Осветление за променлив ток с използване на ардуино и триак

В нашето домакинство повечето от уредите се захранват от променливотоково захранване, като осветление, телевизори и вентилатори и др. Можем да ги включваме / изключваме цифрово, ако е необходимо, като използваме Arduino и релета, като изградим настройка за автоматизация на дома. Но какво, ако трябва да контролираме мощността на тези устройства, например за да затъмним лампата за променлив ток или да контролираме скоростта на вентилатора. В този случай трябва да използваме техника за фазово управление и статични превключватели като TRIAC, за да контролираме фазата на променливотоково захранващо напрежение.

Така че в този урок ще научим за димер за лампа с променлив ток, използващ Arduino и TRIAC. Тук TRIAC се използва за превключване на лампата за променлив ток, тъй като това е мощно електронно бързо превключващо устройство, което е най-подходящо за тези приложения. Нека следваме пълната статия за хардуерните подробности и програмирането на този проект. Също така проверете нашите предишни уроци за затъмняване на светлината:

IR дистанционно управлявана TRIAC димерна схема
LED димер, базиран на Arduino, използващ ШИМ
1 ватова LED димерна схема
Захранващ LED димер с помощта на микроконтролер ATmega32

Използвани компоненти:

Arduino UNO-1
Оптрон MCT2E -1
MOC3021 оптрон -1
BT136 TRIAC-1
(12-0) V, 500mA Спуснете трансформатор-1
1K, 10K, 330ohm резистори
10K потенциометър
AC държач с лампа
AC проводници
Джъмпери

Преди да продължим по-нататък ще научим за нулево пресичане, TRIAC и оптрони.

Техника за откриване на нулево пресичане

За да контролираме променливото напрежение, първото нещо, което трябва да направим, е да открием нулевото пресичане на променливотоковия сигнал. В Индия честотата на променливотоковия сигнал е 50 HZ и тъй като е с променлив характер. Следователно, всеки път, когато сигналът дойде до нулева точка, ние трябва да открием тази точка и след това да задействаме TRIAC според изискването за мощност. Нулевата точка на пресичане на AC сигнал е показана по-долу:

TRIAC работи

TRIAC е три-терминален AC превключвател, който може да се задейства от сигнал с ниска енергия на терминала на портата. При SCR той провежда само в една посока, но в случай на TRIAC мощността може да се контролира и в двете посоки. Тук използваме BT136 TRIAC за затъмняване на лампата.

Както е показано на фигурата по-горе, TRIAC се задейства под ъгъл на стрелба от 90 градуса чрез прилагане на малък импулсен сигнал към него. Времето „t1“ е времето на забавяне, което трябва да дадем според нашето изискване за затъмняване. Например, в този случай, тъй като ъгълът на стрелба е 90 процента, следователно изходната мощност също ще бъде намалена наполовина и следователно лампата също ще свети с половин интензитет.

Знаем, че честотата на променливотоковия сигнал тук е 50 Hz. Така периодът от време ще бъде 1 / f, което ще бъде 20ms., Така че за половин цикъл това ще бъде 10ms или 10 000 микросекунди. Следователно за контролиране на мощността на нашата лампа за променлив ток, обхватът на „t1“ може да варира от 0-10000 микросекунди. Научете повече за Triac и работата му тук.

Оптрон

Оптронът е известен също като Optoisolato r. Използва се за поддържане на изолация между две електрически вериги като DC и AC сигнали. По принцип се състои от светодиод, който излъчва инфрачервена светлина и фотосензора, който го открива. Тук ние използваме оптрон MOC3021 за управление на лампата за променлив ток от сигнали на микроконтролера, който е DC сигнал. Преди това използвахме същия оптрон MOC3021 в димерна верига TRIAC. Също така научете повече за оптроните и техните типове, като следвате връзката.

Електрическа схема:

Схема на електрическия димер е дадена по-долу:

Схема за свързване на TRIAC и оптоудър:

Запоял съм верига от TRIAC и Optocoupler MOC3021 на перфектна платка. След запояване ще изглежда по-долу:

Също така съм запоил оптрона MCT2E на перфектната платка, за да го свържа към трансформатор за променливотоково захранване:

И пълната схема за Arduino Lamp Dimmer ще изглежда по-долу:

Програмиране на Arduino за променлив ток:

След успешно завършване на хардуерната настройка, сега е време да програмирате Arduino. В пълна програма с демо видео е дадена в края. Тук обяснихме кода стъпка за по-добро занижаване.

В първата стъпка декларирайте всички глобални променливи, които ще използвате в целия код. Тук TRIAC е свързан към щифт 4 на Arduino. След това dim_val се декларира за съхраняване на стойността на стъпката на затъмняване, която ще използваме в програмата.

int LAMP = 4; int dim_val = 0;

След това вътрешната функция за настройка декларира LAMP щифта като изход и следващата конфигурира прекъсване, за да открие пресичането на нулата. Тук използвахме функция, наречена attachInterrupt, която ще конфигурира цифровия Pin 2 на Arduino като външно прекъсване и ще извика функцията с име zero_cross, когато открие прекъсвания в своя pin.

void setup () {pinMode (LAMP, OUTPUT); attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (2), zero_cross, CHANGE); }

Вътре в безкраен контур прочетете аналоговата стойност от потенциометъра, който е свързан на A0. След това го картографирайте в диапазон от стойности (10-49). За да разберем това, трябва да направим малко изчисление. По-рано казах, че всеки полуцикъл е еквивалентен на 10 000 микросекунди. И така, нека трябва да контролираме затъмняването в 50 стъпки (което е произволна стойност. Можете също да го промените). Направих минималната стъпка като 10, а не нула, тъй като 0-9 стъпки дават приблизително една и съща изходна мощност и не се препоръчва практически да се направи максималният брой стъпки. И така, направих максималната стъпка като 49.

Тогава времето на всяка стъпка може да бъде изчислено като 10000/50 = 200 микросекунди. Това ще бъде използвано в следващата част на кода.

void loop () {int data = analogRead (A0); int data1 = карта (данни, 0, 1023,10,49); dim_val = данни1; }

В последната стъпка конфигурирайте функцията за прекъсване zero_cross. Тук времето за затъмняване може да бъде изчислено чрез умножаване на отделното време на стъпка с номер. стъпки. След това след това време на закъснение TRIAC може да се задейства с помощта на малък висок импулс от 10 микросекунди, който е достатъчен за включване на TRIAC.

voil zero_cross () {int dimming_time = (200 * dim_val); delayMicroseconds (dimming_time); digitalWrite (LAMP, HIGH); delayMicroseconds (10); digitalWrite (LAMP, LOW); }

Работа на Arduino Lamp Dimmer Circuit

По-долу са снимките, показващи три етапа на затъмняване на крушката с променлив ток с помощта на Arduino и TRIAC.

1. Ниска стъпка на затъмняване

2. Средна стъпка за средно затъмняване

3. Максимална стъпка на затъмняване:

Ето как веригата за затъмняване на светлината на променлив ток може лесно да бъде изградена с помощта на TRIAC и оптрони. А Работна видео и Arduino Light Dimmer код е даден по-долу