- Componentes usados:
- Técnica de detecção de Zero Crossing
- TRIAC trabalhando
- Optoacoplador
- Diagrama de circuito:
- Programando Arduino para AC Light Dimmer:
- Funcionamento do circuito de dimmer da lâmpada Arduino
Em nossa casa, a maioria dos aparelhos são alimentados por fontes de CA, como luzes, TVs e ventiladores, etc. Podemos ligá-los ou desligá-los digitalmente, se necessário, usando Arduino e relés, criando uma configuração de automação residencial. Mas e se precisarmos controlar a potência desses dispositivos, por exemplo, para diminuir a lâmpada CA ou controlar a velocidade do ventilador. Nesse caso, temos que usar a técnica de controle de fase e interruptores estáticos como TRIAC para controlar a fase da tensão de alimentação CA.
Portanto, neste tutorial, aprenderemos sobre um dimmer de lâmpada AC usando Arduino e TRIAC. Aqui, um TRIAC é usado para alternar a lâmpada CA, pois este é um dispositivo eletrônico de comutação rápida Power que é o mais adequado para essas aplicações. Vamos seguir o artigo completo para detalhes de hardware e programação deste projeto. Além disso, verifique nossos tutoriais anteriores sobre dimerização de luz:
- Circuito de dimmer TRIAC com controle remoto IR
- Dimmer LED baseado em Arduino usando PWM
- 1 Watt LED Dimmer Circuit
- Dimmer LED de energia usando microcontrolador ATmega32
Componentes usados:
- Arduino UNO-1
- MCT2E optoacoplador -1
- MOC3021 optoacoplador -1
- BT136 TRIAC-1
- (12-0) V, 500mA Transformador abaixador-1
- Resistores de 1K, 10K, 330ohm
- Potenciômetro 10K
- Suporte AC com Lâmpada
- Fios AC
- Jumpers
Antes de prosseguir, aprenderemos sobre Zero crossing, TRIAC e optoacoplador.
Técnica de detecção de Zero Crossing
Para controlar a tensão AC, a primeira coisa que temos que fazer é detectar o cruzamento zero do sinal AC. Na Índia, a frequência do sinal AC é de 50 HZ e é alternado por natureza. Portanto, toda vez que o sinal chega ao ponto zero, temos que detectar esse ponto e depois acionar o TRIAC de acordo com a necessidade de energia. O ponto de cruzamento zero de um sinal AC é mostrado abaixo:
TRIAC trabalhando
TRIAC é uma chave CA de três terminais que pode ser acionada por um sinal de baixa energia em seu terminal de porta. Nos SCRs, ele conduz em apenas uma direção, mas no caso do TRIAC a potência pode ser controlada em ambas as direções. Aqui, estamos usando um TRIAC BT136 para fins de dimerização de lâmpadas AC.
Conforme mostrado na figura acima, o TRIAC é acionado em um ângulo de disparo de 90 graus ao aplicar um pequeno sinal de pulso de porta a ele. O tempo “t1” é o tempo de atraso que devemos fornecer de acordo com nosso requisito de escurecimento. Por exemplo, neste caso, como o ângulo de disparo é de 90 por cento, a potência de saída também será reduzida à metade e, portanto, a lâmpada também brilhará com metade da intensidade.
Sabemos que a frequência do sinal AC é de 50 Hz aqui. Portanto, o período de tempo será 1 / f, que será de 20 ms., Para um meio ciclo, será de 10 ms ou 10.000 microssegundos. Conseqüentemente, para controlar a potência de nossa lâmpada AC, a faixa de “t1” pode ser variada de 0-10000 microssegundos. Saiba mais sobre o Triac e seu funcionamento aqui.
Optoacoplador
Optocoupler também é conhecido como Optoisolato r. É usado para manter o isolamento entre dois circuitos elétricos, como sinais DC e AC. Basicamente, é composto por um LED que emite luz infravermelha e o fotossensor que a detecta. Aqui, usamos um optoacoplador MOC3021 para controlar a lâmpada AC dos sinais do microcontrolador, que é um sinal DC. Anteriormente, usamos o mesmo optoacoplador MOC3021 no circuito do dimmer TRIAC. Também aprenda mais sobre optoacopladores e seus tipos seguindo o link.
Diagrama de circuito:
O diagrama do circuito para AC Light Dimmer é dado abaixo:
Diagrama de conexão TRIAC e optoacoplador:
Eu soldei um circuito de TRIAC e Optocoupler MOC3021 em uma placa de perf. Após a soldagem, ficará assim:
Também soldou o optoacoplador MCT2E na placa de desempenho para conectá-lo ao transformador para alimentação CA:
E o circuito completo para Arduino Lamp Dimmer será semelhante a seguir:
Programando Arduino para AC Light Dimmer:
Após a conclusão bem-sucedida da configuração do hardware, agora é hora de programar o Arduino. O programa completo com um vídeo de demonstração é fornecido no final. Aqui, explicamos o código passo a passo para melhor compreensão.
Na primeira etapa, declare todas as variáveis globais que serão usadas em todo o código. Aqui, o TRIAC é conectado ao pino 4 do Arduino. Então, o dim_val é declarado para armazenar o valor da etapa de escurecimento que usaremos no programa.
int LAMP = 4; int dim_val = 0;
Em seguida, a função de configuração interna declara o pino LAMP como saída e a seguir configure uma interrupção para detectar o cruzamento de zero. Aqui usamos uma função chamada attachInterrupt, que irá configurar o pino 2 digital do Arduino como interrupção externa e irá chamar a função chamada zero_cross, quando detectar qualquer interrupção em seu pino.
void setup () {pinMode (LAMP, OUTPUT); attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (2), zero_cross, CHANGE); }
Dentro do loop infinito, leia o valor analógico do potenciômetro que está conectado em A0. Em seguida, mapeie-o para um intervalo de valores de (10-49). Para descobrir isso, temos que fazer um pequeno cálculo. Já disse que cada meio ciclo equivale a 10.000 microssegundos. Então, vamos precisar controlar o escurecimento em 50 etapas (que é um valor arbitrário. Você também pode alterá-lo). Eu tomei o passo mínimo como 10, não Zero, porque 0-9 passos fornecem aproximadamente a mesma saída de energia e não é recomendado praticamente usar o número máximo do passo. Portanto, dei o passo máximo como 49.
Então, o tempo de cada etapa pode ser calculado como 10000/50 = 200 microssegundos. Isso será usado na próxima parte do código.
void loop () {dados internos = analogRead (A0); dados int1 = mapa (dados, 0, 1023,10,49); dim_val = data1; }
Na etapa final, configure a função controlada por interrupção zero_cross. Aqui, o tempo de escurecimento pode ser calculado multiplicando o tempo de etapa individual por no. de etapas. Então, após esse tempo de atraso, o TRIAC pode ser disparado usando um pequeno pulso alto de 10 microssegundos, o que é suficiente para ligar o TRIAC.
void zero_cross () {int dim_time = (200 * dim_val); delayMicroseconds (escurecimento_time); digitalWrite (LÂMPADA, ALTO); delayMicroseconds (10); digitalWrite (LAMP, LOW); }
Funcionamento do circuito de dimmer da lâmpada Arduino
Abaixo estão as fotos mostrando três estágios de escurecimento da lâmpada AC usando Arduino e TRIAC.
1. Etapa de escurecimento baixo
2. Etapa de escurecimento médio
3. Etapa máxima de escurecimento:
É assim que um circuito AC Light Dimmer pode ser construído facilmente usando TRIAC e optoacoplador. Um vídeo de trabalho e o código do Arduino Light Dimmer são fornecidos abaixo
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