Простейшая электрическая схема сигнального маяка. Светодиодный проблесковый маячок. Красный проблесковый маячок

Вторая «жизнь» проблескового маячка

Простейшая электрическая схема сигнального маяка. Светодиодный проблесковый маячок. Красный проблесковый маячок

Проблесковые маячки применяются в электронных охранных домовых системах и на автомобилях как устройства индикации, сигнализации и предупреждения. Причём их внешний вид и «начинка» часто совсем не отличаются от проблесковых маячков (спецсигналов) аварийных и оперативных служб.

В продаже имеются классические маячки, но их внутренняя «начинка» поражает своим анахронизмом: изготовлены они на основе мощных ламп с вращающимся патроном (классика жанра) или ламп типа ИФК-120, ИФКМ-120 со стробоскопическим устройством, обеспечивающим вспышки через равные промежутки времени (импульсные маячки). А между тем на дворе XXI век, когда наблюдается триумфальное шествие очень ярких (мощных по световому потоку) светодиодов.

Одним из основополагающих моментов в пользу замены ламп накаливания и галогенных ламп светодиодами, в частности в проблесковых маячках, являются больший ресурс (срок безотказной работы) и меньшая стоимость последних.

Кристалл светодиода практически «неубиваем», поэтому ресурс прибора определяет в основном долговечность оптического элемента. Подавляющее большинство производителей применяют для его изготовления различные комбинации эпоксидных смол, разумеется, с различной степенью очистки. В частности, из-за этого светодиоды имеют ограниченный ресурс, по истечении которого они мутнеют.

Разные производители (не будем их бесплатно рекламировать) заявляют ресурс своих светодиодов от 20 до 100 тысяч (!) часов. В последнюю цифру мне слабо верится, потому что светодиод должен работать непрерывно 12 лет. За это время пожелтеет даже бумага, на которой отпечатана статья.

Однако, в любом случае, по сравнению с ресурсом традиционных ламп накаливания (менее 1000 часов) и газоразрядных ламп (до 5000 часов), светодиоды на несколько порядков долговечнее. Совершенно очевидно, что залогом большого ресурса является обеспечение благоприятного теплового режима и стабильного питания светодиодов.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема светодиодного маяка

Преобладание светодиодов с мощным световым потоком 20 — 100 лм (люменов) в новейших электронных устройствах промышленного изготовления, в которых они работают вместо ламп накаливания, даёт основание и радиолюбителям применять такие светодиоды в своих конструкциях.

Таким образом, я подвожу читателя к мысли о возможности замены в аварийных и специальных маячках различных ламп мощными светодиодами. При этом ток потребления устройством от источника питания уменьшится и будет зависеть в основном от применённого светодиода.

Для использования в автомобиле (в качестве спецсигнала, аварийного светового указателя и даже «знака аварийной остановки» на дорогах) ток потребления непринципиален, поскольку аккумуляторная батарея (АКБ) автомобиля имеет достаточно большую энергоёмкость (55 и более Ач и более).

Если же маячок питается от автономного источника, то ток потребления установленного внутри оборудования будет иметь немаловажное значение. Кстати, и АКБ автомобиля без подзарядки может разрядиться при длительной работе маячка.

Так, например, «классический» маячок оперативных и аварийных служб (синий, красный, оранжевый — соответственно) при питании от источника постоянного напряжения 12 В потребляет ток более 2,2 А, который складывается из потребляемого электродвигателем (вращающим патрон) и самой лампой. При работе проблескового импульсного маячка ток потребления снижается до 0,9 А. Если же вместо импульсной схемы собрать светодиодную (об этом ниже), ток потребления сократится до 300 мА (зависит от мощности применённых светодиодов). Экономия в стоимости деталей также ощутима.

Приведённые выше данные установлены автором экспериментально (всего протестировано шесть различных классических проблесковых маячков).

Конечно, не изучен вопрос о силе света (или, лучше сказать, его интенсивности) от тех или иных проблесковых устройств, поскольку автор не имел и не имеет специальной аппаратуры (люксометра) для такого теста. Но в силу новаторских решений, предложенных ниже, данный вопрос становится второстепенным.

Ведь даже относительно слабые световые импульсы (в частности от светодиодов), пропущенные сквозь призму неоднородного стекла колпачка маячка в ночное время более чем достаточны для того, чтобы маячок заметили за несколько сотен метров.

Именно в этом смысл дальнего предупреждения, не правда, ли?

Теперь рассмотрим электрическую схему «заменителя лампы» проблескового маячка (рис. 1).

Эту электрическую схему мультивибратора можно с полным правом назвать простой и доступной.

Устройство разработано на основе популярного интегрального таймера КР1006ВИ1, содержащего два прецизионных компаратора, обеспечивающих погрешность сравнения напряжений не хуже ±1%.

Таймер неоднократно использовался радиолюбителями для построения таких популярных схем и устройств, как реле времени, мультивибраторы, преобразователи, сигнализаторы, устройства сравнения напряжения и другие.

В состав устройства, кроме интегрального таймера DA1 (многофункциональная микросхема КР1006ВИ1), входят ещё времязадающий оксидный конденсатор С1, делитель напряжения R1R2. С3 выхода микросхемы DA1 (ток до 250 мА) управляющие импульсы поступают на светодиоды HL1—HL3.

Принцип работы устройства

Включение маячка осуществляется с помощью включателя SB1. Принцип работы мультивибратора подробно описан в литературе.

В первый момент на выводе 3 микросхемы DA1 высокий уровень напряжения — и светодиоды горят. Оксидный конденсатор С1 начинает заряжаться через цепь R1R2.

Спустя примерно одну секунду (время зависит от сопротивления делителя напряжения R1R2 и ёмкости конденсатора С1 напряжение на обкладках этого конденсатора достигает величины, необходимой для срабатывания одного из компараторов в едином корпусе микросхемы DA1. При этом напряжение на выводе 3 микросхемы DA1 устанавливается равным нулю — и светодиоды гаснут. Так продолжается циклически, пока на устройство подано напряжение питания.

Кроме указанных на схеме, в качестве HL1—HL3 рекомендую использовать мощные светодиоды HPWS-T400 или аналогичные с током потребления до 80 мА. Можно применять и только один светодиод из серий LXHL-DL-01, LXHL-FL1C, LXYL-PL-01, LXHL-ML1D, LXHL-PH01,

LXHL-MH1D производства Lumileds Lighting (все — оранжевого и краснооранжевого цвета свечения).

Напряжение питания устройства можно довести до 14,5 В, тогда его можно подключать в бортовую автомобильную сеть даже при работающем двигателе (а точнее — генераторе).

Особенности конструкции

Плата с тремя светодиодами устанавливается в корпус проблескового маячка вместо «тяжеловесной» штатной конструкции (лампы с вращающимся патроном и электродвигателем).

Для того чтобы выходной каскад обладал ещё большей мощностью, потребуется установить в точку А (рис. 1) усилитель тока на транзисторе VT1 так, как это показано на рисунке 2.

Рис. 2. Схема подключения дополнительного усилительного каскада

После подобной доработки можно применять по три параллельно включенных светодиода типов LXHL-PL09, LXHL-LL3C (1400 мА),

UE-HR803RO (700 мА), LY-W57B (400 мА) — все оранжевого цвета. При этом общий ток потребления соответственно увеличится.

Вариант с лампой-вспышкой

У кого сохранились детали фотоаппаратов со встроенной вспышкой, тот может пойти и другим путём. Для этого старую лампу-вспышку демонтируют и подключают в схему так, как показано на рисунке 3.

С помощью представленного преобразователя, подключаемого также в точку А (рис. 1), на выходе устройства с низким напряжением питания получают импульсы амплитудой 200 В.

Напряжение питания в данном случае однозначно увеличивают до 12 В.

Выходное импульсное напряжение можно увеличить, включив в цепь несколько стабилитронов по примеру VТ1 (рис. 3). Это кремниевые планарные стабилитроны, предназначенные для стабилизации напряжения в цепях постоянного тока с минимальным его значением 1 мА и мощностью до 1 Вт. Вместо указанных на схеме можно применить стабилитроны КС591А.

Рис. 3. Схема подключения лампы-вспышки

Элементы С1, R3 (рис.2) составляют демпфирующую RС-цепочку, гасящую высокочастотные колебания.

Теперь с появлением (в такт) импульсов в точке А (рис. 2) будет включаться лампа-вспышка ЕL1. Встроенная в корпус проблескового маячка данная конструкция позволит применять его и далее, если штатный маячок вышел из строя.

К сожалению, ресурс лампы-вспышки от портативного фотоаппарата ограничен и едва ли превысит 50 часов работы в импульсном режиме.

Плата со светодиодами, устанавливаемая в штатный корпус проблескового маячка

А. КАШКАРОВ, г. Санкт-П етербург

Источник: https://modelist-konstruktor.com/pribory-pomoshhniki/vtoraya-zhizn-probleskovogo-mayachka

Проблесковый маячок для ракеты

Простейшая электрическая схема сигнального маяка. Светодиодный проблесковый маячок. Красный проблесковый маячок
Все не так серьезно, как может показаться по теме 🙂 Ракета — макет для детского садика. Приближается день космонавтики и детей (группа четырехлеток!) обязали принести по ракете.

Идея замутить нечто такое или хотя бы такое по недостатку времени и по здравом рассуждении была отвергнута 🙂 Остановились на макете внушительных размеров с вживленным в носовую часть проблесковым маячком из светодиода.

Лично для меня эта поделка знаменательна тем, что впервые полный цикл от постановки задачи до получения готового и работающего изделия, включая электрическое моделирование, разводку платы, травление, засверловку и пайку был проведен за один день, за шесть часов.

Техзадание звучало так: проблесковый маячок из одного крупного светодиода красного цвета, 2 секунды горит, 3 секунды пауза. Автономная работа не менее трех дней («выставка» продлиться дня три-четыре, выключать маяк никто не будет).

С требованиями к конструкции определился сразу 1) Максимально дешевая (скорее всего забрать поделку обратно не удастся), поэтому никаких контроллеров.

2) Питание от батарейки типа «Крона» (для нее не нужен батарейный отсек, потому что из верхней части старой батарейки «Крона» получается прекрасный и, самое главное, надежный коннектор), а одной батарейки по напряжению хватает для питания чего угодно — если не пугают потери на снижение напряжения.

Емкость обычной солевой батарейки в 500 мА*ч конечно не слишком велика, но можно же соединить две батарейки паралельно. 3) Миниатюрные размеры. В идеале — в габаритах не больше той самой Кроны, чтобы можно было собрать в компактный пакет. 4) Плата на одностороннем стеклотекстолите, чтобы упростить производство и уменьшить вероятность брака. Кроме того односторонний текстолит у меня сейчас менее востребован, чем двусторонний. 5) «Слоновый» размер дорожек от 0.4 мм и больше (после экспериментов с дорожками 0.2 я все-таки в качестве «личного стандарта» принял ширину дорожки 0.3 мм). Опять же, чтобы уменьшить вероятность брака. Справедливости ради надо сказать, что я не просто знал о сущестововании NE555G, но даже как-то собирал на макетке «мигалку светодиодом». То есть понимание, как все это должно работать — было.

Схему подключени NE555G в астабильном режиме взял ровно из даташита.

Давольно много времени ушло на подбор параметров обвязки. Ни один из нагугленных второпях онлайн-калькуляторов 555-го таймера не позволял рассчитать параметры схемы исходя из продолжительности состояний выхода. В конечном итоге воспользовался калькулятором NE555 в Android-овском ElectroDroide — я помнил, что там калькулятор такое умеет.

Когда немного пришел в себя и интереса ради взглянул на формулу расчета периодов — стало стыдно…

Зато, в процессе гугления наткнулся на интересное, ранее от меня ускользавшее решение. Дело в том, что в стандартном астабильном подключении 555-ый таймер не позволяет иметь продолжительность выхода в состоянии LOW большей, чем в состоянии HIGH. Чтобы получить астабильный режим со скважностью большей 2 используется более сложная схема с диодом. Одноко, выход 555 го — не логический, а «силовой» и может выдать или принять на землю до 200 мА тока — экстремальные для логического мира значения. То есть, если продолжительность включения светодиода должна быть меньше, чем время, когда светодиод не горит, то анод (для тех, кто, как я, постоянно путает анод с катодом — «плюс») соединяем с питанием (не забываем про токоограничительный резистор), а катод («минус») светодиода присоединяем к «выходу» 555. Такой фокус не пройдет, если таймер должен управлять чем-нибуть, что хочет получать на вход именно высокий уровень, но светодиоду эти тонкие материи по барабану. И он прекрасно загорается, когда выходная нога 555-ог подключается к земле. Незначительный минус такого подключения — провод до светодиода всегда под напряжением. Не так чтоб это как-то влияло на безопасность или надежность, но тем не менее. Сначала решил не мудрствовать и для схемы взять резисторы одинаковых номиналов. Это дает отношение времени включения и выключения 1 к 2, а не требуемые 2 к 3, но зато упрощает подбор. Однако тут я сообразил, что у меня есть замечательные подстроечные резисторы на 10 КОм, и решил делать таймер с регулириуемым периодом. Заодно и подходящий к этим сопротивлениям электролитический конденсатор на 100 uF оказался исключительно компактным и коренастым. Поставил два подстроечника, чтобы можно было менять как продолжительность цикла, так и соотношение времени включения и выключения светодиода. На всякий случай последовательно с каждым подстроечником запланировал по постоянному резистору в 1 КОм, чтобы не попасть в ситуацию, когда сопротивление выкручено в ноль. Подозреваю, что ничего страшного бы не случилось. Но все-таки решил не нарываться. В итоге получился таймер со следующими параметрами: Минимальный период: 0.2 сек Максимальный период: 2.3 сек Максимальное отношение времени включения к времени выключения: 8 к 92 при периоде 0.9 сек. Настройка при таком включении подстроечных резисторов контринтутивна 🙂

На плате из любопытного только способ подключения переменных резисторов — по вот этой статье.

P.S. Результаты — для увеличения продолжительности работы в последний момент решил запитать устройство от двух батареек Крона, соединенных параллельно. Увы, второпях что-то не пропаял — изделие проработало всего двое суток. Батарейки удалось заменить, одна из изъятых батарей была сожрана до 1.5 Вольт, вторая бодро сохранила исходные 9 Вольт.

Источник: http://we.easyelectronics.ru/Shematech/probleskovyy-mayachok-dlya-rakety.html

Проблесковый маячок на светодиодах

Простейшая электрическая схема сигнального маяка. Светодиодный проблесковый маячок. Красный проблесковый маячок

Проблесковые маячки применяются в электронных охранных комплексах и на автотранспорте как устройства индикации, сигнализации и предупреждения. Причем их внешний вид и «начинка» часто совсем не отличаются от проблесковых маячков аварийных и оперативных служб (спецсигналов).

Внутренняя «начинка» классических маячков поражает своим анахронизмом: то здесь, то там в продаже регулярно появляются маяки на основе мощных ламп с вращающимся патроном (классика жанра) или ламп типа ИФК-120, ИФКМ-120 со стробоскопическим устройством, обеспечивающим вспышки через равные промежутки времени (импульсные маячки).

А между тем на дворе XXI век, в котором продолжается триумфальное шествие супер ярких (и мощных по световому потоку) светодиодов.

Один из основополагающих моментов в пользу замены ламп накаливания и галогенных ламп светодиодами, в частности в проблесковых маячках, является ресурс (срок безотказной службы) и стоимость светодиода.

Ресурс светодиода определяют две составляющие: самого кристалла и оптической системы. Подавляющее большинство производителей светодиодов применяют для оптической системы различные комбинации эпоксидных смол с различной степенью очистки. В частности из-за этого светодиоды имеют ограниченный ресурс в этой части параметров, после истечения которого они незначительно «мутнеют».

Разные компании-производители (не будем их бесплатно рекламировать) заявляют ресурс своей продукции в части светодиодов от 20 до 100 тыс.(!) час. С последней цифрой я категорически не согласен, поскольку мне слабо верится, что отдельно выбранный светодиод будет работать непрерывно 12 лет. За это время пожелтеет даже бумага, на которой отпечатана моя книга.

Однако, совершенно очевидно, что залогом большого ресурса является обеспечение тепловых режимов и условий питания светодиодов.

В любом случае, по сравнению с ресурсом традиционных ламп накаливания (менее 1000 час) и газоразрядных ламп (до 5000 час) светодиоды на несколько порядков долговечнее.

Преобладание светодиодов с мощным световым потоком 20-100 лм (Люменов) в новейших электронных устройствах промышленного изготовления, где ими заменяют даже лампы накаливания, дает повод и радиолюбителям применять такие светодиоды в своих конструкциях.

Таким образом, я веду речь о замене в аварийных и специальных маячках ламп различного назначения мощными светодиодами.

Причем при такой замене основной ток потребления от источника питания уменьшится, и будет зависеть в основном от тока потребления примененного светодиода.

Для применения совместно с автомобилем (в качестве спецсигнала, аварийного светового указателя и даже «знака аварийной остановки» на дорогах) ток потребления не принципиален, поскольку АКБ автомобиля имеет достаточно большую энергоемкость (55 и более А/ч).

Если же маячок питается от иного источника питания (автономного или стационарного), то зависимость тока потребления от установленного внутри оборудования – прямая. Кстати и АКБ автомобиля может разрядиться при длительной работе маячка без подзарядки аккумулятора.

Так, например, «классический» маячок оперативных и аварийных служб (синий, красный, оранжевый – соответственно) при питании 12 В потребляет ток более 2,2 А. Этот ток складывается из учета потребления электродвигателя вращающегося патрона и тока потребления самой лампы. При работе проблескового импульсного маячка ток потребления снижается до 0,9 А.

Если же вместо импульсной схемы собрать светодиодную (об этом ниже), ток потребления сократится до 300 мА (зависит от примененных мощных светодиодов). Экономия в деталях очевидна.

Приведенные выше данные установлены практическими экспериментами, проведенными автором в мае 2012 года в С-Петербурге (всего протестировано 6 различных классических проблесковых маячков).

Конечно, не изучен вопрос о силе или, лучше сказать, интенсивности света от тех или иных проблесковых устройств, поскольку автор не обладает специальной аппаратурой (люк-сометром) для такого теста. Но в силу новаторских решений, предложенных ниже, данный вопрос остается второстепенным.

Ведь даже относительно слабые световые импульсы (в частности от мощных светодиодов) в ночное и темное время более чем достаточны для того, чтобы маячок заметили за несколько сотен метров. Именно в этом смысл дальнего предупреждения, не правда, ли?

Теперь рассмотрим электрическую схему «заменителя лампы» проблескового маячка.

Схема светодиодного маячка:

Эту схему мультивибратора можно с полным правом назвать простой и доступной.

Устройство разработано на основе популярного интегрального таймера КР1006ВИ1 (NE555), содержащего 2 прецизионных компаратора, обеспечивающих погрешность сравнения напряжений не хуже ±1 %.

Таймер неоднократно использовался радиолюбителями для построения таких популярных схем и устройств, как реле времени, мультивибраторы, преобразователи, сигнализаторы, устройства сравнения напряжения и другие.

В состав устройства входят кроме интегрального таймера DA1 (многофункциональная микросхема KP1006ВИ1), время-задающий оксидный конденсатор С1, делитель напряжения R1R2. С выхода микросхемы DA1 (ток до 250 мА) управляющие импульсы поступают на светодиоды HL1—HL3.

Принцип работы устройства:
Включение маячка осуществляется с помощью включателя SB1.

В первый момент времени на выводе 3 микросхемы DA1 высокий уровень напряжения и светодиоды горят. Оксидный конденсатор С1 начинает заряжаться через цепь R1R2.

Спустя примерно 1 с (время зависит от сопротивления делителя напряжения R1R2 и емкости конденсатора С1), напряжение на обкладках этого конденсатора достигает величины, необходимой для срабатывания одного из компараторов в едином корпусе микросхемы DA1. При этом напряжение на выводе 3 микросхемы DA1 устанавливается равным нулю, и светодиоды гаснут. Так продолжается циклически, пока на устройство подано напряжение питания.

При отсутствии питания устройство ток не потребляет вообще.

О деталях:
Кроме указанных на схеме, в качестве HL1—HL3 рекомендую использовать мощные светодиоды HPWS-TH00 или аналогичные с током потребления до 80 мА. Можно применять только один светодиод из серий LXHL-DL-01, LXHL-FL1C, LXYL-PL-01, LXHL-ML1D, LXHL-PH01, LXHL-MH1D производства Lumileds Lighting (все оранжевого и красно-оранжевого цвета свечения).

Напряжение питания устройства можно довести до 12 В.

Источник: https://radiopill.ru/probleskovyj-mayachok-na-svetodiodah/

WikiMedForum.Ru
Добавить комментарий