วงจรไฟ LED อุดตัน

ไฟสิ่งกีดขวางเป็นไฟเตือนที่เราเห็นที่ด้านบนสุดของโครงสร้างสูงเช่นหอคอยและตึกระฟ้าซึ่งติดตั้งไว้เพื่อระบุเครื่องบินและวัตถุบินอื่น ๆ เกี่ยวกับสิ่งกีดขวางเหล่านี้

ไฟเหล่านี้แจ้งเตือนเครื่องบินที่บินเกี่ยวกับความสูงต่ำสุดที่ควรรักษาเหนือโครงสร้างสูงเหล่านี้เพื่อหลีกเลี่ยงการชนและอุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้น

ไฟสิ่งกีดขวางส่วนใหญ่จะเป็นสีแดงเพื่อให้สามารถมองเห็นได้จากระยะไกลสูงสุดและแม้ในสภาวะที่มีหมอกหนา สิ่งเหล่านี้อาจเป็นหลอดไฟที่ส่องสว่างอย่างต่อเนื่องหรือกะพริบ สัญญาณไฟหมุน ประเภทของหลอดไฟ

ในบทความนี้เราจะพูดถึงการสร้างระบบไฟสิ่งกีดขวางแบบ LED ที่มีประสิทธิภาพโดยใช้ชิ้นส่วนขั้นต่ำและการทำงานที่มีประสิทธิภาพ

Jerry ได้ร้องขอความคิดตามที่ระบุไว้ด้านล่าง:

ข้อมูลจำเพาะของวงจร

ฉันมีแสงสิ่งกีดขวางที่มีความเข้มปานกลางซึ่งผิดพลาด แรงดันไฟฟ้าอินพุตคือ 48 VDC และกำลังไฟ 60 W. มีวงจรสี่วงจรที่มีไฟ LED 12 ดวงต่อวงจร นอกจากนี้ยังมี LDR ซึ่งควรจะปิดไฟในเวลากลางวันและเปิดในช่วงกลางคืน

ตอนนี้เนื่องจากส่วนประกอบที่เสียหายซึ่งฉันไม่สามารถหาตัวเลขที่เหมาะสมได้ฉันต้องการให้คุณออกแบบวงจรอื่นให้ฉันซึ่งจะสามารถทำหน้าที่ได้เหมือนเดิมโปรดจำไว้ว่ามันกะพริบ (เปิดและปิด) ฟลิปฟล็อป . วงจรที่แตกต่างกันสี่วงจรมีแหล่งจ่ายจาก 48VDC

ฉันเดาว่าวงจรทั้งสี่ทำงานได้สองวิธี: ส่วนบนและส่วนล่าง สองวงจรควบคุมส่วนบนในขณะที่อีกสองวงจรควบคุมส่วนล่าง

แฟลชควรเป็นช่วงเวลาประมาณ 2 วินาที (เปิดและปิด) ที่ควรจะต่อเนื่อง แต่ก็มีตาแมวด้วย

ออกแบบวงจรที่จะสามารถควบคุมส่วนบนและส่วนล่างของระบบได้ในเวลาเดียวกันและจัดเตรียมไว้เผื่อจำเป็นต้องแยกส่วนบนออกจากส่วนล่าง กำลังไฟ 60W / 48VDC

การวิเคราะห์วงจร

การวิเคราะห์คำอธิบายข้างต้นเราสามารถสรุปสมมติฐานต่อไปนี้

ดูเหมือนว่าวงจร 4 วงจรจะเป็นไดรเวอร์ LED 4 ตัวที่แยกจากกัน แต่เหมือนกันซึ่งใช้สำหรับควบคุมกระแสสำหรับ LED 4 กลุ่มแยกกัน ไดรเวอร์แยกต่างหากช่วยให้มั่นใจได้ว่า LED ทั้งหมดพร้อมกันจะไม่มีวันล้มเหลวในกรณีที่เกิดความผิดปกติ

กำลังไฟ 60 วัตต์สำหรับ LED ทั้งหมดที่รวมกันดังนั้นแต่ละกลุ่ม LED 12 กลุ่มควรได้รับการจัดอันดับที่ 5 วัตต์ กล่าวอีกนัยหนึ่งกระแสไฟฟ้าผ่านสาย LED 12 เส้นแต่ละเส้นอาจเป็น 0.12 แอมป์หรือ 120 mA

การรวมไฟล์ LDR และตาแมวก็ดูสับสนดังนั้นเราจะเพิกเฉยต่อโฟโตเซลล์และใช้เฉพาะ LDR สำหรับสิ่งที่จำเป็นเท่านั้น การสลับกลางวันโดยอัตโนมัติ

การออกแบบวงจร

ตามที่อธิบายไว้ข้างต้นวงจรทั้ง 4 สามารถเป็นไดร์เวอร์ LED 4 ตัวหรือเพื่อความแม่นยำ วงจรควบคุมปัจจุบัน เพื่อป้องกันไฟ LED จากกระแสไฟเกิน

อย่างไรก็ตามการวิเคราะห์เชิงลึกแสดงให้เห็นว่าไฟ LED 120 mA อาจไม่จำเป็นต้องใช้ตัวควบคุมกระแสพิเศษและการ จำกัด กระแสต้านทานอาจเพียงพอ เราถือว่าแหล่งจ่ายอินพุต 48V DC ค่อนข้างคงที่

LED ที่เราสามารถเลือกสำหรับโครงการวงจรไฟอุดตันนี้คือ LED SMD 2835 เพื่อความสว่างที่เหมาะสมที่สุด รายละเอียดทางเทคนิคสามารถศึกษาได้จากข้อมูล:

2835 SMD LED ข้อมูลจำเพาะ

• ไปข้างหน้าปัจจุบัน: 120 mA ถึง 150 mA
• แรงดันไปข้างหน้า: 3.1 V DC
• ฟลักซ์ส่องสว่าง: 10 ถึง 15 LM
• กำลังไฟฟ้า: 0.5 วัตต์

การคำนวณตัวต้านทาน จำกัด กระแส

ตัวต้านทาน จำกัด กระแสสำหรับแต่ละกลุ่ม LED ซีรีส์ 12 สามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้:

R = Vs - FWD รวมลดลง / จำกัด กระแส

• โดยที่ Vs คือแรงดันไฟฟ้า = 48 V
• Fwd ลดลงทั้งหมด = 12 x 3.1 = 37.2
• จำกัด กระแส: 0.12 แอมแปร์

ดังนั้น,

R = 48 - 37.2 / 0.12 = 90 โอห์ม

กำลังวัตต์ของตัวต้านทานจะเป็น ( 48 - 37.2) x 0.12 = 1.2 วัตต์หรือ 1.5 วัตต์ปัดเศษ

การใช้ทรานซิสเตอร์ Astable สำหรับการกะพริบไฟ LED

เนื่องจากไฟ LED สิ่งกีดขวางจำเป็นต้องกะพริบในโหมดฟลิปฟล็อปวงจร Astable แบบทรานซิสเตอร์จึงเป็นทางเลือกที่ดี เนื่องจากแอสเทเบิลที่ใช้ทรานซิสเตอร์นำเสนอเอาต์พุตทรานซิสเตอร์แบบสั่นสลับกันสองตัวซึ่งสามารถใช้สำหรับการกะพริบ LED สองชุดแยกกัน

แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์สามารถดูได้ด้านล่าง:

อะไหล่

1. R1, R4 = 22 k Ω
2. R2, R3 = 78 k Ω
3. R9, R10, R11 = 6k8
4. R12 = 100 k ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า
5. R5, R6, R7, R8 = 90 โอห์ม 1.5 วัตต์
6. C1, C2 = 1 μF / 60 V
7. T1, T2, T5 = BC547
8. T3, T4 = IRFD110
9. D1, D2 = 1N4148
10. LDR, photoresistor = โดยทั่วไปคือ 30 k ในแสงกลางวันภายใต้ร่มเงา
11. LEDs = ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น 48 nos
    

มันทำงานอย่างไร

การทำงานของวงจรไฟ LED อุดตันที่นำเสนอสามารถเข้าใจได้ด้วยประเด็นต่อไปนี้:

ตัวต้านทาน 4 ตัวที่อยู่ตรงกลางพร้อมด้วย C1, C2 และ T1, T2 เป็นวงจรมัลติไวเบรเตอร์แบบแอสเทเบิลแบบทรานซิสเตอร์พื้นฐาน คุณสมบัติหลักของ Astable นี้คือต้นทุนต่ำและการทำงานที่ป้องกันการล้มเหลวได้อย่างรวดเร็วทันทีที่ขับเคลื่อน เมื่อเปิดแล้ว T1 และ T2 จะเริ่มสลับกันในอัตราความถี่ที่กำหนดโดยตัวต้านทานพื้นฐาน R2, R3 และตัวเก็บประจุ C1, C2

ส่วนประกอบเฉพาะเหล่านี้ได้ เปลี่ยนแปลงตามต้องการ สำหรับการเปลี่ยนแปลงอัตราการเปลี่ยนของ T1 และ T2 ค่าที่สูงกว่าจะทำให้อัตราการสลับช้าลงและในทางกลับกัน

ข้อดีอีกอย่างของ astable นี้คือสามารถปรับขนาดให้ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเช่น 48 V ที่นี่โดยไม่ต้องรวมขั้นตอนควบคุมแรงดันไฟฟ้าพิเศษ นอกจากนี้เรายังสามารถบรรลุเอาท์พุทแบบสลับได้สองแบบซึ่งอาจเป็นไปไม่ได้กับแอสตาเบิลที่ใช้ IC เว้นแต่จะใช้ BJT ภายนอก

MOSFETs T3, T4 ใช้สำหรับเปลี่ยนไฟ LED ให้สอดคล้องกับสัญญาณกะพริบจากตัวสะสม BJT ที่เกี่ยวข้อง

ไฟ LED แบ่งออกเป็น 2 กลุ่มกลุ่มละ 24 LED ซึ่งสามารถกำหนดค่าได้ที่ด้านบนและด้านล่างของตู้ไฟสิ่งกีดขวาง กลุ่มของไฟ LED เหล่านี้จะกระพริบฟลิปฟล็อปอย่างต่อเนื่องตราบเท่าที่มีการเปิดเครื่อง

ขั้นตอน T5 คือวงจรสวิตช์อัตโนมัติในเวลากลางวัน เมื่อมีแสงสว่างเพียงพอในช่วงกลางวัน T5 จะเอนเอียงผ่านความต้านทานต่ำของ LDR และทำให้ MOSFET สองตัวปิดโดยการต่อสายดิน

เมื่อความมืดลดลงความต้านทานของ LDR จะเพิ่มขึ้นซึ่งจะค่อยๆลดอคติพื้นฐานจาก T5 ลงในที่สุดก็ปิด

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น MOSFET จะเปิดใช้งานและพวกเขาจะเริ่มเปลี่ยน LED สลับกันไปมาเพื่อตอบสนองการทำงานของหลอดไฟสิ่งกีดขวางอย่างรวดเร็ว

ในช่วงกลางวันปริมาณการใช้สูงสุดของวงจรไม่เกิน 5 mA