- Використовувані компоненти:
- Техніка виявлення нульового перетину
- TRIAC працює
- Оптрон
- Кругова діаграма:
- Програмування Arduino для регулятора світла змінного струму:
- Працює ланцюг диммерних ламп Arduino
У нашому домогосподарстві більшість приладів живляться від джерела змінного струму, таких як світильники, телевізори, вентилятори тощо. Ми можемо вмикати / вимикати їх цифровим способом, якщо це необхідно, за допомогою Arduino та реле, будуючи систему автоматизації будинку. Але що, якщо нам потрібно контролювати потужність цих пристроїв, наприклад, для затемнення лампи змінного струму або для регулювання швидкості вентилятора. У цьому випадку ми повинні використовувати техніку управління фазою та статичні вимикачі, такі як TRIAC, для управління фазою напруги змінного струму.
Отже, у цьому підручнику ми дізнаємося про регулятор яскравості змінного струму за допомогою Arduino та TRIAC. Тут TRIAC використовується для перемикання лампи змінного струму, оскільки це електронний пристрій швидкого перемикання Power, який найкраще підходить для цих застосувань. Давайте дотримуватимемось повної статті щодо деталей обладнання та програмування цього проекту. Також перегляньте наші попередні підручники з затемнення світла:
- ІК-пульт дистанційного керування TRIAC
- Світлодіодний диммер на основі Arduino з використанням ШІМ
- 1-ватна світлодіодна схема диммера
- Індикатор живлення за допомогою мікроконтролера ATmega32
Використовувані компоненти:
- Arduino UNO-1
- Оптрон MCT2E -1
- Оптрон MOC3021 -1
- BT136 TRIAC-1
- (12-0) В, 500 мА Трансформатор-1 знижувальний
- Резистори 1К, 10К, 330Ом
- Потенціометр 10K
- Тримач змінного струму з лампою
- Дроти змінного струму
- Перемички
Перш ніж йти далі, ми дізнаємося про перехід нуля, TRIAC та оптрони.
Техніка виявлення нульового перетину
Для контролю змінної напруги перше, що нам потрібно зробити, це виявити перетин нульового сигналу змінного струму. В Індії частота сигналу змінного струму становить 50 Гц і, оскільки він має змінний характер. Отже, кожного разу, коли сигнал надходить до нульової точки, ми повинні виявляти цю точку і після цього запускати TRIAC відповідно до вимоги до потужності. Нульова точка перетину сигналу змінного струму показана нижче:
TRIAC працює
TRIAC - це триконтактний перемикач змінного струму, який може спрацьовувати через сигнал низької енергії на його затворі. У SCR він проводить лише в одному напрямку, але у випадку TRIAC потужність можна регулювати в обох напрямках. Тут ми використовуємо BT136 TRIAC для затемнення ламп змінного струму.
Як показано на малюнку вище, TRIAC спрацьовує під кутом стрільби 90 градусів, подаючи на нього невеликий імпульсний сигнал затвора. Час "t1" - це час затримки, який ми повинні дати відповідно до наших вимог затемнення. Наприклад, у цьому випадку, оскільки кут стрільби становить 90 відсотків, отже, вихідна потужність також буде зменшена вдвічі, а отже, лампа також буде світитися з половиною інтенсивності.
Ми знаємо, що частота сигналу змінного струму тут становить 50 Гц. Отже, проміжок часу становитиме 1 / f, що становитиме 20 мс., Отже, для напівциклу це буде 10 мс або 10000 мкс. Таким чином, для контролю потужності нашої лампи змінного струму діапазон "t1" може варіюватися від 0-10000 мікросекунд. Дізнайтеся більше про Triac та його роботу тут.
Оптрон
Оптрон також відомий як Optoisolato r. Він використовується для підтримки ізоляції між двома електричними ланцюгами, такими як сигнали постійного та змінного струму. В основному, він складається зі світлодіода, який випромінює інфрачервоне світло, і фотодатчика, який його виявляє. Тут ми використовуємо оптрон MOC3021 для управління лампою змінного струму від сигналів мікроконтролера, який є сигналом постійного струму. Раніше ми використовували той самий оптрон MOC3021 у схемі диммера TRIAC. Також дізнайтеся більше про оптрони та їх типи, перейшовши за посиланням.
Кругова діаграма:
Схема електричного регулятора світла змінного струму наведена нижче:
Схема підключення TRIAC та оптопар:
Я припаяв схему TRIAC та Optocoupler MOC3021 на платі перф. Після пайки це буде виглядати нижче:
Я також припаяв оптопару MCT2E на платі для підключення до трансформатора для живлення змінного струму:
А повна схема діммера Arduino Lamp буде виглядати нижче:
Програмування Arduino для регулятора світла змінного струму:
Після успішного завершення налаштування обладнання зараз настав час запрограмувати Arduino. Повна програма з демо - відео дається в кінці. Тут ми поетапно пояснили код для кращого заниження.
На першому кроці оголосіть усі глобальні змінні, які збираються використовувати в коді. Тут TRIAC підключений до виводу 4 Arduino. Потім dim_val оголошується для зберігання значення кроку затемнення, який ми будемо використовувати в програмі.
int LAMP = 4; int dim_val = 0;
Далі, всередині функції налаштування оголосіть штифт LAMP як вихідний сигнал, а потім налаштуйте переривання для виявлення перетину нуля. Тут ми використали функцію з назвою attachInterrupt, яка налаштує цифровий Pin 2 Arduino як зовнішнє переривання, і вона буде викликати функцію з іменем zero_cross, коли виявляє будь-які переривання на своєму pin.
void setup () {pinMode (LAMP, OUTPUT); attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (2), zero_cross, CHANGE); }
Всередині нескінченної петлі зчитуйте аналогове значення з потенціометра, який підключений на А0. Потім зіставте його в діапазон значень (10-49). Щоб це з’ясувати, нам потрібно зробити невеликий розрахунок. Раніше я вже говорив, що кожен напівцикл еквівалентний 10 000 мікросекунд. Отже, нехай нам потрібно контролювати затемнення в 50 кроків (що є довільним значенням. Ви також можете його змінити). Я зробив мінімальний крок як 10, а не Нуль, тому що 0-9 кроків дають приблизно однакову вихідну потужність, і практично не рекомендується робити максимальне число кроків. Отже, я зробив максимальний крок, як 49.
Тоді час кожного кроку можна обчислити як 10000/50 = 200 мікросекунд. Це буде використано в наступній частині коду.
void loop () {int data = analogRead (A0); int data1 = map (дані, 0, 1023,10,49); dim_val = дані1; }
На завершальному кроці налаштуйте функцію zero_cross, керовану перериванням. Тут час затемнення можна розрахувати, помноживши час індивідуального кроку на значення. кроків. Потім після цього часу затримки TRIAC може спрацьовувати, використовуючи невеликий високий імпульс 10 мікросекунд, якого достатньо для включення TRIAC.
void zero_cross () {int dimming_time = (200 * dim_val); delayMicroseconds (dimming_time); digitalWrite (LAMP, HIGH); delayMicroseconds (10); digitalWrite (LAMP, LOW); }
Працює ланцюг диммерних ламп Arduino
Нижче наведені фотографії, на яких показано три етапи затемнення лампочки змінного струму за допомогою Arduino та TRIAC.
1. Крок низького затемнення
2. Крок середнього затемнення
3. Максимальний крок затемнення:
Ось як можна легко побудувати схему світлорегулятора змінного струму, використовуючи TRIAC та оптрони. Робоча відео і Arduino Light Dimmer код наведено нижче
/>