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Controlador de Lámparas fundidas Hola Wilson, el sistema está basado en los controladores de lámparas fundidas que mi empresa, “Electrónica Industrial MS89”, ha realizado para el control de luces de locomotoras. En MS89, nos dedicamos al diseño, fabricación, mantenimiento y reparación de todo tipo de Electrónica Industrial. Podemos diseñar y fabricar cualquier equipo que se necesite, adaptado a las necesidades del cliente, con la forma, dibujo, actuadores, displays, mandos, etc. Desarrollo: Para la realización de este sistema, necesitamos saber, si por la lámpara circula corriente cuando la queremos encender. Si no circula corriente, debemos entender que se ha roto. Si circula corriente, debemos entender que está bien y por lo tanto encendida. Necesitamos entonces, un relé de intensidad que nos informe de la circulación 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 lámpara de 10w/24v.

Control Lámpara Fundida

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Page 1: Control Lámpara Fundida

Controlador de Lámparas fundidas

Hola Wilson, el sistema está basado en los

controladores de lámparas fundidas que

mi empresa, “Electrónica Industrial

MS89”, ha realizado para el control de

luces de locomotoras.

En MS89, nos dedicamos al diseño, fabricación, mantenimiento y reparación de todo tipo de

Electrónica Industrial. Podemos diseñar y fabricar cualquier equipo que se necesite, adaptado a

las necesidades del cliente, con la forma, dibujo, actuadores, displays, mandos, etc.

Desarrollo:

Para la realización de este

sistema, necesitamos

saber, si por la lámpara

circula corriente cuando la

queremos encender.

Si no circula corriente,

debemos entender que se

ha roto.

Si circula corriente,

debemos entender que

está bien y por lo tanto

encendida. Necesitamos

entonces, un relé de

intensidad que nos

informe de la circulación 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 lámpara de 10w/24v.

Page 2: Control Lámpara Fundida

Una ampolla reed, esta constituida por dos

contactos a modo de láminas o lengüetas

metálicas, magnéticas y flexibles,

separadas y soportadas en una cápsula de

vidrio, con la peculiaridad de que estas

láminas se cierran entre ellas cuando se

les aplica un campo magnético con la

fuerza suficiente.

Cuando se les retira el campo magnético,

las laminas se separan a su posición de

reposo.

Se fabrican en distintos tamaños en

función de las necesidades de tensión,

intensidad a conmutar, histéresis de

funcionamiento fuerza de conexión etc.

La activación de esta ampolla reed, se realiza

o bien por el campo magnético de un imán o

bien por el producido por una bobina.

Este contacto lo utilizaremos para saber si

hay o no corriente en el circuito de la

lámpara.

Como veo interesante, no sólo saber que la lámpara esta rota en el instante de encenderla,

sino en cualquier momento, independientemente de que el interruptor de encendido este

apagado, he colocado algún componente más para llevar a cabo este cometido.

El sistema deberá de intervenir el cable que va a la lámpara desde el interruptor de mando

hacia la misma, para que lo atraviese la corriente. El sistema va alimentado desde los 24

voltios de la instalación. Sugiero alimentarlo a través de un fusible de 0,2Amp. Este no está

dibujado en los esquemas.

El esquema completo del diseño, está explicado un poco más adelante. Por el momento,

vamos a ver cómo fabricar la bobina para obtener la información del paso de corriente a

través de la lámpara.

Page 3: Control Lámpara Fundida

Fabricación de la bobina:

Ya que la medida del diámetro la ampolla reed que hemos elegido, es de 2,5mm, he partido de

una varilla de hierro de 3mm como núcleo para realizar el arrollamiento de las espiras.

El hilo de cobre esmaltado del que disponía en ese momento era de diámetro 0.8mm, que es

suficiente para la intensidad que queremos controlar. Evidentemente cuanto mayor sección

tenga el hilo, menores pérdidas debido a la resistencia del mismo tendremos en el diseño.

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 fabricación 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 atrás 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.

Page 4: Control Lámpara Fundida

A continuación, verificamos el funcionamiento del relé de intensidad fabricado.

Las especificaciones de la ampolla reed elelgida, en cuanto a la fuerza necesaria para su

actuación, nos dicen que son entre Fmín=15 Amp*vuelta, y Fmáx=30 Amp*vuelta.

F Si: F=I*vueltas; I=-------; vueltas

Fmín 15 Fmáx 30 Luego: Imín=--------=-----= 0,3Amp. y Imáx=-------=----- 0,6Amp. vueltas 50 vueltas 50 Es decir, que las fórmulas nos dicen que el relé se tendría 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 relé 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, fabricación correcta. El

reed utilizado en cuestión, necesita una fuerza de 27,5 Amp*vuelta.

Page 5: Control Lámpara Fundida

Con esta bobina podríamos controlar una lámpara de 21w/24v ya que la intensidad para esta

lámpara 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 lámpara de unos 10w/24v, tendremos

que realizar otra bobina que nos de mayor sensibilidad ya que la intensidad para esta lámpara

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 lámpara podría 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 lámpara de

10W/24v correctamente, pues 0.411 Amp. > de 0,28Amp que necesitamos para activar el reed

de este nuevo relé.

Por último, las perdidas engendradas en la

bobina por la resistencia del cobre esmaltado

son mínimas. 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 calibración de offset relativo

del tester.

Page 6: Control Lámpara Fundida

El esquema y su funcionamiento: En el esquema he colocado 2

interruptores. El de la parte superior es

para encender la lámpara en cuestión

(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 lámpara.

El sistema propuesto, como ya lo hemos

comentado anteriormente, te indica si la

lámpara está fundida o no, ya esté el

interruptor de Mando encendido o

apagado.

Mando encendido (Lámpara Ok):

Cuando encendemos el interruptor de

mando y la lámpara está bien

(Fundido=no), se establece una

corriente=0.411Amp que hace que el

Reed pase a estado=on. La corriente de

polarización del transistor es llevada a

0v (masa) a través del reed. La tensión

Vgs se queda en 0V y por lo tanto el

transistor no conduce y no se activa ni el

led ni el buzzer.

Buz

zer

KP

EG

242

100 espirasCu esmaltadodiam. 0.8mm

Pilo

to le

d 24

Vcc

(roj

o) in

terr

lam

para

(azul) hacia lamp

D1 1N4007

D2

ZEN

ER

7V

5

Q1

IRF6

30

(rojo)

(negro)

(rojo) +24+24Vcc

0v (azul) 0v

Lam

p 21

W/2

4V

R2

1K/0

.25W

R1

10K

/0.2

5W

(negro) 0v

(azul)

(roj

o)

RE

ED

30

Am

p*Tu

rn+24Vcc

0v

Intensidad de polarización < 3mA

Vgs=0 Voltios

Intensidad de lámpara=0.411Amp

reléreedon

Page 7: Control Lámpara Fundida

Mando apagado (Lámpara Ok):

Cuando apagamos el interruptor de

mando y la lámpara está bien

(Fundido=no), no se establece corriente a

través de la bobina y el rele reed pasa a

estado=off. La corriente de polarización

del transistor (Inferior a 3mA), es

desviada hacia 0v a través del diodo

1N4007 y de la baja resistencia de la

lámpara (para 21w/24v=27Ohm). La

tensión Vgs se queda <0,8V y por lo tanto

el transistor no conduce y no se activa ni

el led ni el buzzer.

Mando encendido (Lámpara Mal):

Cuando la lámpara está fundida y el

mando está encendido, no circula

corriente por la bobina luego el reed=off.

La corriente de polarización no es

desviada hacia 0v ni a través de la

lámpara ni del reed. Esta circula a través

del diodo zener estableciendo una tensión

Vgs = 7,5v. Esta tensión polariza al

transistor Mosfet, y por ello se enciende el

piloto de aviso y suena el buzzer.

+24Vcc

0v

Vgs<0.8Voltios

Intensidad de polarización < 3mA

+24Vcc

0v

Intensidad de polarización < 3mA

Intensidad de lámpara=0.0 Amp

Vgs=7.50 Voltios

TransistorpolarizadoEl led se enciendey pita el buzzer

reléreedoff

Page 8: Control Lámpara Fundida

Mando apagado (Lámpara Mal):

Igual que en el caso anterior, cuando la

lámpara está fundida y el mando está

apagado, no circula corriente por la

bobina luego el reed=off. La corriente de

polarización no es desviada hacia 0v ni a

través de la lámpara ni del reed. Esta

circula a través del diodo zener

estableciendo una tensión Vgs = 7,5v.

Esta tensión 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 lámpara 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 polarización < 3mA

Intensidad de lámpara=0.0 Amp

Vgs=7.50 Voltios

TransistorpolarizadoEl led se enciendey pita el buzzer

reléreedoff

Page 9: Control Lámpara Fundida

Por último, muestro las fotos en

las que se ve el estado de los

interruptores de encendido

(Mando) y de fundido de

lámpara 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

Page 10: Control Lámpara Fundida

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 están las fotos del montaje por las dos

caras.

Espero haberos aclarado todo el funcionamiento fabricación y demás dudas. Saludos, y hasta

la próxima [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 envías una dirección, te lo mando por transporte a

portes debidos.