- Izmantotās sastāvdaļas:
- Nulles šķērsošanas noteikšanas tehnika
- TRIAC strādā
- Optrons
- Ķēdes shēma:
- Arduino programmēšana maiņstrāvas gaismas regulētājam:
- Arduino Lamp Dimmer ķēdes darbība
Mūsu mājsaimniecībā lielāko daļu ierīču darbina ar maiņstrāvas avotu, piemēram, gaismām, televizoriem un ventilatoriem utt. Mēs vajadzības gadījumā varam tos ieslēgt / izslēgt digitāli, izmantojot Arduino un Relays, izveidojot mājas automatizācijas iestatījumus. Bet ko tad, ja mums ir jākontrolē šo ierīču jauda, piemēram, lai izslēgtu maiņstrāvas spuldzi vai kontrolētu ventilatora ātrumu. Tādā gadījumā mums ir jāizmanto fāzes vadības tehnika un statiskie slēdži, piemēram, TRIAC, lai kontrolētu maiņstrāvas barošanas sprieguma fāzi.
Tātad šajā apmācībā mēs uzzināsim par maiņstrāvas spuldzes regulatoru, izmantojot Arduino un TRIAC. Šeit maiņstrāvas spuldzes pārslēgšanai tiek izmantots TRIAC, jo tā ir jaudas elektroniska ātrās pārslēgšanas ierīce, kas ir vislabāk piemērota šīm lietojumprogrammām. Sekosim pilnam rakstam, lai iegūtu sīkāku informāciju par aparatūru un šī projekta programmēšanu. Pārbaudiet arī mūsu iepriekšējās apmācības par gaismas aptumšošanu:
- IR tālvadības TRIAC dimmera shēma
- Arduino bāzes LED regulators, izmantojot PWM
- 1 vatu LED dimmera ķēde
- Ieslēdziet LED gaismas regulatoru, izmantojot mikrokontrolleru ATmega32
Izmantotās sastāvdaļas:
- Arduino UNO-1
- MCT2E optiskais savienotājs -1
- MOC3021 optiskais savienotājs -1
- BT136 TRIAC-1
- (12-0) V, 500mA Transformators-1
- 1K, 10K, 330ohm rezistori
- 10K potenciometrs
- Maiņstrāvas turētājs ar lampu
- Maiņstrāvas vadi
- Džemperi
Pirms došanās tālāk mēs uzzināsim par nulles šķērsošanu, TRIAC un optronu.
Nulles šķērsošanas noteikšanas tehnika
Lai kontrolētu maiņstrāvas spriegumu, pirmā lieta, kas mums jādara, ir noteikt maiņstrāvas signāla nulles šķērsošanu. Indijā maiņstrāvas signāla frekvence ir 50 HZ un tā kā tas mainās pēc būtības. Tādējādi katru reizi, kad signāls nonāk nulles punktā, mums ir jānosaka šis punkts un pēc tam jāuzsāk TRIAC atbilstoši jaudas prasībām. Zemāk ir parādīts maiņstrāvas signāla nulles šķērsošanas punkts:
TRIAC strādā
TRIAC ir trīs termināļu maiņstrāvas slēdzis, kuru var iedarbināt ar zemas enerģijas signālu tā vārtu spailē. SCR tas vada tikai vienā virzienā, bet TRIAC gadījumā jaudu var kontrolēt abos virzienos. Šeit mēs izmantojam BT136 TRIAC maiņstrāvas lampas aptumšošanai.
Kā parādīts iepriekš redzamajā attēlā, TRIAC tiek iedarbināts šaušanas leņķī 90 grādi, tam iedarbinot nelielu vārtu impulsa signālu. Laiks “t1” ir kavēšanās laiks, kas mums jānorāda atbilstoši mūsu aptumšošanas prasībām. Piemēram, šajā gadījumā, tā kā šaušanas leņķis ir 90 procenti, līdz ar to arī jauda tiks samazināta uz pusi un līdz ar to arī lampa spīdēs ar pusi intensitātes.
Mēs zinām, ka maiņstrāvas signāla frekvence šeit ir 50 Hz. Tātad laika periods būs 1 / f, kas būs 20 ms, tātad pusciklam tas būs 10 ms vai 10 000 mikrosekundes. Tādējādi, lai kontrolētu mūsu maiņstrāvas spuldzes jaudu, diapazonu “t1” var mainīt no 0 līdz 10000 mikrosekundēm. Uzziniet vairāk par Triac un tā darbību šeit.
Optrons
Optronu sauc arī par Optoisolato r. To lieto, lai uzturētu izolāciju starp divām elektriskām ķēdēm, piemēram, līdzstrāvas un maiņstrāvas signāliem. Būtībā tas sastāv no LED, kas izstaro infrasarkano gaismu, un fotosensora, kas to nosaka. Šeit mēs izmantojam opciju MOC3021, lai kontrolētu maiņstrāvas lampu no mikrokontrolleru signāliem, kas ir līdzstrāvas signāls. Mēs iepriekš izmantojām to pašu opciju MOC3021 TRIAC dimmera ķēdē. Uzziniet arī vairāk par Optocouplers un tā tipiem, noklikšķinot uz saites.
Ķēdes shēma:
Maiņstrāvas gaismas dimmera shēma ir norādīta zemāk:
TRIAC un optronu savienojuma shēma:
Es esmu pielodējis TRIAC un Optocoupler MOC3021 ķēdi uz perf plāksnes. Pēc lodēšanas tas izskatīsies šādi:
Esmu arī pielodējis optronu MCT2E uz perf plates, lai to savienotu ar transformatoru maiņstrāvas padevei:
Un visa Arduino Lamp Dimmer ķēde izskatīsies šādi:
Arduino programmēšana maiņstrāvas gaismas regulētājam:
Pēc veiksmīgas aparatūras iestatīšanas pabeigšanas ir pienācis laiks programmēt Arduino. Pilnu programmu ar demo video tiek dota beigās. Šeit mēs esam pakāpeniski izskaidrojuši kodu, lai labāk saprastu.
Vispirms deklarējiet visus globālos mainīgos, kurus izmantosim visā kodā. Šeit TRIAC ir savienots ar Arduino 4. kontaktu. Pēc tam tiek deklarēts dim_val, lai saglabātu aptumšošanas soļa vērtību, kuru mēs izmantosim programmā.
int LAMP = 4; int dim_val = 0;
Pēc tam iestatīšanas funkcijas iekšpusē paziņojiet LAMP tapu kā izvadi un pēc tam konfigurējiet pārtraukumu, lai noteiktu nulles šķērsošanu. Šeit mēs esam izmantojuši funkciju, ko sauc par attachInterrupt, kas konfigurēs Arduino digitālo tapu 2 kā ārēju pārtraukumu, un tā izsauks funkciju ar nosaukumu zero_cross, kad tā konstatēs visus traucējumus savā tapā.
void setup () {pinMode (LAMP, OUTPUT); attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (2), zero_cross, CHANGE); }
Bezgalīgās cilpas iekšpusē nolasiet analogo vērtību no potenciometra, kas savienots pie A0. Pēc tam kartējiet to ar vērtību diapazonu (10–49). Lai to uzzinātu, mums jāveic neliels aprēķins. Iepriekš esmu teicis, ka katrs puscikls ir līdzvērtīgs 10 000 mikrosekundēm. Tātad, ļaujiet mums kontrolēt aptumšošanu 50 soļos (kas ir patvaļīga vērtība. Jūs to varat arī mainīt). Esmu veicis minimālo soli kā 10, nevis nulli, jo 0-9 soļi dod aptuveni vienādu izejas jaudu un praktiski nav ieteicams veikt maksimālo soli. Tātad, es esmu spēris maksimālo soli kā 49.
Tad katra soļa laiku var aprēķināt kā 10000/50 = 200 mikrosekundes. Tas tiks izmantots koda nākamajā daļā.
void loop () {int dati = analogRead (A0); int dati1 = karte (dati, 0, 1023,10,49); dim_val = dati1; }
Pēdējā posmā konfigurējiet pārtraukuma vadīto funkciju zero_cross. Šeit aptumšošanas laiku var aprēķināt, reizinot individuālo soļa laiku ar nr. no soļiem. Pēc šī aizkaves laika TRIAC var iedarbināt, izmantojot nelielu 10 mikrosekunžu lielu impulsu, kas ir pietiekams, lai ieslēgtu TRIAC.
void zero_cross () {int aptumšošanas laiks = (200 * dim_val); aizkaveMikrosekundes (aptumšošanas laiks); digitalWrite (LAMP, HIGH); kavēšanāsMikrosekundes (10); digitalWrite (LAMP, LOW); }
Arduino Lamp Dimmer ķēdes darbība
Zemāk ir attēli, kuros parādīti trīs maiņstrāvas spuldzes aptumšošanas posmi, izmantojot Arduino un TRIAC.
1. Zems aptumšošanas solis
2. Vidēja aptumšošanas solis
3. Maksimālais aptumšošanas solis:
Šādi var viegli izveidot maiņstrāvas gaismas regulēšanas ķēdi, izmantojot TRIAC un optronu. Darba Video un Arduino gaismas reostats kodekss ir norādīts zemāk
/>