Circuito de luz de obstrucción LED

Circuito de luz de obstrucción LED

Las luces de obstrucción son luces de advertencia que vemos en la parte superior de estructuras altas como torres y rascacielos, instaladas para indicar las aeronaves y otros objetos voladores sobre estas obstrucciones.

Estas luces alertan a las aeronaves en vuelo sobre la altura mínima que deben mantener por encima de estas estructuras altas para evitar posibles colisiones y accidentes.

Las luces de obstrucción son en su mayoría de color rojo, por lo que se pueden visualizar desde la distancia máxima e incluso en condiciones de niebla. Pueden ser un tipo de lámpara iluminada continuamente o una luz intermitente, baliza giratoria tipo de lámpara.



En este artículo, hablamos sobre la construcción sencilla de un potente sistema de luces de obstrucción basado en LED, utilizando piezas mínimas y un funcionamiento eficiente.

La idea fue solicitada por el Sr. Jerry como se indica a continuación:

Especificaciones del circuito

Tengo una luz de obstrucción de intensidad media que se ha averiado. Su voltaje de entrada es de 48 VCC y su potencia es de 60 W. Tiene cuatro circuitos que tienen 12 LED por circuito. También tiene un LDR que se supone que apaga la luz durante el día y la enciende durante la noche.

Ahora, debido a los componentes dañados que no pude encontrar sus números ideales, quiero que me diseñe otro circuito que pueda realizar la misma función que antes, recuerde que parpadea (se enciende y se apaga) flip flop . Los cuatro circuitos diferentes se alimentan de los 48VDC.

Los cuatro circuitos supongo que funcionan de dos formas: la parte superior y la parte inferior. Dos circuitos controlan la parte superior mientras que los otros dos controlan la parte inferior.

El flash debe tener un intervalo de aproximadamente 2 segundos (encendido y apagado) que debe ser continuo, también tiene una fotocélula.

Diseñe un circuito que pueda controlar las partes superior e inferior del sistema al mismo tiempo y tome las medidas necesarias en caso de que sea necesario separar la parte superior de la parte inferior. La potencia es 60W / 48VDC.

Análisis de circuitos

Analizando la descripción anterior podemos concluir los siguientes supuestos.

Parece que los 4 circuitos son 4 controladores de LED separados pero idénticos, empleados para controlar la corriente de los 4 grupos de LED por separado. Los controladores separados garantizan que todos los LED juntos nunca puedan fallar en caso de un mal funcionamiento.

La potencia de 60 vatios es para todos los LED combinados, por lo tanto, cada grupo de 12 LED debe tener una potencia de 5 vatios. En otras palabras, la corriente a través de cada cadena de 12 LED puede ser de 0,12 amperios o 120 mA.

La inclusión de un LDR y también una fotocélula parece confusa, por lo que ignoraremos la fotocélula y usaremos solo un LDR para el requerido conmutación automática día noche.

Diseño de circuito

Como se explicó anteriormente, los 4 circuitos pueden ser 4 controladores LED, o para ser precisos circuitos del controlador de corriente para proteger los LED de sobrecorriente.

Sin embargo, un análisis más profundo muestra que un LED de 120 mA puede no requerir un controlador de corriente especial, y una limitación de corriente resistiva puede ser suficiente. Consideramos que el suministro de entrada de 48 V CC es relativamente constante.

El LED que podemos seleccionar para este proyecto de circuito de luz de obstrucción son 2835 LED SMD para un brillo óptimo. Los detalles técnicos se pueden estudiar a partir de los datos:

Especificaciones de 2835 SMD LED

  • Corriente directa: 120 mA a 150 mA
  • Voltaje directo: 3,1 V CC
  • Flujo luminoso: 10 a 15 LM
  • Potencia: 0,5 vatios

Cálculo de la resistencia limitadora de corriente

La resistencia limitadora de corriente para cada uno de los grupos de LED de la serie 12 se puede calcular a partir de la siguiente fórmula:

R = Vs - Corriente límite / disminución total de FWD

  • donde Vs es la tensión de alimentación = 48 V
  • Caída de avance total = 12 x 3,1 = 37,2
  • Límite de corriente: 0,12 amperios

Por lo tanto,

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

La potencia de las resistencias será ( 48 - 37.2) x 0.12 = 1,2 vatios o 1,5 vatios redondeados de.

Uso de un transistor Astable para hacer parpadear los LED

Dado que los LED de la luz de obstrucción deben parpadear en modo flip flop, un circuito astable transistorizado parece ser una buena opción. Esto se debe a que un astable basado en transistor ofrece dos salidas de transistor que oscilan alternativamente que podrían usarse para hacer parpadear dos conjuntos de LED por separado.

El diagrama de circuito completo se puede ver a continuación:

Partes

  1. R1, R4 = 22 k Ω
  2. R2, R3 = 78 k Ω
  3. R9, R10, R11 = 6k8
  4. R12 = 100 k preestablecido
  5. R5, R6, R7, R8 = 90 ohmios 1,5 vatios
  6. C1, C2 = 1 μF / 60 V
  7. T1, T2, T5 = BC547
  8. T3, T4 = IRFD110
  9. D1, D2 = 1N4148
  10. LDR, fotoresistor = típicamente, 30 k en luz diurna bajo sombra
  11. LED = Como se discutió anteriormente, 48 núms.

Cómo funciona

El funcionamiento del circuito de luz de obstrucción LED propuesto se puede entender con el siguiente punto:

Las 4 resistencias en el centro, junto con C1, C2 y T1, T2 forman un circuito multivibrador astable transistorizado básico. La característica principal de este astable es su bajo costo y su rápido funcionamiento a prueba de fallas tan pronto como se enciende. Una vez que se encienden, T1 y T2 comienzan a conmutar alternativamente a una frecuencia determinada por las resistencias base R2, R3 y los condensadores C1, C2.

Estos componentes específicos pueden ser cambiado como se desee para alterar la tasa de conmutación de T1 y T2. Los valores más altos producirán velocidades de conmutación más lentas y viceversa.

Otra ventaja de este astable es que se puede dimensionar para operar a voltajes más altos, como aquí 48 V, sin incorporar etapas reguladoras de voltajes especiales. Además, podemos lograr dos salidas de conmutación alternativa, lo que puede no ser posible con astables basados ​​en IC, a menos que se aplique un BJT externo.

Los MOSFET T3, T4 se utilizan para conmutar los LED de acuerdo con las señales parpadeantes de los respectivos colectores BJT astable.

Los LED se dividen en 2 grupos de 24 LED cada uno, que se pueden configurar en la parte superior e inferior del gabinete de luz de obstrucción. Estos grupos de LED continúan parpadeando continuamente mientras estén alimentados.

La etapa T5 es el circuito conmutador automático día noche. Cuando hay suficiente luz disponible durante el día, T5 se polariza a través de la baja resistencia del LDR y mantiene los dos MOSFET apagados conectando a tierra sus puertas.

A medida que cae la oscuridad, la resistencia LDR aumenta, lo que agota gradualmente el sesgo de base de T5 y finalmente lo apaga.

Cuando esto sucede, los MOSFET se habilitan y comienzan a cambiar los LED alternativamente, cumpliendo rápidamente la función prevista de una lámpara de obstrucción.

Durante el día, el consumo máximo del circuito no es superior a 5 mA.




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