Un simple clignotant. Conseils pour l'installation de balises et barres lumineuses proflex LED clignotante sur une batterie

Les balises clignotantes sont utilisées dans les systèmes électroniques de sécurité domestique et sur les voitures comme dispositifs d'indication, de signalisation et d'avertissement. De plus, leur apparence et leur « remplissage » ne diffèrent souvent pas du tout des feux clignotants (signaux spéciaux) des services d'urgence et opérationnels.

Il existe des balises classiques en vente, mais leur « remplissage » interne frappe par son anachronisme : elles sont réalisées à base de lampes puissantes à cartouche rotative (un classique du genre) ou de lampes comme IFK-120, IFKM-120 avec un dispositif stroboscopique qui fournit des flashs à intervalles réguliers (balises à impulsions). Pendant ce temps, nous sommes au 21e siècle, où l'on assiste à une marche triomphale des LED très lumineuses (puissantes en termes de flux lumineux).

L'un des points fondamentaux en faveur du remplacement des lampes à incandescence et halogènes par des LED, notamment dans les gyrophares, est la durée de vie plus longue (uptime) et le moindre coût de ces dernières.

Le cristal LED est pratiquement « indestructible », donc la durée de vie de l'appareil détermine principalement la durabilité de l'élément optique. La grande majorité des fabricants utilisent diverses combinaisons de résines époxy pour sa production, bien entendu, avec différents degrés de purification. En particulier, de ce fait, les LED ont une ressource limitée, après quoi elles deviennent troubles.

Différents fabricants (nous n'en ferons pas la publicité gratuitement) affirment que la durée de vie de leurs LED est comprise entre 20 et 100 000 (!) heures. J'ai du mal à croire le dernier chiffre, car la LED devrait fonctionner en continu pendant 12 ans. Pendant ce temps, même le papier sur lequel l’article est imprimé deviendra jaune.

Cependant, dans tous les cas, par rapport à la ressource des lampes à incandescence traditionnelles (moins de 1 000 heures) et des lampes à décharge (jusqu'à 5 000 heures), les LED sont plusieurs fois plus durables. Il est bien évident que la clé d'une ressource longue est d'assurer des conditions thermiques favorables et une alimentation électrique stable aux LED.

La prédominance des LED avec un flux lumineux puissant de 20 à 100 lm (lumens) dans les derniers appareils électroniques industriels, dans lesquels elles fonctionnent à la place des lampes à incandescence, donne aux radioamateurs la base pour utiliser de telles LED dans leurs conceptions. Ainsi, j'amène le lecteur à l'idée dela possibilité de remplacer diverses lampes en cas d'urgence et des balises spéciales par des LED puissantes. Dans ce cas, la consommation de courant de l'appareil provenant de la source d'alimentation diminuera et dépendra principalement de la LED utilisée. Pour une utilisation dans une voiture (comme signal spécial, feu d'avertissement d'urgence et même « triangle de signalisation » sur les routes), la consommation de courant n'a pas d'importance, car la batterie de la voiture a une capacité énergétique assez importante (55 Ah ou plus ou plus ). Si la balise est alimentée par une source autonome, la consommation actuelle de l'équipement installé à l'intérieur n'aura pas peu d'importance. D'ailleurs, une batterie de voiture sans recharge peut se décharger si la balise est utilisée pendant une longue période.

Ainsi, par exemple, une balise « classique » pour les services opérationnels et d'urgence (respectivement bleu, rouge, orange), lorsqu'elle est alimentée par une source 12 V DC, consomme un courant de plus de 2,2 A, qui est la somme de celui consommé par le moteur électrique (qui fait tourner la douille) et la lampe elle-même. Lorsqu'une balise à impulsions clignotantes fonctionne, la consommation de courant est réduite à 0,9 A. Si, au lieu d'un circuit à impulsions, vous assemblez un circuit LED (plus de détails ci-dessous), la consommation de courant sera réduite à 300 mA (en fonction de la puissance des LED utilisées). Des économies sur les coûts des pièces sont également perceptibles.

Bien entendu, la question de la force de la lumière (ou, mieux encore, de son intensité) émise par certains dispositifs clignotants n'a pas été étudiée, puisque l'auteur ne disposait pas et ne dispose pas d'équipement spécial (luxmètre) pour un tel test. Mais grâce aux solutions innovantes proposées ci-dessous, cette question devient secondaire. En effet, même des impulsions lumineuses relativement faibles (en particulier celles des LED) traversant le prisme du verre non uniforme du capuchon de la balise la nuit sont largement suffisantes pour que la balise soit repérée à plusieurs centaines de mètres. C'est l'intérêt de l'avertissement à longue portée, n'est-ce pas ?

Intéressons-nous maintenant au circuit électrique du "substitut de lampe" du clignotant (Fig. 1).

Riz. 1. Schéma de circuit de la balise LED

Ce circuit électrique du multivibrateur peut à juste titre être qualifié de simple et accessible. L'appareil est développé sur la base de la minuterie intégrée populaire KR1006VI1, contenant deux comparateurs de précision qui fournissent une erreur de comparaison de tension non pire que ± 1 %. La minuterie a été utilisée à plusieurs reprises par les radioamateurs pour construire des circuits et des appareils aussi populaires que des relais temporisés, des multivibrateurs, des convertisseurs, des alarmes, des dispositifs de comparaison de tension et autres.

Le dispositif, outre la minuterie intégrée DA1 (microcircuit multifonctionnel KR1006VI1), comprend également un condensateur à oxyde de mise à l'heure C1 et un diviseur de tension R1R2. C3 de la sortie du microcircuit DA1 (courant jusqu'à 250 mA), des impulsions de commande sont envoyées aux LED HL1-HL3.

Comment fonctionne l'appareil

La balise est allumée à l'aide de l'interrupteur SB1. Le principe de fonctionnement d'un multivibrateur est décrit en détail dans la littérature.

Au premier instant, il y a un niveau de tension élevé sur la broche 3 du microcircuit DA1 - et les LED s'allument. Le condensateur oxyde C1 commence à se charger à travers le circuit R1R2.

Au bout d'environ une seconde (le temps dépend de la résistance du diviseur de tension R1R2 et de la capacité du condensateur C1), la tension sur les armatures de ce condensateur atteint la valeur nécessaire pour déclencher l'un des comparateurs dans le boîtier unique du microcircuit DA1. Dans ce cas, la tension à la broche 3 du microcircuit DA1 est réglée à zéro - et les LED s'éteignent. Cela continue de manière cyclique tant que l'appareil est alimenté.

En plus de celles indiquées dans le schéma, je recommande d'utiliser des LED HPWS-T400 haute puissance ou similaires avec une consommation de courant allant jusqu'à 80 mA comme HL1-HL3. Vous ne pouvez utiliser qu'une seule LED des séries LXHL-DL-01, LXHL-FL1C, LXYL-PL-01, LXHL-ML1D, LXHL-PH01,

LXHL-MH1D fabriqué par Lumileds Lighting (toutes les couleurs lumineuses orange et rouge-orange).

La tension d'alimentation de l'appareil peut être augmentée jusqu'à 14,5 V, puis il peut être connecté au réseau de bord du véhicule même lorsque le moteur (ou plutôt le générateur) tourne.

Caractéristiques de conception

Une carte à trois LED est installée dans le boîtier du feu clignotant au lieu de la conception standard « lourde » (lampe à douille rotative et moteur électrique).

Pour que l'étage de sortie ait encore plus de puissance, vous devrez installer un amplificateur de courant sur le transistor VT1 au point A (Fig. 1), comme le montre la Fig. 2.

Riz. 2. Schéma de connexion d'un étage amplificateur supplémentaire

Après une telle modification, vous pouvez utiliser trois LED connectées en parallèle des types LXHL-PL09, LXHL-LL3C (1400 mA),

UE-HR803RO (700 mA), LY-W57B (400 mA) - tout orange. Dans ce cas, la consommation totale de courant augmentera en conséquence.

Option avec lampe flash

Ceux qui ont conservé des parties d'appareils photo avec flash intégré peuvent procéder dans l'autre sens. Pour ce faire, l'ancienne lampe flash est démontée et connectée au circuit comme le montre la figure 3. A l'aide du convertisseur présenté, également connecté au point A (Figure 1), des impulsions d'une amplitude de 200 V sont reçues à la sortie du appareil avec une faible tension d'alimentation. Dans ce cas, la tension d'alimentation est définitivement augmentée à 12 V.

La tension d'impulsion de sortie peut être augmentée en connectant plusieurs diodes Zener dans le circuit en suivant l'exemple de VT1 (Fig. 3). Il s'agit de diodes Zener planaires au silicium conçues pour stabiliser la tension dans les circuits CC avec une valeur minimale de 1 mA et une puissance allant jusqu'à 1 W. Au lieu de celles indiquées sur le schéma, vous pouvez utiliser des diodes Zener KS591A.

Riz. 3. Schéma de connexion de la lampe flash

Les éléments C1, R3 (Fig. 2) forment une chaîne RC amortissante qui amortit les vibrations haute fréquence.

Maintenant, avec l'apparition (dans le temps) d'impulsions au point A (Fig. 2), la lampe flash EL1 s'allumera. Cette conception, intégrée au corps du feu clignotant, lui permettra d'être utilisée davantage en cas de panne de la balise standard.

Une carte avec des LED installées dans un boîtier de feu clignotant standard

Malheureusement, la durée de vie d'une lampe flash d'un appareil photo portable est limitée et il est peu probable qu'elle dépasse 50 heures de fonctionnement en mode impulsionnel.

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Il est recommandé de commencer à découvrir le monde de la radioélectronique, plein de mystères, sans formation spécialisée, en assemblant des circuits électroniques simples. Le niveau de satisfaction sera plus élevé si le résultat positif s’accompagne d’un effet visuel agréable. L'option idéale est constituée de circuits avec une ou deux LED clignotantes dans la charge. Vous trouverez ci-dessous des informations qui vous aideront à mettre en œuvre les schémas de bricolage les plus simples.

LED clignotantes prêtes à l'emploi et circuits les utilisant

Parmi la variété de LED clignotantes prêtes à l'emploi, les produits les plus courants sont les produits dans un boîtier de 5 mm. En plus des LED clignotantes monochromes prêtes à l'emploi, il existe des versions à deux bornes avec deux ou trois cristaux de couleurs différentes. Ils disposent d'un générateur intégré dans le même boîtier que les cristaux, qui fonctionne à une certaine fréquence. Il émet des impulsions uniques et alternées sur chaque cristal selon un programme donné. La vitesse (fréquence) de clignotement dépend du programme défini. Lorsque deux cristaux brillent simultanément, la LED clignotante produit une couleur intermédiaire. Les deuxièmes plus populaires sont les diodes électroluminescentes clignotantes contrôlées par le courant (niveau de potentiel). Autrement dit, pour faire clignoter une LED de ce type, vous devez changer l'alimentation au niveau des broches correspondantes. Par exemple, la couleur d'émission d'une LED bicolore rouge-vert à deux bornes dépend du sens du flux de courant.

Une LED clignotante tricolore (RVB) à quatre broches possède une anode commune (cathode) et trois broches pour contrôler chaque couleur séparément. L'effet clignotant est obtenu en se connectant à un système de contrôle approprié.

Il est assez simple de créer un clignotant basé sur une LED clignotante prête à l'emploi. Pour ce faire, vous aurez besoin d'une pile CR2032 ou CR2025 et d'une résistance de 150 à 240 Ohm, qui doit être soudée à n'importe quelle broche. En observant la polarité de la LED, les contacts sont connectés à la batterie. Le clignotant LED est prêt, vous pouvez profiter de l'effet visuel. Si vous utilisez une pile couronne, basée sur la loi d'Ohm, vous devez sélectionner une résistance de résistance plus élevée.

LED conventionnelles et systèmes clignotants basés sur celles-ci

Un radioamateur novice peut assembler un clignotant à l'aide d'une simple diode électroluminescente unicolore, disposant d'un ensemble minimum d'éléments radio. Pour ce faire, nous considérerons plusieurs schémas pratiques, caractérisés par un ensemble minimum de composants radio utilisés, de simplicité, de durabilité et de fiabilité.

Le premier circuit se compose d'un transistor Q1 de faible puissance (KT315, KT3102 ou un analogue importé similaire), d'un condensateur polaire 16V C1 d'une capacité de 470 μF, d'une résistance R1 de 820-1000 ohms et d'une LED L1 comme AL307. L'ensemble du circuit est alimenté par une source de tension de 12 V.

Le circuit ci-dessus fonctionne sur le principe du claquage par avalanche, de sorte que la base du transistor reste « suspendue dans l'air » et qu'un potentiel positif est appliqué à l'émetteur. Lorsqu'il est allumé, le condensateur est chargé à environ 10 V, après quoi le transistor s'ouvre un instant et libère l'énergie accumulée vers la charge, ce qui se manifeste sous la forme d'un clignotement de la LED. L'inconvénient du circuit est la nécessité d'une source de tension de 12 V.

Le deuxième circuit est assemblé sur le principe d'un multivibrateur à transistors et est considéré comme plus fiable. Pour le mettre en œuvre, vous aurez besoin de :

deux transistors KT3102 (ou leur équivalent) ;
deux condensateurs polaires 16 V d'une capacité de 10 µF ;
deux résistances (R1 et R4) de 300 Ohms chacune pour limiter le courant de charge ;
deux résistances (R2 et R3) de 27 kOhm chacune pour régler le courant de base du transistor ;
deux LED de n'importe quelle couleur.

Dans ce cas, une tension constante de 5 V est fournie aux éléments. Le circuit fonctionne sur le principe de charge-décharge alternée des condensateurs C1 et C2, ce qui conduit à l'ouverture du transistor correspondant. Pendant que VT1 décharge l'énergie accumulée de C1 à travers la jonction collecteur ouvert-émetteur, la première LED s'allume. A ce moment, une charge douce de C2 se produit, ce qui contribue à réduire le courant de base VT1. A un certain moment, VT1 se ferme, et VT2 s'ouvre et la deuxième LED s'allume.

Le deuxième schéma présente plusieurs avantages :

Il peut fonctionner dans une large plage de tension à partir de 3 V. Lors de l'application de plus de 5V à l'entrée, vous devrez recalculer les valeurs des résistances afin de ne pas percer la LED et de ne pas dépasser le courant de base maximum du transistor.
Vous pouvez connecter 2 à 3 LED à la charge en parallèle ou en série en recalculant les valeurs des résistances.
Une augmentation égale de la capacité des condensateurs entraîne une augmentation de la durée de la lueur.
En modifiant la capacité d'un condensateur, nous obtenons un multivibrateur asymétrique dans lequel le temps de préchauffage sera différent.

Dans les deux options, vous pouvez utiliser des transistors pnp, mais avec correction du schéma de connexion.

Parfois, au lieu de LED clignotantes, un radioamateur observe une lueur normale, c'est-à-dire que les deux transistors sont partiellement ouverts. Dans ce cas, vous devez soit remplacer les transistors, soit souder les résistances R2 et R3 par une valeur inférieure, augmentant ainsi le courant de base.

Il ne faut pas oublier qu'une puissance de 3 V ne suffira pas pour allumer une LED avec une valeur de tension directe élevée. Par exemple, une LED blanche, bleue ou verte nécessitera plus de tension.

En plus des schémas de circuit considérés, il existe de nombreuses autres solutions simples qui font clignoter la LED. Les radioamateurs débutants devraient prêter attention au microcircuit NE555 peu coûteux et répandu, qui peut également mettre en œuvre cet effet. Sa polyvalence vous aidera à assembler d'autres circuits intéressants.

Champ d'application

Les LED clignotantes avec générateur intégré ont trouvé une application dans la construction de guirlandes du Nouvel An. En les assemblant dans un circuit en série et en installant des résistances présentant de légères différences de valeur, ils obtiennent un décalage dans le clignotement de chaque élément individuel du circuit. Le résultat est un excellent effet d'éclairage qui ne nécessite pas d'unité de commande complexe. Il suffit simplement de connecter la guirlande via un pont de diodes.

Les diodes électroluminescentes clignotantes, contrôlées par le courant, sont utilisées comme indicateurs en technologie électronique, lorsque chaque couleur correspond à un certain état (niveau de charge marche/arrêt, etc.). Ils sont également utilisés pour assembler des écrans électroniques, des panneaux publicitaires, des jouets pour enfants et d'autres produits pour lesquels les clignotants multicolores suscitent l'intérêt des gens.

La possibilité d'assembler de simples feux clignotants incitera à construire des circuits utilisant des transistors plus puissants. Avec un peu d'effort, vous pouvez utiliser des LED clignotantes pour créer de nombreux effets intéressants, comme une onde progressive.

Fixation. Alimentations. Lumière

Supports de balise peut être différent : support, aimant, boulons(il existe des fixations avec un boulon, certaines avec trois). Chaque type de fixation présente un certain nombre de caractéristiques. L'installation sur le support est très simple, mais ce type de support est déconseillé pour une utilisation sur de gros véhicules). Dans ce cas, il est recommandé d’utiliser des gyrophares à profil bas. Si un gyrophare est utilisé de temps en temps, ils optent souvent pour des gyrophares à support magnétique. En règle générale, ces balises sont connectées au système embarqué du véhicule via l’allume cigare. L'inconvénient de ces balises est la limitation de vitesse maximale (environ 80 km/h). Bien que si vous vous souvenez où ces balises sont utilisées, ce n'est peut-être pas un inconvénient. Enfin, vous pouvez installer le clignotant à l'aide de boulons (soit 3 boulons à un angle de 120 degrés soit 1 boulon au centre). Pour installer ces balises, vous devez faire un trou dans le toit de la voiture.

Alimentation de la balise- Il s'agit principalement de courant continu. Bien que le développement de balises alimentées par batterie soit presque terminé.

Les phares peuvent avoir trois sources lumineuses : lampe halogène, lampe au xénon Et Module LED. Le prix du phare et sa durée de vie dépendent de la source lumineuse. Une lampe halogène génère beaucoup de chaleur pendant son fonctionnement et, combinée à des températures ambiantes élevées, cela peut réduire considérablement la durée de fonctionnement de la balise. De plus, la consommation électrique d’une telle balise est assez élevée par rapport à d’autres types de sources. Un autre inconvénient d'une telle source lumineuse halogène est que l'éblouissement dans le phare est assuré par la rotation constante du « rideau » autour de la lampe. Des pièces mobiles supplémentaires dans la balise n'augmenteront pas sa fiabilité. La lampe au xénon ne présente pas les inconvénients de la précédente. En règle générale, il s'agit généralement de balises pulsées dont le mode s'apparente au mode de fonctionnement d'une lampe stroboscopique.

La plage de tension de fonctionnement est de 10 à 50 volts. Dans les balises au xénon, au lieu d'une lampe, on installe souvent un module avec un circuit imprimé, qui est essentiellement jetable, ce qui constitue son inconvénient. Une balise avec un module LED ferme la chaîne des prix. Les diodes fonctionnent très longtemps et malgré la différence de prix de 2, parfois 3 fois par rapport aux halogènes, elles dureront un ordre de grandeur plus longtemps. Ce sont des sources lumineuses LED qui sont utilisées dans les balises antidéflagrantes.