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Circuito de Luz de Obstrução LED

Luzes de obstrução são luzes de alerta que vemos no topo de estruturas altas como torres e arranha-céus, instaladas para indicar as aeronaves e outros objetos voadores sobre essas obstruções.

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CIRCUITO DE LUZ DE OBSTRUÇÃO LED 7

Essas luzes alertam as aeronaves sobre a altura mínima que devem manter acima dessas estruturas altas para evitar uma possível colisão e acidentes.

As luzes de obstrução são principalmente de cor vermelha para que possam ser visualizadas à distância máxima e mesmo durante condições de neblina. Estes podem ser um tipo de lâmpada continuamente iluminada ou um tipo de lâmpada de farol giratório e intermitente.

Neste artigo, discutimos sobre uma construção fácil de um poderoso sistema de luz de obstrução baseado em LED, usando peças mínimas e trabalho eficiente.

A ideia foi solicitada pelo Sr. Jerry conforme abaixo:

Especificações do circuito

Eu tenho uma luz de obstrução de intensidade média que está com defeito. Sua tensão de entrada é de 48 VDC e sua potência é de 60 W. Possui quatro circuitos com 12 LEDs por circuito. Ele também possui um LDR que deve desligar a luz durante o dia e LIGAR durante a noite.

Agora, por causa dos componentes danificados que não consegui encontrar seus números ideais, quero que você projete outro circuito para mim que possa executar a mesma função de antes, lembre-se que ele pisca (liga e desliga) flip flop . Os quatro circuitos diferentes têm sua alimentação de 48VDC.

Os quatro circuitos eu acho que funcionam de duas maneiras: A parte superior e a parte inferior. Dois circuitos controlam a parte superior enquanto os outros dois controlam a parte inferior.

O flash deve ter um intervalo de cerca de 2 segundos (ligado e desligado) que deve ser contínuo, possui fotocélula também.

Projete um circuito que seja capaz de controlar as partes superior e inferior do sistema ao mesmo tempo e faça uma provisão caso haja necessidade de separar a parte superior da inferior. A potência é 60W/48VDC.

Análise de circuito

Analisando a descrição acima, podemos concluir as seguintes suposições.

Parece que os 4 circuitos são 4 drivers de LED separados, mas idênticos, empregados para controlar a corrente para os 4 grupos de LED separadamente. Os drivers separados garantem que todos os LEDs juntos nunca falhem em caso de mau funcionamento.

A potência de 60 watts é para todos os LEDs combinados, portanto, cada grupo de 12 LEDs deve ser avaliado em 5 watts. Em outras palavras, a corrente através de cada string de 12 LEDs pode ser de 0,12 amperes ou 120 mA.

A inclusão de um LDR e também de uma fotocélula parece confusa, então vamos ignorar a fotocélula e usar apenas um LDR para a comutação automática diurna e noturna necessária.

Projeto de Circuito

Como explicado acima, os 4 circuitos podem ser drivers de 4 LEDs ou, para ser precisos, circuitos controladores de corrente para proteger os LEDs contra sobrecorrente.

No entanto, uma análise mais profunda mostra que um LED de 120 mA pode não exigir um controlador de corrente especial, e uma limitação de corrente resistiva pode ser suficiente. Consideramos que a alimentação de entrada 48V DC é relativamente constante.

O LED que podemos selecionar para este projeto de circuito de luz de obstrução são 2835 LEDs SMD para um brilho ideal. Os detalhes técnicos podem ser estudados a partir dos dados:

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Especificações do LED 2835 SMD

  • Corrente direta: 120 mA a 150 mA
  • Tensão direta: 3,1 V DC
  • Fluxo luminoso: 10 a 15 LM
  • Potência: 0,5 watts

Calculando o resistor limitador de corrente

O resistor limitador de corrente para cada um dos grupos de LED da série 12 pode ser calculado a partir da seguinte fórmula:

R = Vs – Queda FWD Total / Corrente Limitante

  • onde Vs é a tensão de alimentação = 48 V
  • Queda total de avanço = 12 x 3,1 = 37,2
  • Corrente limite: 0,12 amperes

Portanto,

R = 48 – 37,2 / 0,12 = 90 Ohm

A potência dos resistores será (48 – 37,2) x 0,12 = 1,2 watts ou 1,5 watts arredondado.

Usando um transistor astável para piscar os LEDs

Como os LEDs das luzes de obstrução precisam piscar no modo flip-flop, um circuito astável transistorizado parece ser uma boa escolha. Isso ocorre porque um astável baseado em transistor oferece duas saídas de transistor oscilantes alternadamente que podem ser usadas para piscar dois conjuntos de LEDs separadamente.

O Diagrama de Circuito Completo pode ser visto abaixo:

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Peças

  1. R1, R4 = 22 kΩ
  2. R2, R3 = 78 kΩ
  3. R9, R10, R11 = 6k8
  4. R12 = 100 k pré-ajustado
  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, fotorresistor = normalmente, 30 k à luz do dia sob sombra
  11. LEDs = Conforme discutido acima, 48 nos.

Como funciona

O funcionamento do circuito de luz de obstrução LED proposto pode ser entendido com o seguinte ponto:

Os 4 resistores no centro, juntamente com C1, C2 e T1, T2 formam um circuito multivibrador astável transistorizado básico. A principal característica deste astável é seu baixo custo e rápido funcionamento à prova de falhas assim que é ligado. Uma vez ligados, T1 e T2 alternadamente começam a comutar a uma taxa de frequência determinada pelos resistores de base R2, R3 e os capacitores C1, C2.

Esses componentes específicos podem ser alterados conforme desejado para alterar a taxa de comutação do T1 e T2. Valores mais altos produzirão taxas de comutação mais lentas e vice-versa.

Outra vantagem deste astável é que ele pode ser dimensionado para operar em tensões mais altas, como 48 V aqui, sem incorporar estágios reguladores de tensões especiais. Além disso, podemos obter duas saídas de comutação alternadas, o que pode não ser possível com astáveis ​​baseados em IC, a menos que um BJT externo seja aplicado.

Os MOSFETs T3, T4 são utilizados para a comutação dos LEDs de acordo com os sinais intermitentes dos respectivos coletores BJT astáveis.

Os LEDs são divididos em 2 grupos de 24 LEDs cada, que podem ser configurados na parte superior e inferior do gabinete da luz de obstrução. Esses grupos de LEDs então ficam piscando flip flop continuamente enquanto estiverem energizados.

O estágio T5 é o circuito comutador automático diurno e noturno. Quando luz suficiente está disponível durante o dia, o T5 é polarizado através da baixa resistência do LDR e mantém os dois MOSFETs desligados aterrando seus portões.

À medida que a escuridão cai, a resistência do LDR aumenta, o que gradualmente esgota a polarização da base de T5, acabando por DESLIGAR.

Quando isso acontece, os MOSFETs são habilitados e passam a alternar os LEDs alternadamente, servindo rapidamente à função pretendida de lâmpada de obstrução.

Durante o dia, o consumo máximo do circuito não é superior a 5 mA.

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FONTE


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