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Palavra chave
Hangar 3D - O portal do Aeromodelisto

Luzes a bordo

Jun 21, 2013 Written by  Read 4847 times
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 Essa matéria vem colaborar para resolvermos um dilema, que tenho certeza, vários de nós já passamos por ele. Como conseguir uma iluminação de qualidade compatível com as características e dimensões dos aeromodelos. No mercado começaram a aparecer sistemas com leds considerados de “alto brilho”, mas que após instalados não atendem ás expectativas.A solução do dilema esta nos próprios leds, mas vamos falar de “LEDS” com desempenho superior a qualquer outro que conhecemos até o momento.
Para quem não gosta de coisas muito técnicas, vou começar falando primeiro dos leds utilizados e depois entrarei no blá blá blá... mais técnico. É claro que não tenho a menor intenção de esgotar o assunto e nem sou capacitado para isso, mas tenho certeza de que quem testar esses novos leds vai valorizar cada centavo gasto para “transformar” seu aeromodelo.
 

Abraços,
Fábio Soares Gomes
São Carlos - SP

1 - Foram utilizados os seguintes Leds:

fornecidos por NEONLIGHT http://www.tray.com.br/neonlight/

1.1 - Faróis da Asas:

 Led Quadrado 50.000mcd 100º , corrente 80mA – ( Branco)
    

Utilizado nos faróis das asas. Foram montados em conjuntos de quatro leds para cada asa. E utilizado também nos estrobos das pontas das asas. Como este led tem ângulo de emissão de 100º são bem visíveis em várias posições de vôo.
 
Figura tirada do Site NEONLIGHT direitos reservados http://www.tray.com.br/neonlight/

 

Obs: Este led não tem na cor verde mas tem na cor vermelha, portanto pode ser usado para luzes piscantes em outras partes do aeromodelo como estabilizador vertical (calda), “dorso” ou “barriga”. Lembrando que para luzes estroboscópicas o led não deve apontar para cima pois não fica visível. Para uma boa visibilidade ele deve apontar para o plano horizontal ( para frente ou para os lados ) ou para baixo.

 
1.2 - Ponta das asas - Luz de posição e luz estorboscópica:

LED100 o LED de 100mA potência de 12 lumens leds neon – (verde, vermelho e branco)

Utilizado nas luzes de posição instaladas nas pontas das asas. Elas não piscam e são: Verde na asa direita e Vermelha na asa Esquerda.
Este leds também foram usados para o estrobo juntamente com um led quadrado, ou seja para a luz estroboscópica foram usados dois leds, um led 100 apontando para a frente e um led quadrado apontando para a lateral. Essa disposição torna a visibilidade muito boa em diversas posições. Para montagens em perfis de asa mais finos o led 100 pode ser utilizado para os faróis.
 
Figura tirada do Site NEONLIGHT direitos reservados http://www.tray.com.br/neonlight
 
1.3 - Farol de Bequilha

Power Led 10mm Branco Super Brilho Leds de 1W – cor branca
Led 10mm, 1W, 560.000mcd a 40°
Utilizado na confecção do farol de  pouso da bequilha. Para fazer o farol, utilizei um refletor tirado de uma pequena lanterna encontrada em uma “loja de R$1,99”. Colei o led e o refletor sobre uma alavanca de bequilha ( aquela que usamos para fixar o arame do servo e movimentar a bequilha) e fiz o acabamento com espaguete termo retrátil.
 
 
Figura tirada do Site NEONLIGHT direitos reservados http://www.tray.com.br/neonlight
 
 
 **********************************************************************
IMPORTANTE:

AO COMPRAR OS LEDS ESPECIFIQUE:

1 – O Modelo
2 – A Cor
3 – A tenção da bateria que ira usar, para que montem com o resistor correto. Nono caso de usar baterias de 4,8V recarregável lembre-se que ao carregar a bateria fica com 5,2V portanto especifique a voltagem de 5,2V para calcular o resistor.
4 – Caso vá montar pessoalmente ou usar o regulador de voltagem no lugar do resistor avise para enviarem desmontado.

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2 - Informações complementares

2.1 – Escolha dos diversos tipos de Leds:

Os leds convencionais de alto brilho vendidos em lojas de eletrônica trabalham com correntes de 20 mA e tem ângulos de emissão muito pequenos entre 15º e 20º. Portanto não produzem efeitos significativos. São bons apenas para auto-modelismo ou aeromodelos in-door

Os Leds usados em minha montagem são leds com desempenho superior, com ângulos de emissão de até 100º e correntes de trabalho entre 80mA e 100mA. Portanto o rendimento nem se compara. O inconveniente é que são leds mais caros e eu só conheço um fornecedor de confiança no Brasil. Os parâmetros significativos para a escolha dos leds são:

1) a potência de emissão em milicandelas (mcd) ou em lumes (lm)
2) o ângulo de emissão, de preferência entre 60 e 120 graus
3) e a corrente de trabalho entre 80 e 100 mA. Correntes altas indicam que os leds são compostos por vários chips de emissão de luz (quatro ou cinco chips) ao invés de um único chip como os leds da 20mA

Existem também leds de alta potencia entre 1,5Watts e 3 Watts, no entanto esses leds precisam ser montados em dissipador de calor pois esquentam muito e isso dificulta a montagem em aeromodelos. No caso do farol de pouso da bequilha, poderia ser usinado um refletor em alumínio que servisse para embutir o led e ao mesmo tempo servisse como dissipador de calor, esta é apenas uma sugestão.

2.2 – Regime de trabalho corrente e tensão para leds

Para as luzes estroboscópicas se for utilizada bateria de 4,8V não precisa usar resistor nos leds Barncos, os meus estão trabalhando com a tensão pulsante diretamente nos leds e eles não queimarão. Se optar por colocar resistor por segurança, utilize um resistor de valor comercial menor do que o calculado para obter um rendimento um pouco superior. ISSO VALE APENAS PARA OS LEDS BRANCOS LIGADOS NO ESTROBO OU SEJA, OS QUE PISCAM EM INTERVALOS DE TEMPO PEQUENOS. PARA LEDS VERMELHOS TEM QUE USAR RESISTOR DE QUALQUER MANEIRA. Para Leds ligados sem piscar como os faróis, tem que se respeitar as condições de tensão e corrente.

Praticamente todos os leds seguem o seguinte regime de tensão de trabalho ( ou de queda de tensão):
 

Branco, Verde e Azul: 3,4 volts

Vermelho, Laranja e Amarelo: 2,2 Volts


Importante:
Observe que o Led vermelho trabalha com tensão menor e isso é a causa da maioria das queimas de leds vermelhos

Existem duas maneiras de garantir a tensão e a corrente adequada: a primeira é utilizar um resistor para cada led e a segunda é utilizar um pequeno regulador de voltagem feito com diodo zener (ver circuito adiante) facilmente montado pelos “fuçadores” de eletrônica.

 

 

a) – Utilização de resistores

 

Para calcular o resistor o procedimento é o seguinte:

 

V= R*I                >            R=V/ I   (expressão 1)  

 

Para aeromodelos o mais comum é utilizar um conjunto de baterias com 4,8V. No entanto as baterias quando carregadas produzem em torno de 5,2V e é esta tensão que devemos considerar.

 

Exemplo 1

Supondo led quadrado com corrente de 80mA (ou 0,08 Ampéres ) e com tensão de trabalho de 3,4V (led branco, verde ou azul) teremos:

 

A tensão no resistor devera ser a tensão da bateria (5,2V) menos a tensão no led (3,4V):   

5,2 – 3,4 = 1,8 V

 

Portanto pela (expressão1)          

R = 1,8 / 0,08

R = 22,5 Ohms

 

Portanto seria usado um resistor de valor comercial de 22 Ohms de 1Watt

 

Exemplo 2

Se fosse para o led quadrado ( corrente de 80mA)  vermelho

 

A tensão no resistor devera ser a tensão da bateria (5,2V) menos a tensão no led (2,2V):  

5,2 – 2,2 = 3 V

 

Portanto pela (expressão1)          

R = 3 / 0,08

R = 37,5 Ohms

 

Portanto seria usado um resistor de valor comercial de 39 Ohms ou o mais comum 47 Ohms de 1 Watt

 

Exemplo 3

Se fosse para o led100 ( corrente de 100mA)    vermelho

 

A tensão no resistor devera ser:   5,2 – 2,2 = 3 V

 

R = 3 / 0,1

R = 30 Ohms

 

Portanto seria usado um resistor de valor comercial de 33 Ohms de 1Watt

 

Exemplo 4

Se fosse para o led100 ( corrente de 100mA)  branco, verde ou azul

 

A tensão no resistor devera ser:   5,2 – 3,4 = 1,8 V

 

R = 1,8 / 0,1

R = 18 Ohms

 

Portanto seria usado um resistor de valor comercial de 18 Ohms de 1Watt

 

Exemplo 5

Se fosse led comum de 20mA  branco, verde ou azul

A tensão no resistor devera ser:   5,2 – 3,4 = 1,8 V

R = 1,8 / 0,02

R = 90 Ohms

Portanto seria usado um resistor de valor comercial de 100 Ohms de 1/8Watt

 

Exemplo 6

Se fosse led comum de 20mA  Vermelho

A tensão no resistor devera ser:   5,2 – 2,2 = 3 V

R = 3 / 0,02

R = 150 Ohms

Portanto seria usado um resistor de valor comercial de 150 Ohms de 1/8Watt

 

 

 

 

 


Figura tirada do Site NEONLIGHT direitos reservados http://www.tray.com.br/neonlight

 

Como todo componente semicondutor, o LED tem terminal positivo e terminal negativo
O Terminal MAIOR é o POSITIVO
Já o resistor é um componente passivo e não tem polaridade e poderá ser ligado de qualquer lado. 

 

No processo de montagem será necessário cortar os terminais dos LEDs, neste caso para identificar os terminais leve em consideração que a parte maior ( veja figura ao lado ) é o '' chassis '' do LED e como tal corresponde ao terminal NEGATIVO. ( observação em raros casos isto poderá não ser verdadeiro, normalmente são LEDs fabricados sob especificação regime de OEM )
IMPORTANTE: Note que nos terminais há umas marquinhas, jamais solde ou aqueça acima destas marcas sob pena de danificar o LED.

 

 

 

 b) – Utilização de regulador de voltagem

 

A utilização do regulador de voltagem é vantajosa em vários aspectos, e deve ser aplicada para as luzes das asas: faróis e luzes de posicionamento. Para os faróis (conjunto de quatro leds) colocar um resistor para cada led é trabalhoso e dificulta a montagem, a menos que se monte em uma plaquinha de circuito impresso o que da bons resultados.
Alem de facilitar a montagem, outra vantagem do regulador de tensão é manter a tensão constante possibilitando o máximo desempenho do led. As baterias quando vão perdendo a carga ou quando submetidas a uma grande solicitação de corrente, sofrem queda de tensão e se o led estiver ligado com resistor, a queda de tensão no led é proporcional. Por exemplo com o sistema todo ligado, a corrente drenada pelos leds no sistema de iluminação estudado chega a 700mA e a tenção cai para 4,7 Volts. Como calculamos os resistores para 5,2V considerando 3,4V no led, quando a tensão cai para 4,7V teremos, “a grosso modo”, 2,9V no led, o que reduz substancialmente seu brilho.
Na montagem com regulador de tenção os leds branco e verde são ligados direto mas o led vermelho ainda precisa de resistor:
3,2V -2,2V= 1V    R=1/0,08   R=12,5Ohms ,  portanto usamos 12 Ohms 1W

A dica é usar o regulador instalado na asa atendendo faróis e luzes de posicionamento.

 

Esquema elétrico para confecção do regulador de voltagem
 
 
 
2.3 – Dicas de montagem:

a) – Montar o circuito da central de luz estroboscópica na asa evita que se leve muitos fios para a asa. E ligue os leds Brancos direto, sem resistor.
b) – Montar o regulador de tensão na asa também minimiza a quantidades de fios levados para a asa. Claro que isso não pode ser generalizado, ira depender do aeromodelo.
c) – conforme os itens “a)” e “b)”, se a central de luz estroboscópica e o regulador forem instalados na asa, só será necessário levar um fio para alimentar os dois, eliminando o uso de vários fios.
d) – Para o farol de pouso da bequilha, utilize resistor para não ter que puxar um fio do regulador instalado na asa e o led de 1W consome sozinho 350mA sobrecarregando o regulador.
e) – A bateria fica instalada na fuselagem normalmente. Não se deve usar a bateria do receptor pois o consumo do sistema de iluminação é muito alto e pode chegar a 800mA. Utilize uma bateria de pelo menos 1200mA/h.Importante!! Nunca deixe a bateria se descarregar abaixo de 4,4V, isso é prejudicial para a bateria e sobrecarrega o diodo zener do regulador podendo queima-lo.
f) – Faça um estudo preliminar para otimizar a quantidade de fios utilizados.
g) – Cuidado com os leds vermelhos. Tanto no estrobo quanto na luz de posicionamento ligada a um regulador de voltagem (3,2V) precisamos usar um resistor.
h) – Utilize uma chave geral para ligar e desligar o sistema.
i) – Utilize uma chave interagindo com um servo para ligar e desligar as luzes pelo rádio. E utilize outra chave interagindo com o servo do retrátil para ligar e desligar automaticamente o farol de pouso da bequilha quando baixar ou levantar o trem.
j) – Existe no mercado baterias 4,8V com células AAA, que são mais leves.
k) – Para fazer as lentes do faro, faça um molde do local que será cortado para instalar os leds. Para isso utilize massa de modelar infantil ( massinha). Pressione uma quantidade de massa no local a ser moldado, retire com cuidado e coloque pasta feita com gesso e água ( encontrado em lojas de materiais de construção). Feito o molde, é só usar um soprador térmico ou secador de cabelo para aquecer qualquer pedaço de plástico tipo PET e quando o plástico estiver mole, pressione contra o molde de gesso e pronto. De uma treinada e isso fica muito fácil. E é claro, só corte o aeromodelo depois que os moldes estiverem prontos e satisfatórios.
l) – Para passar o fio na asa de isopor chapeado, utilize um arame ou uma vareta de solda para acetileno. Faça uma ponta na vareta semelhante a uma chave de fenda e faça também algumas ranhuras que servirão para fixar o fio. Conecte a vareta a uma parafusadeira de baixa rotação ou vá girando manualmente. Passe a vareta até a caverna do servo do aileron. Fixe o fio na ponta ranhurada e puxe a vareta de volta para passar o fio. Depois passe o fio pelo duto onde passa o fio do aileron. CUIDADO !!! a vareta pode sair da reta desejada e furar a asa. Paciência é o que precisamos.
m) – Utilize cola de Canopy  para fixar as lentes.
n) – Certifique-se de que a central de luz estroboscópica suporta as correntes envolvidas. Os leds utilizados não são leds comuns de baixo consumo, lembre-se disso. Não da para fazer milagre, para uma boa potência temos maior consumo de corrente.
o) – Na instalação de luzes estoboscópicas é preciso tomar cuidado com fio correndo paralelo com a antena do receptor, isso fatalmente poderá gerar interferência. Só decole após testes de alcance do rádio observando qualquer interferência. Por isso é importante poder ligar e desligar o sistema pelo rádio. Se desconfiar de algo o sistema pode ser desligado em vôo. Eu uso rádio 2,4 por isso não me preocupo muito com interferências.
 
Por: Fabio Soares Gomes
 
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