Тема: правильная светофорная светодиодная лампа

- самая дешевая, дешевле некуда.
- самая простая, не требует специального оборудования для изготовления.
- механически очень прочная, прочнее обычной светофорной лампочки.
- гибкая внутренняя система, в зависимости от потребности можно устанавливать или не устанавливать резервную нить, устанавливать или не устанавливать схему гашения засветки при контроле холодной нити, использовать как 15Вт и как 25Вт в пересчете на обычную лампу.
- практически несгораемая, используются светодиоды мирового лидера фирмы CREE заявленный срок 100 тысяч часов при номинальной мощности (причем не до перегорания а сохранения своих параметров), которые в моей лампе нагружены только на треть номинальной мощности (при 15ваттном использовании, при 25ваттном на пол мощности).
- требует минимального вмешательства в схему (кроме схемы с контролем холодной нити, там потребуется другое реле), которое идет только на пользу, делает её значительно надежнее и дешевле.
- отсутствие высоких токов и напряжений, а значит безопаснее для обслуживания, нагрузка на контакты цоколя 0,15А против 1А других ламп.
- устранена проблема синего огня - с относительно недавнего времени, синий огонь стал не достаточно яркий, да плюс в нем часто примешивается красный оттенок. С этим пытаются бороться заменой синих линз, но особого эффекта это не дает. Но когда я создал лампу с правильной температурой свечения – 2700К, все цвета, в том числе и синий, стали давать правильный цвет и иметь одинаковую яркость! Дело оказалось в современной лампе, скорее всего нить накала имеет немного другой химический состав и дает более теплый оттенок!
- не слепит глаза машинистов ночью, яркость этой лампы не на много превышает яркость обычной лампы, также в ней отсутствуют собственные фокусирующие линзы и сертифицированные светодиоды не имеют паразитного ультрафиолетового излучения, что тоже влияет на ослепление.
- отсутствует катафотный эффект
- устранен главный враг светодиодов – высокая температура.

Немного о неисправностях светодиодов:

Обрыв, тут все просто разговаривать не о чем.
Короткое замыкание, контролировать очень сложно.
Снижение яркости вплоть до полного погашения при сохранении всех электрических параметров, здесь всё еще плачевней, требуется обратная оптическая связь с поправкой на освещенность в районе светофора. Кстати, если вам рассказывают, что их модель лампы имеет контроль всех этих неисправностей, то вам просто рассказывают сказкиJ

Разберем на примере полной схемы моей лампы:



Если нельзя контролировать неисправности, значит их нужно нивелировать, свести их влияние к нулю.
И мне это удалось. Огневое реле контролирует целостность цепи до моста D1 (D2) , включая и сам мост. Обрыв же любого из светодиодов не приведет ни к каким серьезным последствиям. Каждый из светодиодов состоит из трех кристаллов соединенных последовательно, и закорочение одного из кристаллов не приведет к превышению тока остальных кристаллов светодиода, не говоря уже об остальных светодиодах. Снижение яркости или полное погашение отдельных кристаллов не приведет к заметному снижению яркости. Так же, как при обрыве или закорочении отдельных кристаллов. Все что нам остается – это по графику проверять с определенной периодичностью исправность ламп, и в случае изъянов, изымать и ремонтировать их.

Пришло время познакомится с самой лампой: На фото не окончательный вариант, будет только одна пластина фольгированного алюминия и на нем еще будет посадочное место для схемы гашения подсветки при контроле холодной нити.
Корпус состоит из круглой платы из:
1. односторонне фольгированного стеклотекстолита на котором располагаются 1 или 2 диодных моста
2. двух контактов сделанных из латунных штырьков от неисправной семиштырки
3. одной пластины фольгированного алюминия, на которой распаивается остальная обвязка

Тут я не был оригинальным и взял готовую, используемую с светодиодных головках, пересчитал номиналы сопротивлений согласно требованиям схемы моей лампы, и перевел все в поверхностный монтаж. Стоит заметить, эта схема в типовых решениях не редко выходит из строя, здесь же она работает в значительно более комфортных условиях (примерно в 10 раз меньшие токи), вероятность выхода из строя сводится к нулю.

Главный враг кристалла светодиода, кроме превышения номинального тока – это высокая температура, тоже ведущая к быстрой деградации и выхода из строя.
Как и все, кто создавал светодиодные лампы, большую часть времени я пытался создать полный аналог обычной ламы, без вмешательства в схемные решения, и у меня в принципе получилось. Но этого всё же не достаточно. Как и в других ныне действующих моделях нагрев светодиода больший чем хотелось бы. И не мудрено, имитатор нагрузки 15Вт выделяет не меньше тепла, чем обычная лампа. А если добавить еще летнюю жару? Было еще чье-то предложение ставить емкостную нагрузку, задумка вроде бы неплохая, но! Во-первых это неполярный конденсатор примерно 300мкф – представляете габариты? А во-вторых все эти имитаторы имеют один общий недостаток – контроль целостности цепи заканчивается на них, то есть обрыв в цепи диодного моста и далее уже не контролируется.

И он есть. Посмотрите упрощенную схему включения маневровых светофоров:

Во-первых понизить общее напряжение питания до 24В (проще простого) достаточно в разрыв поставить трансформатор в релейной. Например трансформатора ПОБС-5А 300Вт хватит на 75 светофоров, полная цепь питания и контроля светофора потребляет 4Вт. К тому же, в отличии от светофорных трансформаторов, этот будет работать в комфортных условиях релейной. Этим мы также избавляемся от опасного высокого напряжения в цепях светофоров.
Во-вторых трансформатор СТ-4 в светофорной головке заменяем на реостат и постоянный резистор, то есть избавляемся от относительно ненадежного трансформатора в полевых условиях). Реостатом выставляем нужный ток нагрузки (кто не в курсе светодиод в отличии от обычной лампы требует контроля тока а не напряжения – учите матчасть), а на постоянном резисторе 1ом контролируем ток при помощи тестера. Для аналога 15Вт лампы ток составляет 0,15А, что соответствует падению напряжения на постоянном резисторе 1ом – 0,15В.
Ну и в третьих на реле ОМШ2-40 провод с четвертой ноги следует перепаять на третью, так как ток будет составлять 0,15А, обмотка 1-3 более подходящая по токам.
Как видите кардинально меняется подход, а не схема. В сигнальных установках перегона зеленый и желтый огонь не контролируются совсем (во всяком случае у нас в УСАБ), там достаточно заменит реостат 1,2ом на 40ом.