- Χρησιμοποιούμενα συστατικά:
- Τεχνική ανίχνευσης μηδενικής διέλευσης
- TRIAC Λειτουργεί
- Optocoupler
- Διάγραμμα κυκλώματος:
- Προγραμματισμός Arduino για AC Light Dimmer:
- Εργασία του Arduino Lamp Dimmer Circuit
Στο νοικοκυριό μας, οι περισσότερες από τις συσκευές τροφοδοτούνται από την παροχή εναλλασσόμενου ρεύματος, όπως φώτα, τηλεοράσεις και ανεμιστήρες, κ.λπ. Μπορούμε να τις ενεργοποιήσουμε / απενεργοποιήσουμε ψηφιακά αν χρειαστεί, χρησιμοποιώντας το Arduino και τα ρελέ, δημιουργώντας μια εγκατάσταση οικιακού αυτοματισμού. Τι γίνεται όμως αν χρειαστεί να ελέγξουμε τη δύναμη αυτών των συσκευών, για παράδειγμα να μειώσουμε τη λυχνία AC ή να ελέγξουμε την ταχύτητα του ανεμιστήρα. Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τεχνική ελέγχου φάσης και στατικούς διακόπτες όπως το TRIAC για τον έλεγχο της φάσης της τάσης τροφοδοσίας AC.
Έτσι, σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθουμε για ένα dimmer λαμπτήρα AC χρησιμοποιώντας Arduino και TRIAC. Εδώ χρησιμοποιείται ένα TRIAC για την εναλλαγή της λυχνίας AC, καθώς πρόκειται για μια ηλεκτρονική συσκευή γρήγορης εναλλαγής ισχύος που είναι η πιο κατάλληλη για αυτές τις εφαρμογές. Ας ακολουθήσουμε το πλήρες άρθρο για τις λεπτομέρειες υλικού και τον προγραμματισμό αυτού του έργου. Επίσης, ελέγξτε τα προηγούμενα μαθήματά μας σχετικά με το Light Dimming:
- IR Remote Controlled TRIAC Dimmer Circuit
- Arduino LED Dimmer με χρήση PWM
- Κύκλωμα Dimmer LED 1 Watt
- Power LED Dimmer με χρήση μικροελεγκτή ATmega32
Χρησιμοποιούμενα συστατικά:
- Arduino UNO-1
- MCT2E οπτοσυζεύκτης -1
- MOC3021 optocoupler -1
- BT136 TRIAC-1
- (12-0) V, 500mA Μετασχηματιστής κατεβάσματος-1
- Αντίσταση 1K, 10K, 330ohm
- Ποτενσιόμετρο 10Κ
- Βάση AC με λάμπα
- Καλώδια AC
- Άλτες
Πριν προχωρήσουμε περαιτέρω, θα μάθουμε για τη μηδενική διέλευση, το TRIAC και τον οπτικό ζεύκτη.
Τεχνική ανίχνευσης μηδενικής διέλευσης
Για τον έλεγχο της τάσης AC, το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνουμε είναι να ανιχνεύσουμε τη μηδενική διέλευση του σήματος AC. Στην Ινδία, η συχνότητα του σήματος εναλλασσόμενου ρεύματος είναι 50 HZ και είναι εναλλασσόμενης φύσης. Ως εκ τούτου, κάθε φορά που το σήμα φτάνει στο μηδέν σημείο, πρέπει να εντοπίσουμε αυτό το σημείο και μετά να ενεργοποιήσουμε το TRIAC σύμφωνα με την απαίτηση ισχύος. Το μηδενικό σημείο διέλευσης ενός σήματος AC φαίνεται παρακάτω:
TRIAC Λειτουργεί
Το TRIAC είναι ένας διακόπτης AC τριών ακροδεκτών που μπορεί να ενεργοποιηθεί από ένα σήμα χαμηλής ενέργειας στον ακροδέκτη πύλης του. Στα SCRs, διεξάγεται μόνο σε μία κατεύθυνση, αλλά στην περίπτωση του TRIAC η ισχύς μπορεί να ελεγχθεί και στις δύο κατευθύνσεις. Εδώ χρησιμοποιούμε ένα BT136 TRIAC για σκοπούς εξασθένισης λαμπτήρων AC.
Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα, το TRIAC ενεργοποιείται σε γωνία πυροδότησης 90 μοιρών εφαρμόζοντας ένα σήμα παλμού μικρής πύλης. Ο χρόνος "t1" είναι ο χρόνος καθυστέρησης που πρέπει να δώσουμε σύμφωνα με την απαίτησή μας. Για παράδειγμα, στην περίπτωση αυτή καθώς η γωνία πυροδότησης είναι 90 τοις εκατό, ως εκ τούτου η έξοδος ισχύος θα μειωθεί επίσης στο μισό και ως εκ τούτου η λάμπα θα ανάβει επίσης με μισή ένταση.
Γνωρίζουμε ότι εδώ η συχνότητα του σήματος AC είναι 50 Hz. Έτσι, η χρονική περίοδος θα είναι 1 / f, η οποία θα είναι 20ms., Οπότε για έναν μισό κύκλο, αυτό θα είναι 10ms ή 10.000 μικροδευτερόλεπτα. Ως εκ τούτου, για τον έλεγχο της ισχύος της λάμπας AC, το εύρος του "t1" μπορεί να κυμαίνεται από 0-10000 μικροδευτερόλεπτα. Μάθετε περισσότερα για το Triac και τη λειτουργία του εδώ.
Optocoupler
Το Optocoupler είναι επίσης γνωστό ως Optoisolato r. Χρησιμοποιείται για τη διατήρηση της απομόνωσης μεταξύ δύο ηλεκτρικών κυκλωμάτων όπως τα σήματα DC και AC. Βασικά, αποτελείται από ένα LED που εκπέμπει υπέρυθρο φως και τον φωτοαισθητήρα που το ανιχνεύει. Εδώ χρησιμοποιείται ένας οπτικός συζεύκτης MOC3021 για τον έλεγχο της λυχνίας AC από σήματα μικροελεγκτή που είναι σήμα DC. Χρησιμοποιήσαμε προηγουμένως τον ίδιο οπτικό ζεύκτη MOC3021 στο κύκλωμα dimmer TRIAC Επίσης, μάθετε περισσότερα για τα Optocouplers και τους τύπους του ακολουθώντας τον σύνδεσμο.
Διάγραμμα κυκλώματος:
Το διάγραμμα κυκλώματος για AC Light Dimmer δίνεται παρακάτω:
Διάγραμμα σύνδεσης TRIAC και Optocoupler:
Έχω κολλήσει ένα κύκλωμα TRIAC και Optocoupler MOC3021 σε έναν πίνακα perf. Μετά τη συγκόλληση θα μοιάζει παρακάτω:
Έχω επίσης κολλήσει τον οπτικό ζεύκτη MCT2E στον πίνακα perf για να το συνδέσω στον μετασχηματιστή για τροφοδοσία AC:
Και το πλήρες κύκλωμα για το Arduino Lamp Dimmer θα μοιάζει παρακάτω:
Προγραμματισμός Arduino για AC Light Dimmer:
Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση της εγκατάστασης υλικού, τώρα ήρθε η ώρα να προγραμματίσετε το Arduino. Το πλήρες πρόγραμμα με ένα βίντεο επίδειξης δίνεται στο τέλος. Εδώ έχουμε εξηγήσει τον κώδικα σταδιακά για καλύτερη διατύπωση.
Στο πρώτο βήμα, δηλώστε όλες τις καθολικές μεταβλητές, οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν σε ολόκληρο τον κώδικα. Εδώ το TRIAC συνδέεται με τον πείρο 4 του Arduino. Στη συνέχεια, το dim_val δηλώνεται ότι αποθηκεύει την τιμή του βήματος εξασθένισης που θα χρησιμοποιήσουμε στο πρόγραμμα.
int LAMP = 4; int dim_val = 0;
Στη συνέχεια, η λειτουργία εσωτερικής ρύθμισης δηλώνει τον ακροδέκτη LAMP ως έξοδο και στη συνέχεια ρυθμίστε μια διακοπή για να ανιχνεύσετε τη μηδενική διέλευση. Εδώ έχουμε χρησιμοποιήσει μια συνάρτηση που ονομάζεται attachInterrupt, η οποία θα διαμορφώσει την ψηφιακή Pin 2 του Arduino ως εξωτερική διακοπή και θα καλέσει τη συνάρτηση με το όνομα zero_cross, όταν εντοπίζει τυχόν διακοπές στην ακίδα της.
άκυρη ρύθμιση () {pinMode (LAMP, OUTPUT); attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (2), zero_cross, CHANGE); }
Μέσα στον άπειρο βρόχο , διαβάστε την αναλογική τιμή από το ποτενσιόμετρο που είναι συνδεδεμένο στο Α0. Στη συνέχεια, αντιστοιχίστε το σε εύρος τιμών (10-49). Για να το μάθουμε αυτό πρέπει να κάνουμε έναν μικρό υπολογισμό. Νωρίτερα το έχω πει, κάθε μισός κύκλος ισοδυναμεί με 10.000 μικροδευτερόλεπτα. Λοιπόν, ας χρειαστεί να ελέγξουμε τη μείωση σε 50 βήματα (που είναι αυθαίρετη τιμή. Μπορείτε επίσης να την αλλάξετε). Έχω κάνει το ελάχιστο βήμα ως 10, όχι μηδέν, επειδή τα βήματα 0-9 δίνουν περίπου την ίδια ισχύ εξόδου και δεν συνιστάται πρακτικά να λαμβάνω τον μέγιστο αριθμό βήματος. Έτσι, έχω κάνει το μέγιστο βήμα ως 49.
Στη συνέχεια, κάθε χρόνος βήματος μπορεί να υπολογιστεί ως 10000/50 = 200 μικροδευτερόλεπτα. Αυτό θα χρησιμοποιηθεί στο επόμενο μέρος του κώδικα.
void loop () {int data = analogRead (A0); int data1 = χάρτης (δεδομένα, 0, 1023,10,49); dim_val = δεδομένα1; }
Στο τελικό βήμα, διαμορφώστε τη συνάρτηση zero_cross που οδηγείται από διακοπή. Εδώ ο χρόνος εξασθένισης μπορεί να υπολογιστεί πολλαπλασιάζοντας τον ατομικό χρόνο βηματισμού με το αριθ. των βημάτων. Στη συνέχεια, μετά από αυτόν τον χρόνο καθυστέρησης, το TRIAC μπορεί να ενεργοποιηθεί χρησιμοποιώντας έναν μικρό υψηλό παλμό 10 μικροδευτερόλεπτα που επαρκεί για την ενεργοποίηση ενός TRIAC.
void zero_cross () {int dimming_time = (200 * dim_val); καθυστέρησηMicroseconds (dimming_time); digitalWrite (LAMP, HIGH); καθυστέρηση Μικροδευτερόλεπτα (10); digitalWrite (LAMP, LOW); }
Εργασία του Arduino Lamp Dimmer Circuit
Ακολουθούν οι εικόνες που δείχνουν τρία στάδια της μείωσης του λαμπτήρα AC χρησιμοποιώντας Arduino και TRIAC.
1. Βήμα χαμηλού φωτισμού
2. Βήμα Μεσαίας Αραίωσης
3. Μέγιστο βήμα εξασθένησης:
Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να κατασκευαστεί ένα κύκλωμα AC Light Dimmer εύκολα χρησιμοποιώντας TRIAC και οπτικό ζεύκτη. Παρακάτω δίνεται ένα βίντεο εργασίας και ο κωδικός Arduino Light Dimmer
/>