Ліхтар аварійної зупинки

Реферат: Ліхтар аварійної зупинки містить джерело світла, блок живлення, підключений до нього, а джерело світла виконане у вигляді світлодіодів, які встановлені з можливістю роботи у імпульсному режимі. При цьому джерело світла виконане із двох груп по N (де N - число більше двох) потужних над'яскравих світлодіодів. Перша група виконана із світлодіодів червоного або синього кольору, що мають можливість роботи у імпульсному режимі, а друга - із світлодіодів білого кольору. Додатково введені рознімання зовнішнього джерела живлення, комутатор джерел живлення, перетворювач постійної напруги в сталий струм, зарядний блок та перемикач режимів роботи, а блок імпульсного керування випромінюванням має додатковий вхід. UA 90087 U (12) UA 90087 U UA 90087 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до приладів світлової сигналізації і може використовуватись для подання світлового сигналу при аварійній зупинці транспортного засобу або використовуватись як переносна лампа під час виконання ремонтних робіт на останньому. Відомий ліхтар аварійної зупинки, який має плафон, що закріплений на основі у формі диска, на якому у внутрішній порожнині плафона встановлена електрична лампа, з рефлектором, що обертається, який зв'язаний з електроприводом, а знизу основи встановлений магніт з магнітопроводом [корисна модель РФ № 21437, МПК F21V 9/00, F21L 14/00 опубл. БИ № 2, 2002 г.]. Найбільш близьким до технічного рішення, що пропонується, є ліхтар аварійної зупинки, який має плафон, що закріплений на основі у формі диска, на якому у внутрішній порожнині плафона встановлене джерело світла, блок живлення, підключений до нього, а джерело світла виконане у вигляді світлодіодів, які встановлені з можливістю роботи у імпульсному режимі [корисна модель РФ № 33205, МПК F21L 4/00, опубл. 10.10.2003 г.]. Цей ліхтар нарівні з перевагами, такими як використання світлодіодів, які працюють в імпульсному режимі, автономність і мала споживана потужність, має й ряд суттєвих недоліків, у тому числі: - невелика потужність випромінювання звичайних світлодіодів у пластикових корпусах і, як наслідок, дуже мала дальність дії ліхтаря в умовах поганої видимості; - можливість роботи лише в імпульсному режимі; - можливість роботи лише від автономного джерела живлення. Задача корисної моделі, що заявляється, є створення економічного і надійного ліхтаря аварійної зупинки з великою потужністю випромінювання, який може працювати не тільки в імпульсному режимі, але й у режимі постійного випромінювання з можливістю живлення не тільки від автономного джерела живлення, а і від акумулятора транспортного засобу, на якому він використовується; це дозволить скоротити кількість небезпечних ситуацій на дорогах. Поставлена задача вирішується тим, що у ліхтарі аварійної зупинки міститься джерело світла, блок живлення, підключений до нього, а джерело світла виконане у вигляді світлодіодів, які встановлені з можливістю роботи у імпульсному режимі, згідно з корисною моделлю, джерело світла виконане із двох груп по N (де N - число більше двох) потужних над'яскравих світлодіодів, причому перша група виконана із світлодіодів червоного або синього кольору, що мають можливість роботи у імпульсному режимі, а друга - із світлодіодів білого кольору, додатково введені рознімання зовнішнього джерела живлення, комутатор джерел живлення, перетворювач постійної напруги в сталий струм, зарядний блок та перемикач режимів роботи, а блок імпульсного керування випромінюванням має додатковий вхід; позитивний вихід рознімання зовнішнього джерела живлення через вимикач живлення з'єднаний з першим входом комутатора джерел живлення, а позитивний вихід акумулятора також через вимикач живлення з'єднаний з другим входом комутатора джерел живлення, до третього входу якого підключений позитивний вихід зарядного блока; позитивний вихід комутатора джерел живлення підключений до позитивного входу перетворювача постійної напруги в сталий струм, а керуючий вихід/вхід останнього підключений до входу керування зарядного блока до позитивного і негативного входів якого підключені відповідні виходи перетворювача постійної напруги в сталий струм, позитивний вихід якого підключений також до перемикача режимів випромінювання, перший вихід якого підключений до першого входу блока імпульсного керування випромінюванням, другий вихід підключений до другого додаткового входу блока імпульсного керування випромінюванням, а третій вихід підключений до анодів другої групи світлодіодів, а виходи блока імпульсного керування випромінюванням підключені до анодів світлодіодів першої групи. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено: 1. рознімання зовнішнього джерела живлення; 2. автономне джерело живлення (акумулятор); 3. вимикач живлення; 4. комутатор джерел живлення; 5. перетворювач постійної напруги в сталий струм; 6. зарядний блок; 7. перемикач режимів випромінювання; 8. блок імпульсного керування випромінюванням; 9. перша група світлодіодів; 10. друга група світлодіодів; 11. перший вхід комутатора живлення; 12. другий вхід (вихід) комутатора живлення; 1 UA 90087 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 13. позитивний вихід комутатора живлення; 14. позитивний вхід комутатора живлення для зарядного блока; 15. керуючий вихід (вхід) комутатора живлення; 16. позитивний вхід перетворювача напруги; 17. негативний вхід перетворювача напруги; 18. позитивний вихід перетворювача напруги; 19. негативний вихід перетворювача напруги; 20. позитивний вихід зарядного блока; 21. негативний вихід зарядного блока; 22. позитивний вхід зарядного блока; 23. негативний вхід зарядного блока; 24. вхід керування зарядного блока; 25. перший вхід блока імпульсного керування випромінюванням; 26. другий вхід блока імпульсного керування випромінюванням; 27. перший вихід блока імпульсного керування випромінюванням; 28. перший вихід блока імпульсного керування випромінюванням; 29. N-й вихід блока імпульсного керування випромінюванням. На кресленні зображена структурна схема світильника. Рознімання зовнішнього джерела живлення 1 - звичайне штекерне гніздо, через яке може бути підключене живлення від акумулятора транспортного засобу. Акумулятор 2 повинен мати найбільшу можливу ємність при мінімальних габаритах. Вимикач живлення 3 - звичайний тумблер з можливістю замикання двох напрямів. Комутатор джерел живлення 4 призначений для підключення до схеми ліхтаря автономного (акумулятора) або зовнішнього джерела живлення. Логіка комутатора може бути побудована на КМОП мікросхемах, які будуть керувати ключами на потужних MOSFET транзисторах. При живленні світлодіодів від акумуляторів будь якого типу важливі дві проблеми забезпечення сталого струму і погашення надлишкової напруги. У найпростішому випадку послідовно із світлодіодами можна включити резистори, на яких впаде і виділиться у вигляді тепла надлишкова напруга. Крім цього по мірі розряду акумуляторів їх напруга буде падати і як наслідок, їх яскравість будуть зменшуватись можливо до повного їх згасання. Найкращим рішенням вказаних вище проблем буде використання перетворювача постійної напруги в сталий струм 5. Зараз існує багато компонентів, у тому числі спеціалізованих мікросхем, які дозволяють створювати перетворювачі напруги з ККД біля 92-95 %. Перетворювач постійної напруги в сталий струм 5 може бути підвищуючим або понижуючим або комбінованим у залежності від напруги акумулятора, бортової мережі транспортного засобу та кількості світлодіодів, встановлених у ліхтарі. Він може бути виконаний на одній із стандартних мікросхем потрібного типу з мінімальною кількістю зовнішніх компонентів. Зарядний блок 6 найкраще виконати на одній з відомих мікросхем, що призначені для контролю напруги та формування графіку зарядки відповідного типу акумуляторної батареї. Зараз існують багато типів акумуляторних батарей 2, які можуть забезпечити резервне живлення аварійного ліхтаря, у тому числі нікель-кадмієві, нікель металгідридні, літієві і таке інше. Перші два типи батарей мають напругу 1,2 В на елемент, а літієві 3,6-3,7 В на один елемент. З урахуванням того, що пряма напруга на світлодіоді може бути від 2,5 до 3,5 В в залежності від його типу, потрібно не менше трьох батарей перших двох типів, або одна літієва. Треба відмітити, що саморозряд нікелевих акумуляторів значно більший, ніж у літієвих, а кількість циклів заряд/розряд менша. При цьому ціна потрібної кількості нікелевих акумуляторів вища, а маса значно більша, ніж у літієвих батарей однакової з ними ємності. Перемикач режимів випромінювання 7 звичайний поворотний перемикач на один напрямок і три положення. Оскільки комутовані ним напруги і струми невеликі, то основною вимогою до нього буде надійність. Блок імпульсного керування випромінюванням 8 формує імпульси, які "запалюють" світлодіоди. Може бути виконаний також на КМОП мікросхемах з вихідними ключами на потужних MOSFET транзисторах. Обидві групи світлодіодів 9 і 10 виконані на над'яскравих світлодіодах потужністю 1 Вт кожен із світловим потоком 110-120 лм при номінальному струмі через них 0,35 А. Це дозволяє досягти потужного випромінювання, яке буде видно здалеку, навіть в умовах поганої видимості. У першій групі світлодіодів треба використати світлодіоди червоного кольору, якщо ліхтар буде використовуватись як аварійний, або синього кольору, якщо ліхтар буде використовуватись як проблисковий маяк. У другій групі 10 використані світлодіоди білого кольору з необхідною колірною температурою. Вони призначені для роботи у випадку, коли ліхтар використовують, як 2 UA 90087 U 5 10 15 20 25 30 35 40 переносний, для виконання ремонтних робіт на транспортному засобі і живленні від акумулятора останнього. Найкращим рішенням для реалізації всіх блоків ліхтаря є використання програмованого мікроконтролера з необхідними якостями, такими, як достатній об'єм пам'яті та кількості входів/виходів, наявність аналогово-цифрового перетворювача (АЦП) та можливість формування широтно-імпульсного сигналу. Такий мікроконтролер дозволить реалізувати всю схему ліхтаря з мінімальною кількістю зовнішніх компонентів і, як наслідок, за мінімальною вартістю. Конструктивно, ліхтар, що заявляється, може бути виконаний аналогічно ліхтарю-прототипу, у корпусі якого треба додатково встановити гніздо 1 для штекера зовнішнього живлення і перемикач 7 на три положення та один напрямок, а на основу корпусу зовні наклеїти потужний магніт, який дасть змогу встановлювати ліхтар у потрібному місці при використанні його як переноски. Перед включенням ліхтаря перемикачем 7 треба вибрати необхідний режим роботи: аварійний (положення 1), проблисковий (положення 2) або постійний (положення 3). Включається ліхтар вимикачем живлення 1. Якщо до гнізда 1 не підключене зовнішнє джерело живлення, то на виході 13 комутатора джерел живлення 4 з'являється напруга, що приходить від акумулятора 2. Одночасно з виходу 15 комутатора 4 виходить сигнал, що приходить на вхід 24 зарядного блока 6 і блокує роботу останнього в режимі зарядки акумулятора. Тепер зарядний блок 6 тільки контролює стан акумулятора. Разом з тим, на виході перетворювача 5 з'являється струм, який, в залежності від положення перемикача 7, надходить на один з входів (25 або 26) блока імпульсного керування випромінюванням 8, чи безпосередньо на групу білих світлодіодів 10. У першому випадку починають випромінювати в одному з імпульсних режимів світлодіоди першої групи 9, у другому - постійно випромінюють світлодіоди другої групи 10. Якщо ліхтар використовується із зовнішнім джерелом живлення, то, як тільки напруга з нього з'явиться на вході 11 комутатора живлення 4, останній підключить вихід 20 зарядного блока 6 до свого входу 14 і, тим самим до акумулятора 2, одночасно відключивши його від виходу 13. При повністю зарядженому акумуляторі на виході 15 комутатора живлення 4 з'явиться сигнал, що прийде на вхід 24 зарядного блока і заблокує його роботу. Коли акумулятор розряджений, зарядний блок буде працювати до його повної зарядки, або до тих пір, поки не буде відключене зовнішнє живлення. При живленні від автономного або зовнішнього джерела живлення групи світлодіодів працюють однаково. У першому положенні перемикача 7 світлодіоди групи 1 спалахують і гаснуть одночасно, а у другому - послідовно, що спричиняє ефект світла, яке обертається, як у проблискових маяках. У третьому положенні перемикача 7 струм подається лише на групу 2 білих світлодіодів, які забезпечують яскраве освітлення місця проведення ремонтних або інших робіт. Використання у ліхтарі аварійної зупинки потужних над'яскравих світлодіодів дозволить надійно використовувати його для означення місця аварійної зупинки транспортного засобу навіть у умовах дуже поганої видимості, а введення додаткових режимів випромінювання значно розширює сферу використання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 Ліхтар аварійної зупинки, що містить джерело світла, блок живлення, підключений до нього, а джерело світла виконане у вигляді світлодіодів, які встановлені з можливістю роботи у імпульсному режимі, який відрізняється тим, що джерело світла виконане із двох груп по N (де N - число більше двох) потужних над'яскравих світлодіодів, причому перша група виконана із світлодіодів червоного або синього кольору, що мають можливість роботи у імпульсному режимі, а друга - із світлодіодів білого кольору, додатково введені рознімання зовнішнього джерела живлення, комутатор джерел живлення, перетворювач постійної напруги в сталий струм, зарядний блок та перемикач режимів роботи, а блок імпульсного керування випромінюванням має додатковий вхід, позитивний вихід рознімання зовнішнього джерела живлення через вимикач живлення з'єднаний з першим входом комутатора джерел живлення, а позитивний вихід акумулятора також через вимикач живлення з'єднаний з другим входом комутатора джерел живлення, до третього входу якого підключений позитивний вихід зарядного блока, позитивний вихід комутатора джерел живлення підключений до позитивного входу перетворювача постійної напруги в сталий струм, а керуючий вихід/вхід останнього підключений до входу керування зарядного блока, до позитивного і негативного входів якого підключені 3 UA 90087 U 5 відповідні виходи перетворювача постійної напруги в сталий струм, позитивний вихід якого підключений також до перемикача режимів випромінювання, перший вихід якого підключений до першого входу блока імпульсного керування випромінюванням, другий вихід підключений до другого додаткового входу блока імпульсного керування випромінюванням, а третій вихід підключений до анодів другої групи світлодіодів, а виходи блока імпульсного керування випромінюванням підключені до анодів світлодіодів першої групи. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4