Control Lámpara Fundida

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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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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 fundi