Osvětlení RC modelu

Mohlo by se zdát, že osvětlení RC modelu by se mohlo hodit tak maximálně na nějakou maketu, ale v tomto článku se Vám pokusím ukázat i jiné ( a ne neúčelné ) použití osvětlovacích systémů na RC modelu a to jak klasickém, tak FPV, jak na letadle, tak na copteru.

Osobně jsem řešil několikrát při klasickém RC létání za soumraku horší „čitelnost“ modelu a tak jsem se rozhodl si model nějak osvětlit. Provedl jsem tak k mé plné spokojenosti a uvědomil jsem si, že při troše práce se dá takové osvětlení modifikovat i na bezpečnostní prvek nejen pro klasické, ale také FPV létání. Přeci jen pokud na moelu něco svítí, nebo i bliká, je tento model nápadnější a típ pádem je i lépe vidět ( takže tím lze minimalizovat riziko střetnutí-se s jiným letadlem ).

Na úvod je dobré si připomenout, co se na osvětlení modelu používá. V první řadě jsou to světelné LED diody a v druhé řadě speciální použit SMD LED diod a to LED pásky pro osvětlení.

LED diody se vyrábějí a prodávají v rozmanitém provední pouzder, v barvách od základních až po tříbarevné a ve velikostech od miniaturních až po obří a výkonové LED čipy. Dají se sehnat i diody samoblikající, případně automaticky měnící barvy. Pokud jdeme takovou diodu kupovat, je dobré si od ní zjistit i veškeré parametry. Budou se nám hodit pro další výpočty ( minimálně důležité je napětí a proud pro diodu a také světelný tok a úhel vyzařování světla )DSC_9986

LED světelné pásky se vyrábějí také v mnoha různých provedeních, ať už jako pásky zalité, nezalité, jednobarevné, RGB pásky, s velkými nebo malými světelnými čipy. Většinou se dodávají pro napětí 12 V a to je jedno z jejich omezení ( ale i výhoda ). Na modelech, kde máme k dispozici 12 V ( baterie „tříčlánek“ ), je použití více než jednoduché. Bohužel tam kde používáme jiné baterie si musíme pomoci a to pro někoho nemusí být zrovna jednoduché. Nehledě k tomu, že je to další zařízení, které musíme zakoupit / zkonstruovat.DSC_9987

Pojďme se tedy podívat, co vše se dá s výše uvedenými komponentami vyrobit a jak na to. Jako úplně nejjednodužší použití LED diody je prosté její rozsvícení. Stejně tak použití LED pásku je velice jednoduché ( ještě jednodužší než samotné LED diody ). V případě použití LED pásku stačí připojit vodiče na baterii 12V a v tu chvíli se LED pásek rozsvítí. Nemusíme si o nic více starat. Pokud chceme takto rozsvítit samotnou LED diodu, musíme k ní ještě připojit rezistor. Výpočet potřebného rezistoru ( a veškeré technické náležitosti ) si ukážeme dále. Začneme tedy se schématem zapojení a s vysvětlením jednotlivých pojmů.

dioda s odporem

Co se týče použitých symbolů, tam U napájecí je námi dodané napětí ( například baterie 3s, BEC z regulátoru atd. ), U diody je provozní napětí diody ( zjistíme z katalogu, mívá označení Uf ) a I diody je pracovní proud diody ( opět zjistíme v katalogu, mívá označení If ). Poslední zbývající položkou je U rezistoru, což je pro nás jakési „odpadní“ napětí, které se musí „zmařit“ na daném rezistoru, aby jsme diodu nezničili. Toto napětí si musíme spočítat. pro výpočty platí následující vztahy :

  • U napájecí [ V ] = U rezistoru [ V ] + U diody [ V ]
  • R1 [ Ω ] = U rezistoru [ V ] / I diody [ A ]
  • P rezisotru [ W ] = R1 [ Ω ] * I diody [ A ] * I diody [ A ]

Jistě jste si všimli, že jsem se nezmínil o hodnotě P rezistoru. Jedná se o výkon rezistoru a tato hodnota nás bude zajímat v souvislosti s dimenzováním velikosti rezistoru. Jak jsem již psal, rezistor používáme jako jakýsi „mařič energie“ a tím pádem na něm bude vznikat odpadní produkt – teplo. A právě kvůli tomuto „odpadu“ musíme při návrhu dbát na to, aby jsme nezvolili rezistor příliš malého výkonu. Pokud to tak uděláme, rezistor nám vyhoří – neunese takovou zátěž. A v tuto chvíli je dobré se zmínit o tom, že pro některé aplikace potřebujeme použít více svítivách diod a bylo by zbytečné používat několik stejných zapojení jako je výše, ale můžeme toto zapojení modifikovat následovně.

více diod s rezistorem

Toto zapojení má výhody v tom, že počet diod si můžeme zvolit a tím pádem na rezistor ( který nám nepřináší žádný užitek ) nám zbyde podstatně menší napětí U rezistoru a tím pádem i na něm vyzářený výkon bude podstatně menší. Proto toto zapojení je výhodné pro napájení z větších baterií ( 3s, 4s ) a nemusíme mít obavu, že by byl rezistor příliš přetěžován. Výpočtové vztahy zde platí naprosto stejné jako u zapojení s jednou diodou, akorát napětí napájecí se rozdělí na více diod, takže tento vzorec bude vypadat následovně

  • U napájecí [ V ] = U rezistoru [ V ] + U diody [ V ] + U diody [ V ] + U diody [ V ]

S těmito základními vzorci a zapojeními můžeme postavit například poziční osvětlení, kde bude trvale svíti na pravém křídle zelená dioda a na levém křídle červená dioda. Pokud jednoduchou svítivou diodu nahradíme samoblikající diodou, máme jednoduchý blikač.

Pokud by někomu tyto funkce nestačily, máme možnost koupit v modelářských prodejnách různé Osvětlovací sety na RC modely. Většinou se jedná o krabičku zapojenou do přijímače, někdy i ovládanou jedním kanálem přijímače a potom klubkem drátů s různými diodami.

DSC_9985

Jak je vidět na obrázku, jedná se například o osvětlovací set od firmy Multiplex, kde tento konkrétní je určen pro jejich modely FunCub, EasyCub a jim podobné. Samozřejmě se dá použít i na jiné modely. Tato sada má jak poziční osvětlení, tak blikače a i přistávací reflektor. Jelikož je ale toto zařízení napájeno jen z přijímače, nelze od něj očekávat oslnivé výkony a tak je toto osvětlení vhodné spíš jako „skoromaketová“ vychytávka.

Ovšem s těmito základy si již nevystačíme, pokud chceme udělat například osvětlení typu stroboskop, nebo i blikač s nastavitelnými parametry, případně potřebujueme udělat osvětlení výkonové. Pro jednoduchost jsem hledal na internetu zapojení a našel jsem jich nesčetně. Nakonec jsem se ale pro jednoduchost rozhodl použít a modifikovat již předpřipravené elektronické stavebnice světelných efektů.

DSC_9984

DSC_9983

Na fotografiích je efektový LED blikač a také blikač s nastavitelnými parametry. Rozhodl jsem se pro ověřené stavebnice také proto, že i mírně zkušený elektrotechnik si s nimi poradí ( na složení jsou jednoduché ), nemusíme se doma trápit výrobou plošných spojů, případně stavbou na univerzální plošné spoje a v neposlední řadě i cena těchto stavebnic je velmi příznivá. A na to, jak jsou stavebnice jednoduché, nám poskytují více možností jejich modifikací. A to jednak počet svítivých diod, které použijeme, tak i modifikace napájecích napětí podle použitých baterií. Drobnou změnou předřadných rezistorů u diod ( případně zvýšením počtu diod ) se dá dosáhnout napájení i z baterie 6s a to bez zbytečné výkonové ztráty na rezistorech. Zde bych ale upozornil na jednu nepříjemnost, na kterou si musíme dát pozor. Ve většině stavebnic jsou elektrolytické kondenzátory. A tyto kondenzátory jsou vyráběny na určitá napětí. Ve většině případů je nutné si toto zkontrolovat a případně podle vstupního napětí koupit odpovídající kondenzátory na vyšší napětí.

Zde uvádím praktické provedení na mém akrobatickém modelu MX2. V křídlech jsou 4 x vysocesvítivé bílé LED diody ve fukci zábleskového majáku a k nim jsem ještě přidal jednu zelenou a jednu červenou diodu pro poziční osvětlení. Diody jsem použil bílé vysocesvítivé a poziční zelenou a červenou jsem použil jednak vysocesvítivou, ale také s co největším vyzařovacím úhlem.

DSC_9989

V modelu jsou potom instalovány 2 řídící jednotky v trupu a vše je napájeno rovnou z pohonné bateri 4s.

DSC_9990

Přední deska je blikač s nastavitelnou periodou blikání ( diody jsou umístěny na trupu ) a zadní deska je řídící jednotka od zábleskového majáku pro křídla. Poziční osvětlení na křídlech ( červená a zelená dioda ) je napájeno rovnou z BECu od regulátoru.

Ukázka výpočtu potřebných rezistorů pro osvětlení modelu MX2 :

1. Poziční osvětlení = vysocesvítivé diody napájené rovnou z BECu regulátoru

Použitá dioda zelená a červená . V katalogu zjistíme, že pro zelenou diodu je proud stanoven na 100mA a napětí na 4V. Pro červenou je to také 100mA, ale napětí jen 2.1V. Poslední informací pro výpočet je velikost napětí BECu, odkud to bude napájeno. V mém případě to je 5.5V. V tuto chvíli již můžeme vypočítat potřebné rezistory k těmto diodám:

  • zelená dioda : R = ( Ubecu – Udiody ) / Idiody => (5.5V – 4V) / 0.1A => 15Ω; z katalogu zjistíme, že se tato hodnota rezistoru standartně vyrábí a můžeme si ho tedy objednat. Samozřejmě si zkontrolujeme i potřebný výkon rezistoru podle vztahu P = R * I² => 15 * 0.1² => 0.15W. Vidíme tedy, že nám opravdu stačí rezisotr s malým výkonem – 0.25W
  • červená dioda : R = ( Ubecu – Udiody ) / Idiody => (5.5V – 2.1V) / 0.1A => 34Ω; z katalogu zjistíme, že se tato hodnota nevyrábí v běžně dostupné řadě, ale máme na výběr rezistor standartně vyráběný a ten použijeme. Samozřejmě si zkontrolujeme i potřebný výkon rezistoru podle vztahu P = R * I² => 33 * 0.1² => 0.33W. Vidíme tedy, že nám již nestačí rezisotr s malým výkonem – 0.25W, ale potřebujeme s výkonem 0.4W.

2. Zábleskový maják – stroboskopy = vysocesvítivé diody napájené rovnou z pohonné baterie 4s

Použité diody bílé. V katalogu zjistíme, že pro tuto diodu je proud stanoven na 20mA a napětí na 3.3V. Diody budeme mít zapojeny do série a to celkem 4 kusy. Napájení bude obstarávat baterie 4s, jejíž napětí pro výpočet budu brát jako maximální po nabití, tedy 16.8V. V tuto chvíli již můžeme vypočítat potřebný rezistor k těmto diodám:

  • R = ( Ubecu – 4 * Udiody ) / Idiody => (16.8V – 4 *3.3V) / 0.02A => 180Ω; z katalogu zjistíme, že se tato hodnota rezistoru standartně vyrábí a můžeme si ho tedy objednat. Samozřejmě si zkontrolujeme i potřebný výkon rezistoru podle vztahu P = R * I² => 180 * 0.02² => 0.072W. Vidíme tedy, že nám opravdu stačí rezisotr s malým výkonem – 0.25W

A zde je ukázka jak to vypadá v praxi na letadle MX2

A něco podobného z projektu hexacopteru

Pomohl vám tento článek? Pomozte nám v psaní dalších! Odešlete SMS ve tvaru PAY 85377 na číslo 9002020 Cena jedné sms je 20Kč včetně DPH.
Více možností podpory ZDE

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

*

one + 9 =