Circuito de control de luz estroboscópica de xenón

Circuito de control de luz estroboscópica de xenón

Los circuitos presentados en el siguiente artículo podrían usarse para generar un efecto de iluminación estroboscópica sobre 4 tubos de xenón de manera secuencial.

El efecto de iluminación secuencial de xenón propuesto podría aplicarse en discotecas, en fiestas de DJ, en automóviles o vehículos, como indicadores de advertencia o como decoración de luces ornamentales durante los festivales.



Una amplia gama de tubos de xenón está disponible en el mercado con un conjunto de transformadores de encendido a juego (del que hablaremos más adelante). En teoría, casi cualquier tubo de xenón funciona extremadamente bien en el circuito de control estroboscópico que se presenta en la figura siguiente.



Cómo se calcula la clasificación del tubo de xenón

El circuito está diseñado para un tubo de xenón de '60 vatios por segundo 'y esto es todo lo que se va a permitir. Lamentablemente, las clasificaciones de potencia de los tubos de xenón generalmente se mencionan como 'x' vatios por segundo, lo que a menudo significa un problema.

La razón detrás de los valores particulares de los condensadores en el diagrama y el nivel de voltaje de CC se puede comprender mediante la siguiente ecuación simple:



E = 1/2 C.U2

La cantidad de energía eléctrica utilizada por el tubo de xenón puede determinarse simplemente multiplicando la energía y la frecuencia del pulso de repetición del xenón.

Con una frecuencia de 20 Hz y una potencia de 60 W, el tubo podría 'consumir' alrededor de 1,2 kW. Pero eso parece enorme y no se puede justificar. En realidad, las matemáticas de arriba están usando una fórmula incorrecta.



Como alternativa, esto debería depender de la disipación óptima aceptable del tubo y la energía resultante con respecto a la frecuencia.

Teniendo en cuenta que las especificaciones del tubo de xenón que nos entusiasman deberían ser capaces de soportar una disipación máxima posible de hasta 10 W, o debería descargarse un nivel óptimo de energía de 0,5 W a 20 Hz.

Cálculo de los condensadores de descarga

Los criterios explicados anteriormente requieren una capacidad de descarga con un valor de 11uF y un voltaje de ánodo de 300 V. Como se pudo observar, este valor coincide relativamente bien con los valores de C1 y C2 como se indica en el diagrama.

Ahora la pregunta es, ¿cómo seleccionamos los valores correctos del condensador, en una situación en la que no tenemos una clasificación impresa en el tubo de xenón? Actualmente, dado que tenemos con nosotros la relación entre 'Ws' y W ', la ecuación de la regla del pulgar que se muestra a continuación podría probarse:

C1 = C2 = X. Ws / 6 [uF]

En realidad, esta es solo una pista relevante. En caso de que el tubo de xenón se especifique con un rango de trabajo óptimo de menos de 250 horas continuas, es mejor aplicar la ecuación sobre una disipación permisible reducida. Una recomendación útil que quizás desee seguir con respecto a todos los tipos de tubos de xenón.

Asegúrese de que su polaridad de conexión sea la adecuada, esto significa que conecte los cátodos a tierra. En muchos casos, el ánodo está marcado con una mancha de color rojo. La red de rejilla está disponible como un cable en el lado del terminal del cátodo o simplemente como un tercer 'cable' entre el ánodo y el cátodo.

Cómo se enciende el tubo de xenón

Muy bien, los gases inertes tienen la capacidad de generar iluminación cuando se electrifican. Pero esto no aclara cómo se enciende realmente el tubo de xenón. El condensador de almacenamiento de energía eléctrica descrito anteriormente se indica en la figura 1 anterior, a través de un par de condensadores C1 y C2.

Dado que el tubo de xenón necesita un voltaje de 600 V a través del ánodo y el cátodo, los diodos D1 y D2 constituyen una red duplicadora de voltaje junto con los condensadores electrolíticos C1 y C2.

Cómo funciona el circuito

El par de condensadores se cargan constantemente al valor máximo de voltaje de CA y, como resultado, se incorporan R1 y R2 para restringir la corriente durante el período de encendido del tubo de xenón. Si no se incluyeran R1, R2, el tubo de xenón en algún momento se degradaría y dejaría de funcionar.

Los valores de la resistencia R1 y R2 se seleccionan para garantizar que C1 y C2 se carguen hasta el nivel de voltaje máximo (2 x 220 V RMS) con la frecuencia máxima de repetición de xenón.

Los elementos R5, Th1, C3 y Tr representan el circuito de encendido del tubo de xenón. El condensador C3 se descarga a través del devanado primario de la bobina de encendido que genera una tensión de red de muchos kilovoltios a través del devanado secundario, para encender el tubo de xenón.

Así es como el tubo de xenón dispara y se ilumina intensamente, lo que también implica que ahora extrae instantáneamente toda la energía eléctrica contenida en el interior de C1 y C2, y la disipa mediante un deslumbrante destello de luz.

Los condensadores C1, C2 y C3 se recargan posteriormente para que la carga permita que el tubo vaya por un nuevo pulso de flash.

El circuito de encendido obtiene la señal de conmutación a través de un optoacoplador, un LED incorporado y un fototransistor encerrados colectivamente dentro de un solo paquete DIL de plástico.

Esto garantiza un excelente aislamiento eléctrico entre las luces estroboscópicas y el circuito de control electrónico. Tan pronto como el LED ilumina el fototransistor, se vuelve conductor y activa el SCR.

El suministro de entrada para el optoacoplador se toma del voltaje de encendido de 300 V de C2. No obstante, los diodos R3 y D3 lo reducen a 15 V por factores aparentes.

Circuito de control

Dado que se comprende la teoría de trabajo del circuito del controlador, ahora podemos aprender cómo se podría diseñar el tubo de xenón para producir un efecto estroboscópico secuencial.

En la figura 2 a continuación se muestra un circuito de control para producir este efecto.

La frecuencia más alta de repetición de luz estroboscópica está limitada a 20 Hz. El circuito tiene la capacidad de manejar 4 dispositivos estroboscópicos al mismo tiempo y esencialmente se compone de una gama de dispositivos de conmutación y un generador de reloj.

El transistor unijunción UJT 2N2646 funciona como un generador de impulsos. La red asociada con esto está destinada a permitir que la frecuencia de la señal de salida se modifique alrededor de la frecuencia de 8… 180 Hz usando P1. La señal del oscilador se alimenta a la entrada de señal de reloj del contador decimal IC1.

La Figura 3 a continuación muestra una imagen de las formas de onda de la señal en la salida IC1 con respecto a la señal de reloj.

Las señales provenientes del interruptor IC 4017 a una frecuencia de 1… 20 Hz se aplican a los interruptores S1… S4. La posición de los interruptores decide el patrón secuencial de la luz estroboscópica. Permite ajustar la secuencia de iluminación de derecha a izquierda, o al revés, etc.

Cuando S1 a S4 se configuran totalmente en el sentido de las agujas del reloj, los pulsadores se ponen en modo operativo, permitiendo que uno de los 4 tubos de xenón se active manualmente.

Las señales de control activan las etapas del controlador LED a través de los transistores T2. . . T5. Los LED D1… D4 funcionan como indicadores funcionales para las luces estroboscópicas. El circuito de control podría probarse simplemente conectando a tierra los cátodos de D1… D4. Estos mostrarán inmediatamente si el circuito está funcionando correctamente o no.

Un estroboscopio simple con IC 555

Circuito estroboscopio IC 555

En este simple circuito estroboscópico, el IC 555 funciona como un oscilador estable que acciona un transistor y un transformador adjunto.

El transformador convierte 6 V CC en 220 V CA de baja corriente para la etapa del estroboscopio.

Los 220 V se convierten además en un pico de alto voltaje de 300 V con la ayuda del rectificador del capacitor de diodo.

Cuando el condensador C4 se carga hasta el umbral de activación de la bombilla de neón de la compuerta SCR, a través de la red resistiva, el SCR dispara y activa la bobina de rejilla del controlador de la lámpara estroboscópica.

Esta acción descarga los 300 V completos en la bombilla del estroboscopio iluminándola intensamente, hasta que el C4 se descarga por completo para que se repita el siguiente ciclo.




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