- Componenti utilizzati:
- Tecnica di rilevamento del passaggio per lo zero
- TRIAC funzionante
- Optoaccoppiatore
- Schema elettrico:
- Programmazione di Arduino per AC Light Dimmer:
- Funzionamento del circuito dimmer della lampada Arduino
Nella nostra casa, la maggior parte degli elettrodomestici è alimentata dalla rete elettrica come luci, TV e ventilatori, ecc. Possiamo accenderli / spegnerli digitalmente se necessario, utilizzando Arduino e relè creando una configurazione di automazione domestica. Ma cosa succede se abbiamo bisogno di controllare la potenza di quei dispositivi, ad esempio per abbassare la lampada AC o per controllare la velocità della ventola. In tal caso, dobbiamo utilizzare la tecnica di controllo di fase e interruttori statici come TRIAC per controllare la fase della tensione di alimentazione CA.
Quindi, in questo tutorial, impareremo a conoscere un dimmer per lampada CA utilizzando Arduino e TRIAC. Qui un TRIAC viene utilizzato per accendere la lampada CA, poiché si tratta di un dispositivo di commutazione rapida elettronica di potenza che è il più adatto per queste applicazioni. Seguiamo l'articolo completo per i dettagli hardware e la programmazione di questo progetto. Inoltre, controlla i nostri tutorial precedenti sull'oscuramento della luce:
- Circuito dimmer TRIAC telecomandato IR
- Dimmer LED basato su Arduino con PWM
- Circuito dimmer LED da 1 Watt
- Dimmer LED di potenza con microcontrollore ATmega32
Componenti utilizzati:
- Arduino UNO-1
- Fotoaccoppiatore MCT2E -1
- Fotoaccoppiatore MOC3021 -1
- BT136 TRIAC-1
- (12-0) V, 500mA Trasformatore step down-1
- Resistori 1K, 10K, 330ohm
- Potenziometro 10K
- Supporto AC con lampada
- Cavi AC
- Ponticelli
Prima di andare oltre impareremo a conoscere lo Zero crossing, il TRIAC e il fotoaccoppiatore.
Tecnica di rilevamento del passaggio per lo zero
Per controllare la tensione AC, la prima cosa che dobbiamo fare è rilevare il passaggio per lo zero del segnale AC. In India, la frequenza del segnale AC è di 50 HZ e poiché è di natura alternata. Quindi, ogni volta che il segnale arriva al punto zero, dobbiamo rilevare quel punto e successivamente attivare il TRIAC secondo il requisito di alimentazione. Di seguito è mostrato il punto di passaggio zero di un segnale CA:
TRIAC funzionante
TRIAC è un interruttore CA a tre terminali che può essere attivato da un segnale a bassa energia sul suo terminale di gate. Negli SCR, conduce in una sola direzione, ma nel caso del TRIAC la potenza può essere controllata in entrambe le direzioni. Qui stiamo usando un BT136 TRIAC per AC lampada oscuramento scopo.
Come mostrato nella figura sopra, il TRIAC viene attivato con un angolo di accensione di 90 gradi applicando un piccolo segnale di impulso di gate ad esso. Il tempo "t1" è il tempo di ritardo che dobbiamo fornire in base alle nostre esigenze di regolazione. Ad esempio, in questo caso, poiché l'angolo di accensione è del 90 percento, anche la potenza verrà dimezzata e quindi anche la lampada si illuminerà a metà intensità.
Sappiamo che la frequenza del segnale CA è di 50 Hz qui. Quindi il periodo di tempo sarà 1 / f, che sarà di 20 ms., Quindi per un mezzo ciclo, questo sarà di 10 ms o 10.000 microsecondi. Quindi, per controllare la potenza della nostra lampada AC, la gamma di "t1" può essere variata da 0-10000 microsecondi. Scopri di più su Triac e sul suo funzionamento qui.
Optoaccoppiatore
Optocoupler è anche conosciuto come Optoisolato r. Viene utilizzato per mantenere l'isolamento tra due circuiti elettrici come i segnali CC e CA. Fondamentalmente è costituito da un LED che emette luce infrarossa e dal fotosensore che la rileva. Qui viene utilizzato un fotoaccoppiatore MOC3021 per controllare la lampada CA dai segnali del microcontrollore che è un segnale CC. In precedenza abbiamo utilizzato lo stesso fotoaccoppiatore MOC3021 nel circuito dimmer TRIAC. Ulteriori informazioni sugli accoppiatori ottici e sui suoi tipi seguendo il collegamento.
Schema elettrico:
Di seguito è riportato lo schema del circuito per il dimmer della luce CA:
Schema di collegamento TRIAC e accoppiatore ottico:
Ho saldato un circuito di TRIAC e Optocoupler MOC3021 su una scheda perf. Dopo la saldatura apparirà come di seguito:
Ho anche saldato fotoaccoppiatore MCT2E su scheda perf per collegarlo a Transformer per alimentazione AC:
E il circuito completo per Arduino Lamp Dimmer apparirà come di seguito:
Programmazione di Arduino per AC Light Dimmer:
Dopo aver completato con successo la configurazione dell'hardware, ora è il momento di programmare Arduino. Alla fine viene fornito il programma completo con un video dimostrativo. Qui abbiamo spiegato il codice passo dopo passo per una migliore comprensione.
Nel primo passaggio, dichiara tutte le variabili globali, che verranno utilizzate in tutto il codice. Qui il TRIAC è collegato al pin 4 di Arduino. Quindi viene dichiarato dim_val per memorizzare il valore del passo di dimmerazione che useremo nel programma.
int LAMP = 4; int dim_val = 0;
Successivamente, all'interno della funzione di configurazione , dichiara il pin LAMP come output e successivamente configura un interrupt per rilevare lo zero crossing. Qui abbiamo usato una funzione chiamata attachInterrupt, che configurerà il Pin 2 digitale di Arduino come interrupt esterno e chiamerà la funzione denominata zero_cross, quando rileva eventuali interrupt al suo pin.
void setup () {pinMode (LAMP, OUTPUT); attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (2), zero_cross, CHANGE); }
All'interno del loop infinito, leggere il valore analogico dal potenziometro che è collegato a A0. Quindi mappalo su un intervallo di valori di (10-49). Per scoprirlo dobbiamo fare un piccolo calcolo. Ho già detto che ogni mezzo ciclo equivale a 10.000 microsecondi. Quindi, dobbiamo controllare l'oscuramento in 50 passi (che è un valore arbitrario. Puoi anche cambiarlo). Ho preso il passo minimo come 10, non zero, perché i passi 0-9 danno approssimativamente la stessa potenza in uscita e praticamente non è consigliabile prendere il numero di passi massimo. Quindi, ho fatto il passo massimo come 49.
Quindi ogni tempo di passaggio può essere calcolato come 10000/50 = 200 microsecondi. Questo verrà utilizzato nella parte successiva del codice.
void loop () {int data = analogRead (A0); int data1 = map (data, 0, 1023,10,49); dim_val = data1; }
Nel passaggio finale, configurare la funzione zero_cross basata sugli interrupt. Qui il tempo di dimmerazione può essere calcolato moltiplicando il tempo del singolo passo con n. di passaggi. Quindi, dopo questo tempo di ritardo, il TRIAC può essere attivato utilizzando un piccolo impulso alto di 10 microsecondi che è sufficiente per attivare un TRIAC.
void zero_cross () {int dimming_time = (200 * dim_val); delayMicroseconds (dimming_time); digitalWrite (LAMP, HIGH); delayMicroseconds (10); digitalWrite (LAMP, LOW); }
Funzionamento del circuito dimmer della lampada Arduino
Di seguito sono riportate le immagini che mostrano tre fasi di oscuramento della lampadina CA utilizzando Arduino e TRIAC.
1. Gradino di attenuazione basso
2. Gradino di dimmerazione medio
3. Passo di dimmerazione massimo:
In questo modo è possibile costruire facilmente un circuito AC Light Dimmer utilizzando TRIAC e fotoaccoppiatore. Un video di lavoro e Arduino Luce Codice Dimmer è dato seguito
/>