מעגל אור מכשול לד

אורות חסימה הם נורות אזהרה שאנו רואים בראש מבנים גבוהים כמו מגדלים וגורדי שחקים, המותקנים לצורך ציון המטוסים וחפצים מעופפים אחרים על מכשולים אלה.

נורות אלה מתריעות על המטוסים המעופפים לגבי הגובה המינימלי שעליהם לשמור מעל המבנים הגבוהים הללו כדי למנוע התנגשות ותאונות אפשריות.

אורות החסימה הם בעיקר בצבע אדום, כך שניתן יהיה לדמיין אותם ממרחק מרבי ואפילו בתנאים ערפיליים. אלה יכולים להיות סוג של מנורה מוארת ברציפות או מהבהב, משואה מסתובבת סוג המנורה.

במאמר זה נדון בבנייה קלה של מערכת אור חסימה מבוססת LED חזקה, תוך שימוש בחלקים מינימליים ועבודה יעילה.

הרעיון התבקש על ידי מר ג'רי כמפורט להלן:

מפרט מעגל

יש לי אור חסימה בעוצמה בינונית שהשתבש. מתח הכניסה הוא 48 VDC והספקו הוא 60 W. יש לו ארבעה מעגלים עם 12 נוריות לכל מעגל. יש לו גם LDR שאמור לכבות את האור בשעות היום ומופעל במהלך הלילה.

עכשיו בגלל הרכיבים הפגומים שלא הצלחתי למצוא את המספרים האידיאליים שלהם, אני רוצה שתעצב עבורי מעגל נוסף שיוכל לבצע את אותה פונקציה כמו קודם, זכור שהוא מהבהב (הוא נדלק ונכבה) כפכף . לארבעת המעגלים השונים יש אספקה ​​מה- 48VDC.

אני מניח שארבעת המעגלים עובדים בשני אופנים: החלק העליון והחלק התחתון. שני מעגלים שולטים בחלק העליון ואילו שני האחרים שולטים בחלק התחתון.

ההבזק צריך להיות בערך 2 שניות מרווח (לסירוגין) שצריך להיות רציף, יש לו גם תא תאים.

תכנן מעגל שיוכל לשלוט במקביל בחלקים העליונים והתחתונים של המערכת ובצע הוראה במידה ויהיה צורך להפריד את החלק העליון מהחלק התחתון. ההספק הוא 60W / 48VDC.

ניתוח מעגלים

בניתוח התיאור לעיל אנו יכולים להסיק את ההנחות הבאות.

נראה שארבעת המעגלים הם 4 נהגי LED נפרדים אך זהים, המשמשים לבקרת זרם עבור 4 קבוצות LED בנפרד. מנהלי ההתקן הנפרדים מבטיחים כי כל נוריות הנורות יחד לא יוכלו להיכשל במקרה של תקלה.

הספק 60 וואט מיועד לכל נוריות ה- LED בשילוב, ולכן כל 12 קבוצות LED צריכות להיות מדורגות ב -5 וואט. במילים אחרות הזרם דרך כל 12 מחרוזות LED יכול להיות 0.12 אמפר, או 120 mA.

הכללתו של LDR וגם תצלום נראה מבלבל, לכן אנו נתעלם מתאי הצילום ונשתמש רק ב- LDR לצורך מיתוג אוטומטי ביום הלילה.

עיצוב מעגלים

כפי שהוסבר לעיל, 4 המעגלים יכולים להיות 4 נהגי LED, או ליתר דיוק מעגלי הבקר הנוכחיים לשמירה על נוריות ה- LED מזרם יתר.

עם זאת, ניתוח מעמיק יותר מראה כי נוריות 120 mA עשויות שלא לדרוש בקר זרם מיוחד, והגבלת זרם התנגדות עשויה להספיק למדי. אנו רואים את אספקת הקלט 48V DC קבועה יחסית.

ה- LED שאנו יכולים לבחור עבור פרויקט מעגל אור חסימה זה הוא 2835 נוריות SMD לבהירות אופטימלית. ניתן ללמוד את הפרטים הטכניים מתוך הנתונים מנתונים:

2835 מפרטי SMD LED

• זרם קדימה: 120 mA ל 150 mA
• מתח קדימה: 3.1 וולט DC
• שטף אור: 10 עד 15 ליטר
• הספק: 0.5 וואט

חישוב הנגד להגבלת הזרם

הנגד המגביל הנוכחי לכל אחת מקבוצות ה- LED 12 מסדרה יכול להיות מחושב מהנוסחה הבאה:

R = Vs - סה'כ זרם ירידה / הגבלת FWD

• כאשר Vs הוא מתח האספקה ​​= 48 V
• סה'כ ירידת רוחב = 12 x 3.1 = 37.2
• הגבלת זרם: 0.12 אמפר

לָכֵן,

R = 48 - 37.2 / 0.12 = 90 אוהם

הספק של הנגדים יהיה ( 48 - 37.2) x 0.12 = 1.2 וואט או 1.5 וואט מעוגל.

שימוש בטרנזיסטור שניתן להבהבה להבהב נוריות

מכיוון שצריך להבהב את נוריות נוריות החסימה במצב כפכף, נראה כי מעגל אסטטי טרנזיסטורי הוא בחירה טובה. הסיבה לכך היא ש- astable מבוסס טרנזיסטור מציע שתי יציאות טרנזיסטור תנודות לסירוגין אשר יכולות לשמש להבהוב של שתי קבוצות של נוריות בנפרד.

ניתן לראות את תרשים המעגלים המלא להלן:

חלקים

1. R1, R4 = 22 k Ω
2. R2, R3 = 78 k Ω
3. R9, R10, R11 = 6k8
4. R12 = 100 k מוגדרת מראש
5. R5, R6, R7, R8 = 90 אוהם 1.5 וואט
6. C1, C2 = 1 μF / 60 וולט
7. T1, T2, T5 = BC547
8. T3, T4 = IRFD110
9. D1, D2 = 1N4148
10. LDR, פוטורסיסטור = בדרך כלל, 30 ק 'באור יום תחת צל
11. נוריות = כפי שפורט לעיל, 48 מס '.
    

איך זה עובד

ניתן להבין את עבודת מעגל האור החסימה המוצעת באמצעות הנקודה הבאה:

4 הנגדים במרכז, יחד עם C1, C2 ו- T1, T2 מהווים מעגל רב-ויברטורי בסיסי טרנזיסטורי. המאפיין העיקרי של ייצוג זה הוא עלותו הנמוכה, ותפקוד מהיר של כשלים ברגע שהוא מופעל. לאחר ההפעלה, T1 ו- T2 מתחילים לעבור לסירוגין בקצב תדרים שנקבע על ידי נגדי הבסיס R2, R3 והקבלים C1, C2.

רכיבים ספציפיים אלה יכולים להיות השתנה לפי הצורך לשינוי קצב המיתוג של T1 ו- T2. ערכים גבוהים יותר יפיקו שיעורי מיתוג איטיים יותר ולהיפך.

יתרון נוסף לאסטייל זה הוא שניתן לממד אותו לפעול במתחים גבוהים יותר, כמו 48 וולט כאן, מבלי לשלב שלבי ויסות מתח מיוחדים. יתר על כן, אנו מסוגלים להשיג שתי יציאות מיתוג לסירוגין, אשר יתכן שלא יתאפשרו עם אסטות מבוססות IC, אלא אם כן מוחל BJT חיצוני.

ה- MOSFETs T3, T4 משמשים להחלפת נוריות הנורות בהתאם לאותות המהבהבים מאספני BJT החיוביים בהתאמה.

נוריות הנור מחולקות לשתי קבוצות של 24 נוריות כל אחת, שאותן ניתן להגדיר בחלק העליון והתחתון של ארון תאורת החסימה. קבוצות נוריות אלה ממשיכות להבהב את הכפכף ברציפות כל עוד הן מופעלות.

שלב T5 הוא מעגל המתגים האוטומטי בלילה. כאשר זמין מספיק אור בשעות היום, T5 מקדימה התנגדות נמוכה LDR, ושומרת על כיבוי שני MOSFET על ידי הארקת שעריהם.

עם רדת החשיכה, התנגדות ה- LDR גוברת, שמדלדל בהדרגה את הטיה הבסיסית מ- T5, ובסופו של דבר מכבה אותה.

כאשר זה קורה, ה- MOSFET מופעלים והם מתחילים להחליף את נוריות ה- LED לסירוגין, ומשרתים במהירות את הפונקציה המיועדת של מנורת חסימה.

במהלך היום הצריכה המקסימלית של המעגל היא לא יותר מ 5 mA.