Un semplice lampeggiatore. Suggerimenti per l'installazione dei lampeggianti e delle barre luminose Proflex LED lampeggiante su una batteria

I lampeggianti vengono utilizzati nei sistemi elettronici di sicurezza domestica e sulle automobili come dispositivi di indicazione, segnalazione e allarme. Inoltre, il loro aspetto e il loro “riempimento” spesso non differiscono affatto dalle luci lampeggianti (segnali speciali) dei servizi di emergenza e operativi.

Ci sono fari classici in vendita, ma il loro "riempimento" interno colpisce per il suo anacronismo: sono realizzati sulla base di potenti lampade con cartuccia rotante (un classico del genere) o lampade come IFK-120, IFKM-120 con un dispositivo stroboscopico che fornisce lampi ad intervalli regolari (lampeggiatori). Nel frattempo, questo è il 21 ° secolo, quando c'è una marcia trionfale di LED molto luminosi (potenti in termini di flusso luminoso).

Uno dei punti fondamentali a favore della sostituzione delle lampade a incandescenza e alogene con i LED, in particolare nei lampeggianti, è la maggiore durata (uptime) e il minor costo di queste ultime.

Il cristallo LED è praticamente “indistruttibile”, quindi la durata dell'apparecchio determina principalmente la durata dell'elemento ottico. La stragrande maggioranza dei produttori utilizza per la sua produzione varie combinazioni di resine epossidiche, ovviamente con diversi gradi di purificazione. In particolare, per questo motivo, i LED hanno una risorsa limitata, dopo di che diventano torbidi.

Diversi produttori (non li pubblicizzeremo gratuitamente) dichiarano una durata di vita dei loro LED da 20 a 100mila (!) ore. Faccio fatica a credere all'ultima cifra, perché il LED dovrebbe funzionare ininterrottamente per 12 anni. Durante questo periodo anche la carta su cui è stampato l'articolo diventerà gialla.

Tuttavia, in ogni caso, rispetto alla durata delle tradizionali lampade a incandescenza (meno di 1.000 ore) e delle lampade a scarica di gas (fino a 5.000 ore), i LED sono diversi ordini di grandezza più durevoli. È abbastanza ovvio che la chiave per una lunga risorsa è garantire condizioni termiche favorevoli e un'alimentazione stabile ai LED.

La predominanza dei LED con un potente flusso luminoso di 20 - 100 lm (lumen) nei più recenti dispositivi elettronici industriali, in cui funzionano al posto delle lampade a incandescenza, offre ai radioamatori le basi per utilizzare tali LED nei loro progetti. Porto così il lettore all'idea della possibilità di sostituire varie lampade in emergenza e segnalatori speciali con potenti LED. In questo caso l'assorbimento di corrente del dispositivo dalla fonte di alimentazione diminuirà e dipenderà principalmente dal LED utilizzato. Per l'uso in un'auto (come segnale speciale, spia di emergenza e persino un "triangolo di emergenza" sulle strade), il consumo di corrente non è importante, poiché la batteria dell'auto ha una capacità energetica abbastanza grande (55 o più Ah o più ). Se il faro è alimentato da una fonte autonoma, il consumo corrente delle apparecchiature installate all'interno non avrà poca importanza. A proposito, la batteria dell'auto senza ricarica può scaricarsi se il lampeggiante viene utilizzato per un lungo periodo.

Così, ad esempio, una segnalazione “classica” per servizi operativi e di emergenza (rispettivamente blu, rossa, arancione), se alimentata da una sorgente a 12 V CC, consuma una corrente superiore a 2,2 A, che è la somma di quella consumata dal motore elettrico (ruotando la presa) e dalla lampada stessa. Quando è in funzione un lampeggiatore a impulsi, il consumo di corrente si riduce a 0,9 A. Se invece di un circuito a impulsi si monta un circuito LED (ne parleremo più avanti), il consumo di corrente si ridurrà a 300 mA (a seconda del potenza dei LED utilizzati). Notevoli sono anche i risparmi sui costi dei componenti.

Naturalmente, la questione dell'intensità della luce (o, per meglio dire, della sua intensità) proveniente da alcuni dispositivi lampeggianti, non è stata studiata, poiché l'autore non disponeva e non dispone di attrezzature speciali (luxmetro) per tale test. Ma a causa delle soluzioni innovative proposte di seguito, questo problema diventa secondario. Dopotutto, anche gli impulsi luminosi relativamente deboli (soprattutto dei LED) che di notte passano attraverso il prisma del vetro non uniforme della calotta del faro sono più che sufficienti perché il faro venga notato a diverse centinaia di metri di distanza. È questo lo scopo dell'allarme a lungo raggio, non è vero?

Consideriamo ora il circuito elettrico del “sostituto della lampada” del lampeggiante (Fig. 1).

Riso. 1. Schema elettrico del lampeggiante a LED

Questo circuito elettrico multivibratore può essere giustamente definito semplice e accessibile. Il dispositivo è sviluppato sulla base del popolare timer integrato KR1006VI1, contenente due comparatori di precisione che forniscono un errore di confronto della tensione non peggiore del ±1%. Il timer è stato ripetutamente utilizzato dai radioamatori per costruire circuiti e dispositivi popolari come relè temporali, multivibratori, convertitori, allarmi, dispositivi di confronto della tensione e altri.

Il dispositivo, oltre al timer integrato DA1 (microcircuito multifunzione KR1006VI1), comprende anche un condensatore di ossido di regolazione del tempo C1 e un divisore di tensione R1R2. C3 dell'uscita del microcircuito DA1 (corrente fino a 250 mA), gli impulsi di controllo vengono inviati ai LED HL1-HL3.

Come funziona il dispositivo

Il lampeggiante si accende utilizzando l'interruttore SB1. Il principio di funzionamento di un multivibratore è descritto in dettaglio in letteratura.

Al primo momento, sul pin 3 del microcircuito DA1 è presente un livello di tensione elevato e i LED si accendono. Il condensatore di ossido C1 inizia a caricarsi attraverso il circuito R1R2.

Dopo circa un secondo (il tempo dipende dalla resistenza del partitore di tensione R1R2 e dalla capacità del condensatore C1, la tensione sulle armature di questo condensatore raggiunge il valore necessario per attivare uno dei comparatori nell'unico alloggiamento del microcircuito DA1. In questo caso, la tensione sul pin 3 del microcircuito DA1 è impostata uguale a zero e i LED si spengono, e ciò continua ciclicamente finché il dispositivo viene alimentato.

Oltre a quelli indicati nello schema, consiglio di utilizzare LED HPWS-T400 ad alta potenza o LED simili con un consumo di corrente fino a 80 mA come HL1-HL3. È possibile utilizzare solo un LED della serie LXHL-DL-01, LXHL-FL1C, LXYL-PL-01, LXHL-ML1D, LXHL-PH01,

LXHL-MH1D prodotto da Lumileds Lighting (tutti i colori luminosi arancione e rosso-arancio).

La tensione di alimentazione del dispositivo può essere aumentata a 14,5 V, quindi può essere collegata alla rete di bordo del veicolo anche con il motore (o meglio il generatore) in funzione.

Caratteristiche del progetto

Nell'alloggiamento del lampeggiante è installata una scheda con tre LED al posto della versione standard “pesante” (lampada con portalampada rotante e motore elettrico).

Affinché lo stadio di uscita abbia ancora più potenza, sarà necessario installare un amplificatore di corrente sul transistor VT1 nel punto A (Fig. 1), come mostrato in Fig. 2.

Riso. 2. Schema di collegamento per uno stadio amplificatore aggiuntivo

Dopo tale modifica è possibile utilizzare tre LED collegati in parallelo del tipo LXHL-PL09, LXHL-LL3C (1400 mA),

UE-HR803RO (700 mA), LY-W57B (400 mA) - tutto arancione. In questo caso, il consumo di corrente totale aumenterà di conseguenza.

Opzione con lampada flash

Coloro che hanno conservato parti di fotocamere con flash incorporato possono andare dall'altra parte. Per fare ciò, la vecchia lampada flash viene smontata e collegata al circuito come mostrato in Figura 3. Utilizzando il convertitore presentato, collegato anche al punto A (Figura 1), vengono ricevuti impulsi con un'ampiezza di 200 V all'uscita del dispositivo con una tensione di alimentazione bassa. La tensione di alimentazione in questo caso viene aumentata definitivamente a 12 V.

La tensione dell'impulso in uscita può essere aumentata collegando diversi diodi zener nel circuito seguendo l'esempio di VT1 (Fig. 3). Si tratta di diodi zener planari al silicio progettati per stabilizzare la tensione nei circuiti CC con un valore minimo di 1 mA e una potenza fino a 1 W. Al posto di quelli indicati nello schema è possibile utilizzare i diodi zener KS591A.

Riso. 3. Schema di collegamento della lampada flash

Gli elementi C1, R3 (Fig. 2) formano una catena RC smorzante che smorza le vibrazioni ad alta frequenza.

Ora, con la comparsa (nel tempo) degli impulsi nel punto A (Fig. 2), la lampada flash EL1 si accenderà. Questo design, integrato nel corpo del lampeggiante, ne consentirà un ulteriore utilizzo in caso di guasto del lampeggiante standard.

Una scheda con LED installata in un alloggiamento per lampeggiante standard

Sfortunatamente, la durata della lampada flash di una fotocamera portatile è limitata ed è improbabile che superi le 50 ore di funzionamento in modalità a impulsi.

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Si consiglia di iniziare a scoprire il mondo dell'elettronica radiofonica, pieno di misteri, senza una formazione specializzata, assemblando semplici circuiti elettronici. Il livello di soddisfazione sarà maggiore se il risultato positivo sarà accompagnato da un gradevole effetto visivo. L'opzione ideale sono i circuiti con uno o due LED lampeggianti nel carico. Di seguito sono riportate le informazioni che aiuteranno a implementare gli schemi fai-da-te più semplici.

LED lampeggianti già pronti e circuiti che li utilizzano

Tra la varietà di LED lampeggianti già pronti, i più comuni sono i prodotti in un alloggiamento da 5 mm. Oltre ai LED lampeggianti monocolore già pronti, esistono versioni a due terminali con due o tre cristalli di diversi colori. Hanno un generatore integrato nello stesso alloggiamento dei cristalli, che funziona ad una certa frequenza. Emette singoli impulsi alternati su ciascun cristallo secondo un determinato programma. La velocità (frequenza) di lampeggiamento dipende dal programma impostato. Quando due cristalli si illuminano contemporaneamente, il LED lampeggiante produce un colore intermedio. I secondi più popolari sono i diodi emettitori di luce lampeggianti controllati dalla corrente (livello potenziale). Cioè per far lampeggiare un LED di questo tipo è necessario cambiare l'alimentazione ai pin corrispondenti. Ad esempio, il colore di emissione di un LED bicolore rosso-verde con due terminali dipende dalla direzione del flusso di corrente.

Un LED lampeggiante a quattro pin a tre colori (RGB) ha un anodo comune (catodo) e tre pin per controllare ciascun colore separatamente. L'effetto lampeggiante si ottiene collegandosi ad un apposito sistema di controllo.

È abbastanza semplice realizzare un lampeggiatore basato su un LED lampeggiante già pronto. Per fare ciò, avrai bisogno di una batteria CR2032 o CR2025 e di un resistore da 150–240 Ohm, che dovrebbe essere saldato a qualsiasi pin. Rispettando la polarità del led si collegano i contatti alla batteria. Il lampeggiatore LED è pronto, puoi goderti l'effetto visivo. Se usi una batteria Krona, in base alla legge di Ohm, dovresti selezionare un resistore con una resistenza maggiore.

LED convenzionali e sistemi di lampeggiamento basati su di essi

Un radioamatore alle prime armi può assemblare un lampeggiatore utilizzando un semplice diodo emettitore di luce monocolore, con un set minimo di elementi radio. Per fare ciò, prenderemo in considerazione diversi schemi pratici, caratterizzati da un insieme minimo di componenti radio utilizzati, semplicità, durata e affidabilità.

Il primo circuito è costituito da un transistor Q1 a bassa potenza (KT315, KT3102 o un analogo importato simile), un condensatore polare C1 da 16 V con una capacità di 470 μF, un resistore R1 da 820-1000 ohm e un LED L1 come AL307. L'intero circuito è alimentato da una sorgente di tensione a 12V.

Il circuito di cui sopra funziona secondo il principio della rottura a valanga, quindi la base del transistor rimane "sospesa in aria" e all'emettitore viene applicato un potenziale positivo. All'accensione il condensatore si carica a circa 10V, dopodiché il transistor si apre per un attimo e cede l'energia accumulata al carico, che si manifesta sotto forma di lampeggio del LED. Lo svantaggio del circuito è la necessità di una sorgente di tensione a 12V.

Il secondo circuito è assemblato secondo il principio di un multivibratore a transistor ed è considerato più affidabile. Per implementarlo avrai bisogno di:

due transistor KT3102 (o loro equivalenti);
due condensatori polari da 16V con capacità di 10 µF;
due resistori (R1 e R4) da 300 Ohm ciascuno per limitare la corrente di carico;
due resistori (R2 e R3) da 27 kOhm ciascuno per impostare la corrente di base del transistor;
due LED di qualsiasi colore.

In questo caso, agli elementi viene fornita una tensione costante di 5 V. Il circuito funziona secondo il principio della carica-scarica alternata dei condensatori C1 e C2, che porta all'apertura del transistor corrispondente. Mentre VT1 scarica l'energia accumulata di C1 attraverso la giunzione collettore aperto-emettitore, si accende il primo led. In questo momento, si verifica una carica regolare di C2, che aiuta a ridurre la corrente di base VT1. Ad un certo momento, VT1 si chiude, VT2 si apre e il secondo LED si accende.

Il secondo schema presenta diversi vantaggi:

Può funzionare in un ampio intervallo di tensione a partire da 3V. Quando si applicano più di 5 V all'ingresso, sarà necessario ricalcolare i valori del resistore in modo da non sfondare il LED e non superare la corrente di base massima del transistor.
È possibile collegare 2-3 LED al carico in parallelo o in serie ricalcolando i valori dei resistori.
Un uguale aumento della capacità dei condensatori porta ad un aumento della durata del bagliore.
Modificando la capacità di un condensatore, otteniamo un multivibratore asimmetrico in cui il tempo di incandescenza sarà diverso.

In entrambe le opzioni è possibile utilizzare transistor PNP, ma con la correzione dello schema di collegamento.

A volte, invece di lampeggiare i LED, un radioamatore osserva un bagliore normale, ovvero entrambi i transistor sono parzialmente aperti. In questo caso è necessario sostituire i transistor o saldare i resistori R2 e R3 con un valore inferiore, aumentando così la corrente di base.

Va ricordato che la potenza di 3 V non sarà sufficiente per accendere un LED con un valore di tensione diretta elevato. Ad esempio, un LED bianco, blu o verde richiederà più tensione.

Oltre agli schemi elettrici considerati, esistono moltissime altre semplici soluzioni che fanno lampeggiare il LED. I radioamatori principianti dovrebbero prestare attenzione al microcircuito NE555 poco costoso e diffuso, che può anche implementare questo effetto. La sua versatilità ti aiuterà ad assemblare altri circuiti interessanti.

Area di applicazione

I LED lampeggianti con generatore incorporato hanno trovato applicazione nella costruzione delle ghirlande di Capodanno. Assemblandoli in un circuito in serie e installando resistori con leggere differenze di valore, ottengono uno spostamento nel lampeggio di ogni singolo elemento del circuito. Il risultato è un eccellente effetto luminoso che non richiede una complessa unità di controllo. Basta collegare la ghirlanda tramite un ponte a diodi.

I diodi emettitori di luce lampeggianti, controllati dalla corrente, vengono utilizzati come indicatori nella tecnologia elettronica, quando ciascun colore corrisponde a un determinato stato (livello di carica acceso/spento, ecc.). Vengono anche utilizzati per assemblare display elettronici, insegne pubblicitarie, giocattoli per bambini e altri prodotti in cui i lampeggiamenti multicolori suscitano l'interesse delle persone.

La capacità di assemblare semplici luci lampeggianti diventerà un incentivo a costruire circuiti utilizzando transistor più potenti. Con un piccolo sforzo, puoi utilizzare i LED lampeggianti per creare molti effetti interessanti, come un'onda viaggiante.

Fissaggio. Riserve energetiche. Leggero

Supporti per fari potrebbe essere diverso: staffa, magnete, bulloni(ci sono fissaggi con un bullone, alcuni con tre). Ogni tipo di fissaggio ha una serie di caratteristiche. L'installazione sulla staffa è molto semplice, ma questo tipo di montaggio non è consigliato per l'uso su veicoli di grandi dimensioni). In questo caso si consiglia di utilizzare lampeggianti a basso profilo. Se di tanto in tanto si utilizza un lampeggiante, spesso si opta per i lampeggianti con supporto magnetico. Di norma questi lampeggianti sono collegati al sistema di bordo del veicolo tramite l'accendisigari. Lo svantaggio di questi fari è il limite massimo di velocità (circa 80 km/h). Anche se ricordi dove vengono utilizzati questi fari, forse questo non è un aspetto negativo. Infine, puoi installare il lampeggiante utilizzando i bulloni (3 bulloni ad un angolo di 120 gradi o 1 bullone al centro). Per installare questi fari, è necessario praticare un foro nel tetto dell'auto.

Alimentazione del faro- Si tratta principalmente di corrente continua. Sebbene lo sviluppo dei fari alimentati a batteria sia quasi completo.

I fari possono avere tre sorgenti luminose: lampada alogena, lampada allo xeno E Modulo LED. Il prezzo del faro e la sua durata dipendono dalla sorgente luminosa. Una lampada alogena genera molto calore durante il funzionamento e, combinato con temperature ambiente elevate, può ridurre notevolmente la durata di funzionamento del lampeggiante. Inoltre, il consumo energetico di tale faro è piuttosto elevato rispetto ad altri tipi di fonti. Un altro svantaggio di una tale sorgente luminosa alogena è che l'abbagliamento nel faro è assicurato dalla rotazione costante della “tenda” attorno alla lampada. Ulteriori parti mobili nel faro non ne aumenteranno l'affidabilità. La lampada allo xeno non presenta gli svantaggi della precedente. Di norma si tratta generalmente di fari a impulsi, la cui modalità ricorda la modalità operativa di una luce stroboscopica.

L'intervallo di tensione operativa va da 10 a 50 volt. Nei fari allo xeno, invece di una lampada, viene spesso installato un modulo con un circuito stampato, che è essenzialmente usa e getta, il che è il suo svantaggio. Un faro con modulo LED chiude la catena dei prezzi. I diodi funzionano per un tempo molto lungo e nonostante la differenza di prezzo di 2, a volte 3 volte rispetto a quelli alogeni, dureranno un ordine di grandezza più lungo. Le sorgenti luminose a LED vengono utilizzate nei lampeggianti antideflagranti.