Blikač na lietadlo s viacerými výkonovými LED
Nečudo. Veď aj my s mojim bratom Miroslavom sme si povedali, že niečo také "ďalekonosné" s výkonovými LED diódami na našich modeloch plánujeme. Akurát nám jedna LED dióda "bola málo" a v niektorých prípadoch sme požadovali, aby aspoň jedna svietila trvale.
A preto nám bolo jasné, že napájanie z 5-Voltového "palubného" rozvodu vyhovovať nemusí.
autor: Janko O.
Keď sme pred vyše siedmimi rokmi na našej Web stránke uverejnili článok Stana Valenta s názvom "Blikač na 5V pre lietadlo", netušili sme, že to bude jeden z najúspešnejších článkov so závratným nárastom čítanosti.
Ide totiž o to, že pri napájaní čoby jedinej trvalo svietiacej výkonovej LED z bežného 5-Voltového (lineárneho) BECu (čo je mimochodom štatisticky najčastejšie používané napájanie elektroniky rekreačných modelov), bude tento natoľko prúdovo, no hlavne tepelne namáhaný, že na napájanie prijímača a serv už žiadna rezerva nezostane. O reálnom prúdovom zaťažení lineárnych BECov s ohľadom na ich možné prehrievanie je podrobne pojednávané v článku "Aký prúd znesie lineárny BEC?".
Bolo teda rozhodnuté, že trvale svietiaca výkovová LEDka, alebo viacero blikajúcich takýchto LEDiek musí byť napájaných priamo z pohonnej (LiPol) batérie (zo silového alebo servisného konektora). To nie je žiadny problém, ale počas letu sa napätie pohonnej LiPol batérie môže výrazne meniť, od stavu plno nabitej a nezaťaženej (4,2 V/čl.), až po takmer vyčerpanú a riadne zaťaženú (aj 2,7 V/čl.). A to môže mať za následok neprijateľné kolísanie jasu, alebo dokonca to, že v tom najnepriaznivejšom stave nebudú dotyčné výkonové LEDky svietiť vôbec a v opačnom prípade môžu byť preťažené a prepáliť sa.
Preto sme sa rozhodli použiť jednoduchý zdroj konštantného prúdu, alebo lepšie povedané: stabilizátor prúdu. Asi to najjednoduchšie zapojenie pre trvale svietiace LED je:
S uvedenými súčiastkami je prúd výkonovými LED diódami udržiavaný na hodnote asi 625 mA. Ak chceme inú hodnotu stabilizovaného prúdu (Istab), tak je treba zmeniť hodnotu rezistora Re, ktorú je možné vypočítať podľa vzťahu:
Re = 3,5 / Istab
Základom zapojenia je výkonový tranzistor T1, ktorého báza je pripojená na stabilizované napätie, v tomto prípade +5 Voltov z BECu a v emitore je zapojený odpor Re (na ktorom je takmer nemenné napätie 3,5 Voltu), ktorý už z princípu plní funkciu zápornej spätnej väzby, čiže stabilizuje kolektorový prúd.
My sme v našom zapojení použili výkonový tzv. Darlingtonov tranzistor, hoci v tomto konkrétnom zapojení nie je nutný, ale v spojení s mikrokontrolérom ATtiny by báza "klasického" tranzistora prúdovo neúmerne zaťažovala výstup mikrokontroléra. Napätie na báze tranzistora by isto nebolo +5 Voltov a stabilizátor prúdu by nefungoval správne.
Aby sme pre zapojenie trvale svietiacich LED a zapojenie blikajúcich LED nemuseli používať rôzne typy tranzistorov, rozhodli sme sa využiť len jeden typ, ktorý je navyše ľahko zohnateľný a v SOS Elektronik je ponúkaný v nasledujúcich cenových reláciách:
Pri trvale svietiacich výkonových LED sa výkonový tranzistor aj jeho emitorový odpor, ale aj samotná výkonová LED zahrievajú. Watáž rezistora je v schéme vyznačená, tepelné zaťaženie výkonového tranzistora sa mení podľa okolností: pri vyššom napätí batérie (čerstvo nabitá, nezaťažená) sa tranzistor hreje viac, pri nižšom napätí (batéria vybitá a navyše zaťažená) sa tranzistor hriať vôbec nemusí. Tranzistor je teda nutné aspoň minimálne chladiť, hliníkový pliešok hrúbky 1 mm o rozmeroch 3 x 3 cm by mohol stačiť, ak ho samozrejme aspoň trochu "ofukuje" chladiaci vzduch. Vhodne, na povrchu modelu, umiestnené výkonové LED by mali byť dostatočne chladené okolo prúdiacim vzduchom. Ak nie, treba použiť chladič.
V zapojení s blikajúcimi LEDkami nie sú LEDky, ani tranzistor a ani jeho emitorový odpor významne tepelne zaťažované a preto rezistor stačí aj malý (napr. na 0,25 W) a tranzistor nemusí mať chladič.
Počet výkonových LEDiek zapojených v kolektore tranzistora závisí od napájacieho napätia. Zjednodušene sa dá povedať, že ich (maximálny) počet je o jednu nižší ako je počet článkov LiPol batérie. Čiže pre 2-článkovú LiPolku je to len jedna výkonová LED, pre 3-článkovú sú to dve LED, pre 4-článkovú tri výkonové LEDky a pod. Jedno také "blikajúce" zapojenie, ako príklad vychádzajúci z pôvodného zapojenia Stana Valenta je tu:
Čo však robiť, ak chcete viac LEDiek ako "dovoľuje" LiPol batéria? Ako príklad sme si zvolili štyri výkonové LED, napájané z 3-článkovej batérie. Vďaka použitiu Darlingtonových tranzistorov, je možné zapojiť stabilizátory prúdu paralelne a to nasledovne:
Pri blikaní LEDiek je niekedy vhodné využiť "fintu", keď dióda nesvieti po celý čas rovnako intenzívne, ale na začiatku je jej "záblesk" intenzívnejší a po zvyšok svetelného impulzu prúd exponenciálne klesá a LEDka len akosi "dosvecuje".
Výsledkom je to, že spotreba prúdu (aj tepelné zaťaženie súčiastok) je oveľa nižšia ako by zodpovedalo "pocitovej" (psychologickej) intenzite svitu LEDky. To sa dá dosiahnuť drobnou úpravou zapojenia, keď je emitorový odpor výkovového tranzistora "preklenutý" podľa nasledujúcej schémy:
V tomto zapojení je "záblesková" hodnota prúdu asi 1,35 Ampéra (daná výslednou hodnotou paralelného spojenia rezistora Re a R1), ktorá potom klesne na 350 mA (dané len hodnotou Re). Hodnotu Re je možné ešte ďalej zväčšovať, čím sa "dosvecovací" prúd ďalej zníži, čo však intenzitu zábleskov príliš neovplyvní.
Za určitých okolností je možné odpor R1 úplne vynechať a potom zostane k emitorovému odporu Re paralelne zapojený priamo kondenzátor C1. Ale to už kratučké prúdové špičky môžu byť pre niektoré výkonové LED diódy nebezpečné. Takže toto je zapojenie len pre odvážnych, zato výsledok môže byť efektný.
Súvisiace články:
<Staršie | tento článok | Novšie>
Napísané: 27. 12. 2021, 08:02 | Prečítané: 18936x | Kategórie: Elektronika | Napísal: admin |
Komentáre: 11
Pridavam aj kratke video..
odkaz
Díky
rcledflash@gmail.com
Skúsil by som tam.
ale odkazy ti nefungujú - či len mne?
Začínam s Apprentisom STS 11,1V a pozdáva sa mi Vaše riešenie s 4-mi 3W LED na konoch krídel s kontrolérom ATiny. Nemám ale možnosť ho programovať, zvyšok zapojenia nie je problém. Je nejaká možnosť dostať sa k nemu?
Za odopoveď ďakujem.
S pozdravom Jaro
Sférou nášho záujmu sú mikrokontroléry PIC.
AT-čkam sa nevenujeme a nemáme k nim nič, teda ani programátor. (Programátor PICov sme kúpili na Ebay-i za celkom rozumnú cenu, ale chápem, že kvôli naprogramovaniu pár kusov sa to neoplatí).
Pridaj komentár
- Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
- HTML znaky budú prevedené na entity.
- Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
- Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)