Απλός διακόπτης ρυθμιστή φωτισμού και ανεμιστήρα οροφής

Σε αυτήν την ανάρτηση μαθαίνουμε μέσα από δύο παραδείγματα πώς να δημιουργήσουμε ένα απλό κύκλωμα διακόπτη dimmer για έλεγχο της έντασης του φωτός με το δοχείο, χρησιμοποιώντας την αρχή του τεμαχισμού φάσης triac.

Τι είναι το Triac Dimmers

Έχουμε ήδη δει σε πολλά από τα προηγούμενα άρθρα μου πώς οι triacs χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά κυκλώματα για εναλλαγή φορτίων AC.

Τα Triacs είναι βασικά συσκευές που μπορούν να ενεργοποιήσουν ένα συγκεκριμένο συνδεδεμένο φορτίο ως απόκριση σε μια εξωτερική σκανδάλη DC.

Αν και αυτά μπορεί να ενσωματωθούν για πλήρεις διαδικασίες ενεργοποίησης και απενεργοποίησης ενός φορτίου, η συσκευή εφαρμόζεται επίσης ευρέως για ρύθμιση ενός εναλλασσόμενου ρεύματος, έτσι ώστε η έξοδος στο φορτίο να μπορεί να μειωθεί σε οποιαδήποτε επιθυμητή τιμή.

Για παράδειγμα, τα triacs χρησιμοποιούνται πολύ συχνά σε εφαρμογές διακόπτη dimmer όπου το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί για να κάνει τη συσκευή να αλλάζει με τέτοιο τρόπο ώστε να λειτουργεί μόνο για ένα συγκεκριμένο τμήμα του ημιτονοειδούς κύματος AC και να παραμένει απενεργοποιημένο στα υπόλοιπα τμήματα του ημιτονοειδούς κύματος.

Αυτό το αποτέλεσμα είναι μια αντίστοιχη έξοδος AC που έχει μέση τιμή RMS πολύ χαμηλότερη από την πραγματική είσοδο AC.

Το συνδεδεμένο φορτίο αποκρίνεται επίσης σε αυτήν τη χαμηλότερη τιμή AC και επομένως ελέγχεται στη συγκεκριμένη κατανάλωση ή την προκύπτουσα έξοδο.

Αυτό ακριβώς συμβαίνει στους ηλεκτρικούς διακόπτες dimmer που χρησιμοποιούνται συνήθως για τον έλεγχο του ανεμιστήρα οροφής και των λαμπτήρων πυρακτώσεως.

Διάγραμμα κυκλώματος ενός απλού Dimmer φωτός

Κλιπ βίντεο εργασίας:

Κύκλωμα διακόπτη απλού φωτισμού

Το διάγραμμα κυκλώματος που φαίνεται παραπάνω είναι ένα κλασικό παράδειγμα ενός διακόπτη φωτισμού dimmer, όπου ένα triac έχει χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της έντασης του φωτός.

Όταν τροφοδοτείται εναλλασσόμενο ρεύμα στο παραπάνω κύκλωμα, σύμφωνα με τη ρύθμιση του δοχείου, το C2 φορτίζεται πλήρως μετά από μια συγκεκριμένη καθυστέρηση παρέχοντας την απαραίτητη τάση πυροδότησης στην diac.

Το diac διεξάγει και ενεργοποιεί το triac σε αγωγιμότητα, ωστόσο αυτό αποφορτίζει επίσης τον πυκνωτή του οποίου η φόρτιση μειώνεται κάτω από την τάση πυροδότησης του diacs.

Λόγω αυτού, το diac σταματάει να κάνει και το triac.

Αυτό συμβαίνει για κάθε κύκλο του σήματος ημιτονοειδούς κύματος εναλλασσόμενου ρεύματος, το οποίο το κόβει σε διακριτά τμήματα, με αποτέλεσμα την καλά προσαρμοσμένη παραγωγή χαμηλότερης τάσης.

Η ρύθμιση του δοχείου ορίζει το χρόνο φόρτισης και εκφόρτισης του C2 που με τη σειρά του αποφασίζει για πόσο καιρό το triac παραμένει σε αγώγιμη λειτουργία για τα σήματα ημιτονοειδούς AC.

Ίσως σας ενδιαφέρει να μάθετε γιατί το C1 τοποθετείται στο κύκλωμα, επειδή το κύκλωμα θα λειτουργούσε ακόμη και χωρίς αυτό.

Είναι αλήθεια, το C1 δεν απαιτείται στην πραγματικότητα εάν το συνδεδεμένο φορτίο είναι ένα φορτίο αντίστασης όπως μια λάμπα πυρακτώσεως κ.λπ.

Ωστόσο, εάν το φορτίο είναι επαγωγικός τύπος, η συμπερίληψη του C1 καθίσταται πολύ κρίσιμη.

Τα επαγωγικά φορτία έχουν μια κακή συνήθεια να επιστρέφουν ένα μέρος της αποθηκευμένης ενέργειας στην περιέλιξη, πίσω στις ράγες τροφοδοσίας.

Αυτή η κατάσταση μπορεί να πνίξει το C2 το οποίο στη συνέχεια δεν μπορεί να φορτιστεί σωστά για την έναρξη της επόμενης επόμενης ενεργοποίησης.

Το C1 σε αυτήν την περίπτωση βοηθά το C2 να διατηρήσει τον κύκλο του παρέχοντας ριπές μικρών τάσεων ακόμη και μετά την πλήρη αποφόρτιση του C2, και έτσι διατηρεί τον σωστό ρυθμό μεταγωγής του triac.

Τα κυκλώματα dimmer triac έχουν την ιδιότητα να δημιουργούν πολλές διαταραχές RF στον αέρα κατά τη λειτουργία και επομένως ένα δίκτυο RC καθίσταται επιτακτικό με αυτούς τους διακόπτες dimmer για τη μείωση των γενεών RF.

Το παραπάνω κύκλωμα εμφανίζεται χωρίς το χαρακτηριστικό και συνεπώς θα παράγει πολλά RF που ενδέχεται να διαταράξουν εξελιγμένα ηλεκτρονικά συστήματα ήχου.

Διάταξη και σύνδεση PCB

Λεπτομέρειες διάταξης παρακολούθησης

Βελτιωμένος σχεδιασμός

Το κύκλωμα διακόπτη dimmer που απεικονίζεται παρακάτω ενσωματώνει τις απαραίτητες προφυλάξεις για την υποχώρηση του παραπάνω ζητήματος.

Αυτό το βελτιωμένο κύκλωμα φωτισμού dimmer το καθιστά επίσης πιο ευνοϊκό με υψηλά επαγωγικά φορτία όπως κινητήρες, μύλους κ.λπ. αυτό καθίσταται δυνατό λόγω της συμπερίληψης των C2, C3, R3 που επιτρέπει στο diac να πυροδοτείται με συνεπή βραχυκύκλωμα τάσης αντί για απότομη εναλλαγή παλμών, η οποία με τη σειρά της επιτρέπει την ενεργοποίηση του triac με ομαλότερες μεταβάσεις, προκαλώντας ελάχιστα μεταβατικά και αιχμές.

Διάγραμμα κυκλώματος ενός βελτιωμένου Dimmer φωτός

Λίστα ανταλλακτικών

• C1 = 0.1u / 400V (προαιρετικό)
• C2, C3 = 0,022 / 250V,
• R1 = 15Κ,
• R2 = 330K,
• R3 = 33Κ,
• R4 = 100 Ohms,
• VR1 = 220K ή 470K γραμμικό
• Diac = DB3,
• Triac = BT136
• L1 = 40uH (προαιρετικό)

Τροποποίηση σε 5 Step Fan Regulator, Light Dimmer Circuit

Το παραπάνω απλό αλλά εξαιρετικά αποδοτικό κύκλωμα διακόπτη ανεμιστήρα ή φωτιστικού μπορεί επίσης να τροποποιηθεί για τη λήψη κλιμακωτής ρύθμισης της ταχύτητας του ανεμιστήρα ή της εξασθένισης του φωτός αντικαθιστώντας το ποτενσιόμετρο με έναν περιστροφικό διακόπτη συνδεδεμένο με 4 σταθερές αντιστάσεις, όπως φαίνεται παρακάτω:

Οι αντιστάσεις θα μπορούσαν να είναι σε μια αυξανόμενη σειρά όπως: 220K. 150K, 120K, 68K ή άλλος ευνοϊκός συνδυασμός θα μπορούσε να δοκιμαστεί μεταξύ 22K και 220K.