Aviones y drones a radio control

Luces LED para aviones y drones RC

27 abril 2018.joyvel.1 Like.0 Comments

Luces LED para aviones, drones, carros, barcos y cualquier cosa RC.

El objetivo principal va a ser colocar luces de navegación a un avión, vamos a usar varias técnicas para lograr esto, desde un circuito simple hasta más complejos en los que vamos a encender las luces remotamente con nuestro radiocontrol, pero se aplica el mismo principio a cualquier aparato o sistema que use luces LED. Vamos paso a paso y comencemos por lo básico.

Luz LEDLos diodos emisores de luz (Light Emiting Diode) o LED, son realmente útiles a la hora de usarlos como sistemas de iluminación eficientes y de bajo consumo, un sistema compuesto por LEDs consume hasta 80% menos energia que usando bombillos encandescentes, los leds no ofrecen mucha resistencia al flujo de corriente y es por eso que se debe protejer con una resistencia apropiada para que no se quemen, otra característica de los LEDs es que son polarizados, esto quiere decir que la corriente solo puede fluir en una dirección para que pueda funcionar, sus dos conectores se denominan Cátodo y Ánodo, el Ánodo va conectado al positivo y el Cátodo al negativo, otro detalle a contemplar es que el Ánodo es más largo y de esa manera lo podemos identificar fácilmente.

Vamos paso a paso, para hacer un sistema de luces para un avión podemos usar un circuito simple en el que solamente conectamos las luces a una batería y listo. el circuito puede lucir algo como la figura de abajo.

luces nav para avion rcEste es un ejemplo muy simple de como usar las luces LED para un avión RC, en este caso se conectan las luces a la batería colocando una resistencia de 220Ω* en solo una de las patas del LED (cualquiera). Esto hará que las luces se mantengan encendidas y no habrá mayor complicación. Se puede colocar un interruptor para encender y apagar las luces una vez enchufado a la batería o simplemente se encenderan al conectar la batería. *El valor de la resistencia varia dependiendo del voltaje que uses para encenderla a su brillo máximo, si colocas una resistencia mayor el brillo será opcaco y si usas una resistencia menor el LED se quemará. En mi caso uso al rededor de 8V con la batería cargada y 6.6V con la batería descargada, voy a tomar en cuenta un promedio de 7.7V, usando la ley de oms podemos usar una fórmula para calcular la resistencia que necesitamos, pero hay que saber que voltaje usa la luz LED y el amperaje que consume, la fórmula es la siguiente: R es la resistencia (lo que queremos saber), Vf quiere decir el voltaje de la fuente (en este caso una batería de 7.7 voltios), Vl es el voltaje que va a consumir el LED, eso varia segun el fabricante y el modelo del led e incluso del color, pero los que voy a usar consumen entre 2.8V y 3.4V, voy a usar  3.2V para este cálculo. Il es el amperaje que consume el LED en Amperes, estos consumen 20mA por lo que se coloca su equivalente 0.02A .

El resultado es 225Ω lo que significa que una resitencia que tenga ese valor aproximado funcionará perfectamente para encender el LED sin problemas, ¿Que pasa si uso una batería de 9V en vez de una de 7? pues se hace el cálculo de nuevo y el resultado sería 290Ω lo que significa que una resistencia de 300Ω estarestaría bien.

A continuación podrás experimentar con el siguiente diagrama interactivo de un circuito de una luz LED que incluye  lo necesario para su funcionamiento,  incluye también un interruptor para encender y apagar la luz, puedes cambiar los valores de los componentes para obtener diferentes resultados.

Video explicativo parte 1

Circuito con 555 Timer

Vamos a complicar las cosas un poco más y vamos a crear un circuito que genere un destello o flash cada cierto tiempo. Para ello es necesario que tengas cierta experiencia en electrónica y acceso a algunos componentes para hacer este circuito. Entre los componentes necesarios estan:

  • NE555 timer IC o un LM555 IC (son lo mismo).
  • Capacitador electrolítico de 10 μF.
  • Un transistor PNP (Yo he usado un bc557b).
  • Resistencias de los siguientes valores: 220KΩ, 10KΩ, y 150Ω esta última puede variar.
  • Un diodo para protejer el circuito de polaridad contraria en caso de conectar las baterías al revés y…
  • Un LED.
  • Adicionalmente necesitas una protoboard para hacer las conexiones cómodamente y cables.

Todos estos componentes y materiales se pueden conseguir online y los enlaces están más abajo, también he hecho una lista con erramientas AQUÍ.

En el siguiente diagrama veras el circuito de forma funcional, este circuito es el que vamos a probar en nuestro avión para hacer flash en las luces blancas y llamar más la atención, como en los aviones reales.

Puedes interactuar con el crcuito, la simulación es muy cercana a lo que ocurriría en la vida real, intenta cambiar el valor del capacitador para cambiar el tiempo del flash, también cambiando el valor de la recistencia de 220KΩ manipulas la duración, esta es la mejor manera ya que capacitadores más grandes son más pesados. Abajo podras encontrar el circuito original que no incluye en transistor PNP y por lo tanto la luz se comporta de forma contraria, se queda encendida por un largo tiempo y luego se apaga por corto tiempo, en el circuito de arriba hice la modificación con el transistor PNP para que la luz haga lo contrario y solo haga un corto flash.

Haciendo el circuito

Entonces lo primero es hacer un prototipo usando nuestra protoboard, si no tienes una protoboard ni los componentes puedes iniciarte en la electrónica con un kit como ESTE, todavia necesitas comprar el chip “555 timer” y algunos transistores para completar este proyecto afortunadamente en Banggood puedes encontrar estos componentes a buen precio.

Usamos una protoboard para saber si el circuito funciona y hacer las modificaciones que necesitemos antes de hacer el circuito final, para saber como usar una protoboard puedes visitar este video sobre cómo trabajar con una protoboard. 

Una vez tengamos claro donde va conectado todo podemos hacer el circuito final en una placa y soldar los componentes allí, en el siguiente video verás el proceso completo.

Video explicativo parte 2

Los siguientes gráficos te servirán de ayuda para hacer las conexiones, dos de ellos son el mismo circuito representado de forma profesional o estandarizado y el otro es una representación más real de como se pueden hacer las conexiones en la protoboard. El tercer gráfico es de cómo conectar las luces LED una vez tengas el circuito hecho.

Próximamente más sobre programar las luces usando arduino. No te lo pierdas suscribiéndote a este post.

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