segnalazione ostacoli. Questi gruppi di LED poi continuano a lampeggiare flip flop in modo continuo fintanto che sono alimentati.

Lo stadio T5 è il circuito di commutazione automatica giorno notte. Quando è disponibile una luce sufficiente durante il giorno, T5 viene polarizzato attraverso la bassa resistenza LDR e mantiene i due MOSFET spenti mettendo a terra i loro gate.

Al calare dell'oscurità, la resistenza LDR aumenta, il che riduce gradualmente il bias di base da T5, spegnendolo infine.

Quando ciò accade, i MOSFET vengono abilitati e iniziano a commutare i LED alternativamente, svolgendo rapidamente la funzione prevista di una lampada di segnalazione.

Durante il giorno il consumo massimo del circuito non è superiore a 5 mA.