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Controlador de Lmparas fundidas
Hola Wilson, el sistema est basado en los
controladores de lmparas fundidas que
mi empresa, Electrnica Industrial
MS89, ha realizado para el control de
luces de locomotoras.
En MS89, nos dedicamos al diseo, fabricacin, mantenimiento y
reparacin de todo tipo de
Electrnica Industrial. Podemos disear y fabricar cualquier
equipo que se necesite, adaptado a
las necesidades del cliente, con la forma, dibujo, actuadores,
displays, mandos, etc.
Desarrollo:
Para la realizacin de este
sistema, necesitamos
saber, si por la lmpara
circula corriente cuando la
queremos encender.
Si no circula corriente,
debemos entender que se
ha roto.
Si circula corriente,
debemos entender que
est bien y por lo tanto
encendida. Necesitamos
entonces, un rel de
intensidad que nos
informe de la circulacin o
no de la misma. Para ello, he utilizado como base una ampolla
reed con una bobina realizada
manualmente y calculada para la potencia de la lmpara de
10w/24v.
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Una ampolla reed, esta constituida por dos
contactos a modo de lminas o lengetas
metlicas, magnticas y flexibles,
separadas y soportadas en una cpsula de
vidrio, con la peculiaridad de que estas
lminas se cierran entre ellas cuando se
les aplica un campo magntico con la
fuerza suficiente.
Cuando se les retira el campo magntico,
las laminas se separan a su posicin de
reposo.
Se fabrican en distintos tamaos en
funcin de las necesidades de tensin,
intensidad a conmutar, histresis de
funcionamiento fuerza de conexin etc.
La activacin de esta ampolla reed, se realiza
o bien por el campo magntico de un imn o
bien por el producido por una bobina.
Este contacto lo utilizaremos para saber si
hay o no corriente en el circuito de la
lmpara.
Como veo interesante, no slo saber que la lmpara esta rota en el
instante de encenderla,
sino en cualquier momento, independientemente de que el
interruptor de encendido este
apagado, he colocado algn componente ms para llevar a cabo este
cometido.
El sistema deber de intervenir el cable que va a la lmpara desde
el interruptor de mando
hacia la misma, para que lo atraviese la corriente. El sistema
va alimentado desde los 24
voltios de la instalacin. Sugiero alimentarlo a travs de un
fusible de 0,2Amp. Este no est
dibujado en los esquemas.
El esquema completo del diseo, est explicado un poco ms
adelante. Por el momento,
vamos a ver cmo fabricar la bobina para obtener la informacin
del paso de corriente a
travs de la lmpara.
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Fabricacin de la bobina:
Ya que la medida del dimetro la ampolla reed que hemos elegido,
es de 2,5mm, he partido de
una varilla de hierro de 3mm como ncleo para realizar el
arrollamiento de las espiras.
El hilo de cobre esmaltado del que dispona en ese momento era de
dimetro 0.8mm, que es
suficiente para la intensidad que queremos controlar.
Evidentemente cuanto mayor seccin
tenga el hilo, menores prdidas debido a la resistencia del mismo
tendremos en el diseo.
En la foto se ve que se ha puesto una arandela para hacer tope
al realizar el bobinado.
Es importante echar unas gotas de aceite lubricante en la
varilla, para posteriormente poder
sacar la bobina sin que esta se haya pegado al soporte cuando
echamos pegamento para fijar
las espiras.
Las fotos que presento, son de la fabricacin de una bobina de 50
espiras, repartidas en tres
capas, aunque para el montaje final, he fabricado una de 5 capas
de 20 espiras, esto es 100
espiras.
Cada vez que se terminaba una capa, se echaban unas gotitas de
pegamento antes de volver
hacia atrs para bobinar la siguiente capa. Al final, se da unas
vueltas de cinta aislante para
fijar el conjunto y se extrae la varilla, quedando la bobina con
un hueco interior de unos 3mm
suficientes para introducir la ampolla reed.
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A continuacin, verificamos el funcionamiento del rel de
intensidad fabricado.
Las especificaciones de la ampolla reed elelgida, en cuanto a la
fuerza necesaria para su
actuacin, nos dicen que son entre Fmn=15 Amp*vuelta, y Fmx=30
Amp*vuelta.
F Si: F=I*vueltas; I=-------; vueltas
Fmn 15 Fmx 30 Luego: Imn=--------=-----= 0,3Amp. y
Imx=-------=----- 0,6Amp. vueltas 50 vueltas 50 Es decir, que las
frmulas nos dicen que el rel se tendra que activar cuando por la
bobina
circulara una intensidad de entre 0,3...0,6Amp.
En la foto se ve como con 0,52Amp, el rel no se ha activado,
pero con 0,55Amp. ya se activa
y el tester de la derecha, nos indica el cierre del contacto
reed. OK, fabricacin correcta. El
reed utilizado en cuestin, necesita una fuerza de 27,5
Amp*vuelta.
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Con esta bobina podramos controlar una lmpara de 21w/24v ya que
la intensidad para esta
lmpara es:
P 21 P=V*I; I=-----=------= 0.875 Amp. > de 0,55Amp que
necesitamos para activar el reed V 24 Pero si el sistema lo
queremos hacer funcionar con una lmpara de unos 10w/24v,
tendremos
que realizar otra bobina que nos de mayor sensibilidad ya que la
intensidad para esta lmpara
es:
P 10 P=V*I; I=-----=------= 0.411 Amp. < de 0,55Amp que
necesitamos para activar el reed V 24
Es por ello que en el caso que nos ocupa, y como creo
comentaste, la lmpara podra ser de
10w/24v, he fabricado otra con el doble de espiras y que me ha
dado una intensidad de
disparo de 0,28 Amp. Con esta intensidad de disparo, podemos
controlar la lmpara de
10W/24v correctamente, pues 0.411 Amp. > de 0,28Amp que
necesitamos para activar el reed
de este nuevo rel.
Por ltimo, las perdidas engendradas en la
bobina por la resistencia del cobre esmaltado
son mnimas. La resistencia medida en la
bobina de 50 espiras fue Rb=0,057 Ohm. y la
de la bobina de 100 espiras Rb=0.106 Ohm. En
las fotos se ve la calibracin de offset relativo
del tester.
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El esquema y su funcionamiento: En el esquema he colocado 2
interruptores. El de la parte superior es
para encender la lmpara en cuestin
(Mando). El inferior es para simular el
fundido de la misma (Fundido).
He colocado un piloto led rojo y un
buzzer para avisar de el estado fundido
de la lmpara.
El sistema propuesto, como ya lo hemos
comentado anteriormente, te indica si la
lmpara est fundida o no, ya est el
interruptor de Mando encendido o
apagado.
Mando encendido (Lmpara Ok):
Cuando encendemos el interruptor de
mando y la lmpara est bien
(Fundido=no), se establece una
corriente=0.411Amp que hace que el
Reed pase a estado=on. La corriente de
polarizacin del transistor es llevada a
0v (masa) a travs del reed. La tensin
Vgs se queda en 0V y por lo tanto el
transistor no conduce y no se activa ni el
led ni el buzzer.
Buzz
erKP
EG24
2
100 espirasCu esmaltadodiam. 0.8mm
Pilot
o led
24
Vcc(ro
jo) int
err
lampa
ra
(azul) hacia lamp
D1 1N4007
D2 ZE
NER
7V5
Q1 IR
F630
(rojo)
(negro)
(rojo) +24+24Vcc
0v (azul) 0v
Lam
p 21
W/2
4V
R2 1K
/0.25
W
R1 10
K/0.
25W
(negro) 0v
(azul)
(rojo)
REED
30
Am
p*Tu
rn+24Vcc
0v
Intensidad de polarizacin < 3mA
Vgs=0 Voltios
Intensidad de lmpara=0.411Amp relreed
on
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Mando apagado (Lmpara Ok):
Cuando apagamos el interruptor de
mando y la lmpara est bien
(Fundido=no), no se establece corriente a
travs de la bobina y el rele reed pasa a
estado=off. La corriente de polarizacin
del transistor (Inferior a 3mA), es
desviada hacia 0v a travs del diodo
1N4007 y de la baja resistencia de la
lmpara (para 21w/24v=27Ohm). La
tensin Vgs se queda
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Mando apagado (Lmpara Mal):
Igual que en el caso anterior, cuando la
lmpara est fundida y el mando est
apagado, no circula corriente por la
bobina luego el reed=off. La corriente de
polarizacin no es desviada hacia 0v ni a
travs de la lmpara ni del reed. Esta
circula a travs del diodo zener
estableciendo una tensin Vgs = 7,5v.
Esta tensin polariza al transistor
Mosfet, y por ello se enciende el piloto
de aviso y suena el buzzer.
Montaje de Prueba:
El montaje de prueba se realiza en un a placa protoboard como se
ve en la foto.Se puede ver
que con la lmpara desconectada, (cable blanco-rojo) se enciende
el piloto rojo de aviso.
Posteriormente se monta todo en una placa de circuito impreso
pretaladrada.
+24Vcc
0v
Intensidad de polarizacin < 3mA
Intensidad de lmpara=0.0 Amp
Vgs=7.50 Voltios
TransistorpolarizadoEl led se enciendey pita el buzzer
relreedoff
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Por ltimo, muestro las fotos en
las que se ve el estado de los
interruptores de encendido
(Mando) y de fundido de
lmpara y se muestra el estado
del led rojo encendido solo
cuando fundido=si.
Interruptor fundido=si
Interruptor mando=off
Interruptor fundido=si
Interruptor mando=on
Interruptor fundido=no
Interruptor mando=on
Interruptor fundido=no
Interruptor mando=on
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El montaje en el circuito impreso pretaladrado nos ofrece
rapidez para un prototipo. Si
queremos cantidades mayores de sistemas sugiero realizar un
circuito impreso. No obstante
pos si alguien desea realizarlo de la misma manera, aca estn las
fotos del montaje por las dos
caras.
Espero haberos aclarado todo el funcionamiento fabricacin y dems
dudas. Saludos, y hasta
la prxima [email protected], [email protected]
P.D.
Por cierto Wilson, ahora que lo tengo montado y que no me sirve
de nada, te lo regalo.
Si te pones en contacto conmigo y me envas una direccin, te lo
mando por transporte a
portes debidos.
