Circuit de feux d'obstacle à DEL

Les feux d'obstacles sont des feux d'avertissement que nous voyons au sommet de hautes structures comme des tours et des gratte-ciel, installés pour indiquer les avions et autres objets volants au sujet de ces obstructions.

Ces feux alertent les aéronefs en vol quant à la hauteur minimale qu'ils doivent maintenir au-dessus de ces hautes structures pour éviter une éventuelle collision et des accidents.

Les feux d'obstacles sont principalement de couleur rouge afin de pouvoir être visualisés à une distance maximale et même dans des conditions de brouillard. Il peut s'agir d'un type de lampe éclairée en continu ou d'un clignotant, balise tournante type de lampe.

Dans cet article, nous discutons de la construction facile d'un puissant système de feux d'obstacles à base de LED, utilisant un minimum de pièces et un fonctionnement efficace.

L'idée a été demandée par M. Jerry comme indiqué ci-dessous:

Spécifications du circuit

J'ai un feu d'obstacle d'intensité moyenne qui est défectueux. Sa tension d’entrée est de 48 VDC et sa puissance est de 60 W. Il comporte quatre circuits comportant 12 LED par circuit. Il dispose également d'un LDR qui est censé éteindre la lumière pendant la journée et l'allumer pendant la nuit.

Maintenant, à cause des composants endommagés dont je n'ai pas pu trouver leurs numéros idéaux, je veux que vous conceviez un autre circuit pour moi qui pourra effectuer la même fonction qu'avant, rappelez-vous qu'il clignote (il s'allume et s'éteint) bascule . Les quatre circuits différents sont alimentés par le 48VDC.

Je suppose que les quatre circuits fonctionnent de deux manières: la partie supérieure et la partie inférieure. Deux circuits contrôlent la partie supérieure tandis que les deux autres contrôlent la partie inférieure.

Le flash doit être à environ 2 secondes d'intervalle (allumé et éteint) qui doit être continu, il possède également une cellule photoélectrique.

Concevoir un circuit qui pourra contrôler les parties supérieure et inférieure du système en même temps et prendre des dispositions en cas de besoin de séparer la partie supérieure de la partie inférieure. La puissance est de 60W / 48VDC.

Analyse des circuits

En analysant la description ci-dessus, nous sommes en mesure de conclure les hypothèses suivantes.

Il semble que les 4 circuits sont 4 pilotes de LED séparés mais identiques, utilisés pour contrôler le courant pour les 4 groupes de LED séparément. Les pilotes séparés garantissent que toutes les LED ensemble ne peuvent jamais tomber en panne en cas de dysfonctionnement.

La puissance de 60 watts est pour toutes les LED combinées, donc chaque groupe de 12 LED doit être évalué à 5 watts. En d'autres termes, le courant traversant chaque chaîne de 12 LED peut être de 0,12 ampères ou 120 mA.

L'inclusion d'un LDR et une cellule photoélectrique semblent déroutantes, nous allons donc ignorer la cellule photoélectrique et utiliser uniquement un LDR pour le commutation jour / nuit automatique.

Conception de circuits

Comme expliqué ci-dessus, les 4 circuits peuvent être 4 pilotes de LED, ou pour être précis circuits de contrôleur de courant pour protéger les LED contre les surintensités.

Cependant, une analyse plus approfondie montre qu'une LED de 120 mA peut ne pas nécessiter de contrôleur de courant spécial et qu'une limitation de courant résistif peut être tout à fait suffisante. Nous considérons que l'alimentation d'entrée 48V DC est relativement constante.

Les LED que nous pouvons sélectionner pour ce projet de circuit de feux d'obstacles sont 2835 LED SMD pour une luminosité optimale. Les détails techniques peuvent être étudiés à partir des données:

Spécifications de la LED 2835 SMD

• Courant direct: 120 mA à 150 mA
• Tension directe: 3,1 V CC
• Flux lumineux: 10 à 15 LM
• Puissance: 0,5 watt

Calcul de la résistance de limitation de courant

La résistance de limitation de courant pour chacun des groupes de LED de la série 12 peut être calculée à partir de la formule suivante:

R = Vs - Chute totale FWD / Courant limite

• où Vs est la tension d'alimentation = 48 V
• Chute totale avant = 12 x 3,1 = 37,2
• Limitation du courant: 0,12 ampères

Par conséquent,

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

La puissance des résistances sera ( 48 à 37,2) x 0,12 = 1,2 watts ou 1,5 watts arrondis de.

Utilisation d'un transistor Astable pour faire clignoter les LED

Étant donné que les LED des feux d'obstacles doivent clignoter dans un mode de bascule, un circuit astable transistorisé semble être un bon choix. En effet, un astable à base de transistor offre deux sorties transistor oscillant alternativement qui pourraient être utilisées pour faire clignoter deux ensembles de LED séparément.

Le schéma de circuit complet peut être vu ci-dessous:

les pièces

1. R1, R4 = 22 k Ω
2. R2, R3 = 78 k Ω
3. R9, R10, R11 = 6k8
4. R12 = 100 k préréglé
5. R5, R6, R7, R8 = 90 Ohms 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, photorésistance = typiquement, 30 k à la lumière du jour à l'ombre
11. LED = Comme discuté ci-dessus, 48 ​​nos.
    

Comment ça fonctionne

Le fonctionnement du circuit de feux d'obstacle à LED proposé peut être compris avec le point suivant:

Les 4 résistances au centre, ainsi que C1, C2 et T1, T2 forment un circuit multivibrateur astable transistorisé de base. La caractéristique principale de cet astable est son faible coût et son fonctionnement rapide et fiable dès qu'il est sous tension. Une fois allumés, T1 et T2 commencent alternativement à commuter à un taux de fréquence déterminé par les résistances de base R2, R3 et les condensateurs C1, C2.

Ces composants spécifiques peuvent être changé à volonté pour modifier la vitesse de commutation des T1 et T2. Des valeurs plus élevées produiront des taux de commutation plus lents et vice versa.

Un autre avantage de cet astable est qu'il peut être dimensionné pour fonctionner à des tensions plus élevées, comme ici 48 V, sans incorporer d'étages de régulation de tension spéciaux. En outre, nous sommes en mesure de réaliser deux sorties à commutation alternée, ce qui peut ne pas être possible avec des astables à base de circuits intégrés, à moins qu'un BJT externe ne soit appliqué.

Les MOSFET T3, T4 sont utilisés pour commuter les LED en fonction des signaux clignotants provenant des collecteurs BJT astables respectifs.

Les LED sont divisées en 2 groupes de 24 LED chacun, qui peuvent être configurés en haut et en bas de l'armoire d'éclairage d'obstacle. Ces groupes de LED continuent alors à clignoter en continu tant qu'ils sont alimentés.

L'étage T5 est le circuit de commutation automatique jour / nuit. Lorsqu'une lumière suffisante est disponible pendant la journée, T5 est polarisé par la faible résistance LDR et maintient les deux MOSFET éteints en mettant leurs portes à la terre.

À mesure que l'obscurité tombe, la résistance LDR augmente, ce qui épuise progressivement la polarisation de base de T5, la désactivant finalement.

Lorsque cela se produit, les MOSFET deviennent activés et ils commencent à commuter les LED en alternance, remplissant rapidement la fonction prévue d'une lampe d'obstacle.

Pendant la journée, la consommation maximale du circuit ne dépasse pas 5 mA.