- Uporabljene komponente:
- Tehnika zaznavanja ničelnega križanja
- TRIAC deluje
- Optični sklopnik
- Shema vezja:
- Programiranje Arduino za zatemnitev AC Light:
- Delovanje vezja za zatemnitev žarnice Arduino
V našem gospodinjstvu se večina naprav napaja z izmeničnim tokom, kot so luči, televizorji, ventilatorji itd. Po potrebi jih lahko digitalno VKLOPIMO / IZKLJUČAMO z uporabo Arduina in relejev, tako da zgradimo nastavitev avtomatizacije doma. Kaj pa, če moramo nadzirati moč teh naprav, na primer za zasenčenje AC žarnice ali za nadzor hitrosti ventilatorja. V tem primeru moramo za nadzor faze izmenične napajalne napetosti uporabiti tehniko faznega nadzora in statična stikala, kot je TRIAC.
Torej, v tej vadnici bomo izvedeli več o zatemnilniku AC žarnic z uporabo Arduino in TRIAC. Tu se TRIAC uporablja za preklapljanje izmenične žarnice, saj je to elektronska hitra stikalna naprava Power, ki je najbolj primerna za te aplikacije. Sledimo celotnemu članku za podrobnosti o strojni opremi in programiranje tega projekta. Preverite tudi naše prejšnje vadnice o zatemnitvi svetlobe:
- IR daljinski upravljalnik TRIAC Dimmer Circuit
- LED zatemnilnik na osnovi Arduina z uporabo PWM
- 1-vatno LED zatemnilno vezje
- LED zatemnitev napajanja z uporabo mikrokrmilnika ATmega32
Uporabljene komponente:
- Arduino UNO-1
- Optični sklopnik MCT2E -1
- Optični sklopnik MOC3021 -1
- BT136 TRIAC-1
- (12-0) V, 500mA Stopničast transformator-1
- Upori 1K, 10K, 330ohm
- 10K potenciometer
- AC držalo z žarnico
- AC žice
- Skakalci
Preden gremo naprej, se bomo seznanili s prečkanjem nič, TRIAC-om in optičnim sklopnikom.
Tehnika zaznavanja ničelnega križanja
Za nadzor nad izmenično napetostjo moramo najprej zaznati ničelni prehod izmeničnega signala. V Indiji je frekvenca izmeničnega signala 50 HZ in ker je v naravi izmeničen. Zato moramo vsakič, ko signal pride v nič točko, to točko zaznati in po njej sprožiti TRIAC v skladu z zahtevami po moči. Ničelna točka prehoda AC signala je prikazana spodaj:
TRIAC deluje
TRIAC je tri terminalno AC stikalo, ki ga lahko sproži signal nizke energije na svojem vratnem terminalu. Pri SCR-jih deluje le v eno smer, v primeru TRIAC pa je moč moč krmiliti v obe smeri. Tu uporabljamo BT136 TRIAC za namen zatemnitve žarnic.
Kot je prikazano na zgornji sliki, se TRIAC sproži pod kotom streljanja 90 stopinj, tako da nanj uporabi impulzni signal majhnih vrat. Čas "t1" je čas zakasnitve, ki ga moramo določiti glede na naše zahteve za zatemnitev. Na primer, v tem primeru je kot streljanja 90 odstotkov, zato se bo tudi izhodna moč prepolovila, zato bo tudi svetilka svetila s polovično jakostjo.
Vemo, da je tukaj frekvenca izmeničnega signala 50 Hz. Torej bo časovno obdobje 1 / f, kar bo 20ms., Tako da bo za pol cikla to znašalo 10ms ali 10.000 mikrosekund. Za nadzor moči naše AC žarnice lahko torej obseg "t1" variira med 0-10000 mikrosekundami. Več o Triacu in njegovem delovanju izveste tukaj.
Optični sklopnik
Optocoupler je znan tudi kot Optoisolato r. Uporablja se za vzdrževanje izolacije med dvema električnima vezjema, kot sta enosmerni in izmenični signal. V bistvu je sestavljen iz LED, ki oddaja infrardečo svetlobo, in fotosenzorja, ki jo zazna. Tu uporabljamo optični sklopnik MOC3021 za nadzor AC žarnice iz signalov mikrokrmilnika, ki je enosmerni signal. Pred tem smo v optičnem vezju TRIAC uporabili isti optični sklopnik MOC3021. Na povezavi izveste tudi več o optičnih sklopnikih in njihovih vrstah.
Shema vezja:
Shema vezja za zatemnitev AC svetlobe je podana spodaj:
UDiagram povezave TRIAC in optičnega sklopnika:
Na ploščo za perf sem prilepil vezje TRIAC in Optocoupler MOC3021. Po spajkanju bo videti spodaj:
Na optično ploščo sem pripajal tudi optični sklopnik MCT2E, ki ga je priključil na transformator za napajanje AC
In celotno vezje za Arduino Lamp Dimmer bo videti spodaj:
Programiranje Arduino za zatemnitev AC Light:
Po uspešnem zaključku namestitve strojne opreme je zdaj čas za programiranje Arduina. Na koncu je podan celoten program z predstavitvenim videom. Tu smo postopoma razložili kodo za boljše podcenjevanje.
V prvem koraku navedite vse globalne spremenljivke, ki bodo uporabljene v celotni kodi. Tu je TRIAC povezan s pinom 4 Arduino. Nato je dim_val razglašen za shranjevanje vrednosti koraka zatemnitve, ki ga bomo uporabili v programu.
int LAMP = 4; int dim_val = 0;
Nato znotraj nastavitvene funkcije LAMP pin razglasite za izhod in nato konfigurirajte prekinitev za zaznavanje prehoda ničle. Tu smo uporabili funkcijo, imenovano attachInterrupt, ki bo digitalni Pin 2 Arduina konfigurirala kot zunanjo prekinitev in bo poklicala funkcijo z imenom zero_cross, ko zazna morebitne prekinitve na svojem pinu.
void setup () {pinMode (LAMP, OUTPUT); attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (2), zero_cross, CHANGE); }
Znotraj neskončne zanke preberite analogno vrednost s potenciometra, ki je priključen na A0. Nato ga preslikajte v obseg vrednosti (10-49). Da bi to ugotovili, moramo narediti majhen izračun. Prej sem že povedal, da je vsak pol cikel enak 10.000 mikrosekundam. Torej, zatemnitev moramo nadzorovati v 50 korakih (kar je poljubna vrednost. Lahko jo tudi spremenite). Naredil sem najmanjši korak kot 10, ne pa nič, ker 0-9 korakov daje približno enako izhodno moč in praktično ni priporočljivo narediti največjega števila korakov. Torej, naredil sem največ 49 korakov.
Potem se lahko čas vsakega koraka izračuna kot 10000/50 = 200 mikrosekund. To bo uporabljeno v naslednjem delu kode.
void loop () {int data = analogRead (A0); int data1 = map (podatki, 0, 1023,10,49); dim_val = podatki1; }
V zadnjem koraku konfigurirajte prekinitveno funkcijo zero_cross. Tu lahko čas zatemnitve izračunamo tako, da posamezni čas koraka pomnožimo s številom. korakov. Po tem času zakasnitve lahko TRIAC sprožite z majhnim visokim impulzom 10 mikrosekund, kar zadostuje za vklop TRIAC-a.
void zero_cross () {int dimming_time = (200 * dim_val); delayMicroseconds (dimming_time); digitalWrite (LAMP, HIGH); delayMicroseconds (10); digitalWrite (LAMP, LOW); }
Delovanje vezja za zatemnitev žarnice Arduino
Spodaj so slike, ki prikazujejo tri faze zatemnitve žarnice z izmeničnim tokom z uporabo Arduino in TRIAC.
1. Nizek korak zatemnitve
2. Korak srednje zatemnitve
3. Največji korak zatemnitve:
Tako lahko z uporabo TRIAC in optičnega sklopnika enostavno zgradite vezje zatemnitve AC svetlobe. Spodaj je podan delovni video in koda Arduino Light Dimmer
/>