Радиолюбители конструируют и собирают различные варианты тиристорных регуляторов мощности. Такой узел, будучи включённым между бытовой сетью переменного тока и нагрузкой, позволяет в определённых пределах изменять мощность, выделяемую в нагрузке. Если нагрузкой служит бытовой осветительный прибор, такой узел называют темнителем, если паяльник — регулятором температуры его жала. Ныне модно такие устройства называть буржуйским словом — диммер.
Анализ схем промышленно выпускаемых диммеров (в основном китайского производства) показал, что фазосдвигающая цепь в них питается нестабилизированным напряжением. Это приводит к тому, что момент открывания динистора в каждом полупериоде, а значит, и симистора, зависит от напряжения сети, что, в свою очередь, является причиной заметных перепадов мощности нагрузки диммера при колебаниях напряжения сети. Это ограничивает сферу применения подобных устройств.
Фазоимпульсные регуляторы мощности с мощным симистором в качестве переключательного элемента отличаются более высоким КПД и малым числом элементов в цепи нагрузки, но из-за особенностей управления эти устройства зачастую схемно довольно громоздки. Попытка усовершенствовать упомянутое схемное решение привела к устройству, схема которого показана на рис. ниже.
Регулятор мощности на симисторе из Китая переделка
Схема электрическая принципиальная диммера на симисторе с фазоимпульсным управлением
На транзисторах VT1 и VT2 собран аналог динистора, в который введён диод VD1 . Это позволило использовать транзистор VT2 в роли замыкателя диагонали маломощного выпрямительного моста VD3 , включённого в цепь управляющего электрода симистора VS1 .
В начале полупериода напряжения сети оба транзистора, диод VD1 и симистор закрыты, а конденсатор С1 разряжен. Увеличивающееся напряжение создаёт ток через резисторы R9 , R8 , диодыq мост, резистор R7 и стабилитрон VD2 . Падения напряжения на резисторе R9 пока недостаточно для открывания симистора. Стабилитрон VD2 , включённый последовательно с балластным резистором R7 , ограничивает напряжение с выхода диодного моста на уровне 12 В.
Через резисторы R3 , R4 начинает заряжаться конденсатор С1 . Как только напряжение на нём превысит напряжение на резисторе R6 , начнёт открываться транзистор VT1 . Падение напряжения на резисторе R2 приоткроет транзистор VT2 , из-за чего начнёт уменьшаться напряжение на его коллекторе.
В результате этого начинает уменьшаться напряжение на резисторе R6 . Возникает положительная ОС , действие которой приводит к лавинообразному открыванию обоих транзисторов. Как только падение напряжения на транзисторе VT2 станет меньше, чем на резисторе R6 , откроется диод VD1 , ещё более ускоряя открывание аналога динистора и снижая тем самым мощность, рассеиваемую на транзисторе VT2 . Оба транзистора в конце процесса входят в насыщение.
Выходная диагональ диодного моста VD3 оказывается замкнутой, ток через резисторы R8 и R9 увеличивается и открывается симистор VS1 , подключая нагрузку к сети на оставшуюся часть полупериода. Скорость зарядки конденсатора С1 , а значит, и момент открывания транзистора VT1 зависят от положения движка переменного резистора R4 , которым и регулируют мощность, выделяющуюся в нагрузке.
Если сопротивление цепи R3R4 окажется настолько большим, что конденсатор не успеет зарядиться до напряжения, необходимого для открывания аналога динистора, он останется закрытым. Но в конце полупериода конденсатор С1 всё равно разрядится транзистором VT1 вследствие того, что напряжение на резисторе R6 к этому моменту уменьшится до нулевого.
Такая привязка момента начала зарядки конденсатора С1 к началу полупериода необходима для того, чтобы исключить эффект гистерезиса, который может возникнуть при регулировании мощности резистором R4 . Этот эффект проявляется в затягивании регулировочной характеристики: при повороте ручки регулятора из положения минимальной мощности на малый угол, мощность в нагрузке увеличивается скачком.
Резистор R1 ограничивает ток разрядки на безопасном для транзисторов уровне, растягивая разрядный импульс во времени для более уверенного открывания симистора, a R8 ограничивает ток через его управляющий электрод. Резистор R2 предотвращает самопроизвольное срабатывание аналога динистора из-за увеличения тока коллектора транзистора VT2 при его разогревании. Резистор R9 удерживает симистор закрытым (если он ещё не был открыт) на пиках сетевого напряжения.
Максимальная мощность нагрузки регулятора при обеспечении эффективного охлаждения симистора — 1 кВт.
Вариант печатной платы для схемы диммера приведен ниже.
Источник: dzen.ru
Регулятор силы света (диммер) на Arduino и симисторе
В современных домохозяйствах большинство устройств (лампочки, телевизоры, кондиционеры и т.д.) запитываются от напряжения переменного тока. Мы можем управлять включением и выключением этих устройств с помощью платы Arduino и реле, эти способы управления домашними электронными устройствами рассматривались на нашем сайте в проектах автоматизации дома. Но если нам нужно не просто управлять процессами включения/выключения устройств, а нужно еще, к примеру, регулировать яркость свечения лампы или частоту вращения вентилятора, то здесь нам необходимо использовать методы управления фазами и статические переключатели наподобие симисторов (TRIAC) для управления фазами напряжение переменного тока.
В данной статье мы рассмотрим создание регулятора силы света (диммера, dimmer) лампы переменного тока на основе платы Arduino и симистора. Для переключения режимов лампы переменного тока мы будем использовать симистор (TRIAC) – быстродействующий электронный переключатель, наиболее хорошо подходящий для проектов подобного вида.
На нашем сайте вы можете также посмотреть проекты, в которых использовалась регулировка силы света:
- регулятор силы свечения светодиода на микроконтроллере AVR ATmega32;
- автоматическое управление яркостью свечения светодиода с помощью Arduino;
Необходимые компоненты
- Плата Arduino Uno (купить на Aliexpress).
- Оптопара MCT2E (купить на Aliexpress).
- Оптопара MOC3021 (купить на Aliexpress).
- Симистор (TRIAC) BT136 (купить на Aliexpress).
- Понижающий трансформатор (12-0V, 500mA) (купить на Aliexpress).
- Резисторы 1 кОм, 10 кОм, 330 Ом (купить на Aliexpress).
- Потенциометр 10 кОм (купить на Aliexpress).
- Лампа переменного тока с держателем (патроном).
- Соединительные провода.
Методика обнаружения перехода через ноль
Для управления напряжением переменного тока первое, что мы должны уметь делать – это обнаруживать переходы через ноль сигнала переменного тока. Следовательно, в каждый момент времени, когда этот сигнал переходит через ноль, мы должны переключать симистор. Момент перехода через ноль сигнала переменного тока показан на следующем рисунке.
Принцип работы симистора
Симистор (симметричный триодный тиристор, в англ. TRIAC) представляет собой переключатель переменного тока с тремя выводами, который можно переключить при помощи подачи отпирающего импульса на его управляющий вывод (затвор). Но в отличие от других подобных переключателей, которые проводят ток в одном направлении, симистор может управлять током в обоих направлениях. В нашем проекте мы будем использовать симистор BT136.
Принцип управления симистора переменным током показан на следующем рисунке.
Как показано на рисунке, мы можем переключать, к примеру, симистор на угле 90 градусов при помощи подачи отпирающего импульса на его управляющий вывод. В этом случае мы будем подавать ток на лампу только в половине времени положительной полуволны сигнала (на графике время t1), соответственно, лампа будет гореть вполовину мощности. Уменьшая или увеличивая это время мы можем заставить лампу гореть ярче или тусклее.
Частота сигнала переменного тока в нашей сети составляет 50 Гц, соответственно, период сигнала равен 1/f =20 миллисекунд. Значит, половина периода будет равна 10 мс. Поэтому мы можем изменять время t1 на приведенном графике для управления яркостью свечения лампы переменного тока в диапазоне от 0 до 10 мс (10000 мкс).
Оптопара
Оптопару (оптрон) также называют оптоизолятором. Она используется для изоляции друг от друга двух электрических цепей постоянного или переменного тока. Принцип ее действия достаточно прост: светодиод внутри нее излучает инфракрасный свет, а фотодатчик обнаруживает его. В нашем проекте мы будем использовать оптопару MOC3021 для управления лампой переменного тока, с помощью платы Arduino, использующей сигналы постоянного тока.
Схема проекта
Схема регулятора силы света (диммера) на Arduino и симисторе представлена на следующем рисунке.
Схема соединения симистора и оптопары показана на следующем рисунке.
Эту схему мы собрали на перфорированной плате, у нас получилась конструкция следующего вида:
Оптопару MCT2E и соединения с ней мы также разместили на перфорированной плате и подсоединили ее к понижающему трансформатору.
Конструкция всего проекта в сборе выглядит следующим образом:
Объяснение программы для Arduino
Полный код программы и видео, демонстрирующее работу проекта, приведены в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим основные фрагменты кода.
В самом начале программы нам необходимо объявить используемые глобальные переменные. Симистор у нас подключен к контакту 4 платы Arduino. В переменной dim_val мы будем хранить значение шага диммирования (регулирования силы света), который мы далее будем использовать в программе.
Источник: microkontroller.ru
Диммер на 100 ватт. Конструктор.
Здравствуйте. Обзор модуля для регулировки
электрической мощности с примерами применения.
Купил я этот набор для изменения на мощности паяльнике. Раньше я делал подобное устройство, но для паяльника тот диммер чересчур большой, как по размерам, так и по мощности и приходится располагать его в отдельной коробке. И вот на глаза попался сабж, который можно встроить в сетевую вилку, не любую правда, но найти можно.
Размер печатной платы: 2*3.3 см
Номинальная мощность: p = UI; 100 Вт = 220 В * 0.45а
Модель: 100 Вт модуль диммера;
Номинальная мощность: 100 Вт;
Печатная плата x1 шт
Потенциометр с выключателем WH149-500k x1
Потенциометра рукоятка x1
Динистор DB3 x1
Сопротивление 2 К, 0.25 Вт x1
Симистор MAC97A6 x1
Конденсатор 0,1 мкФ 630 В CBB x1
Размеры платы 30х20мм.
В глубину от выступающих контактов регулятора до резьбы 17 мм.
Посадочное отверстие 9,2 мм.
Диаметр резьбы 6,8 мм.
Заказал лот из десяти наборов. Каждый набор помещен в полиэтиленовый пакет. 
Деталей немного. Переменный резистор со встроенным выключателем. 
Принципиальная схема вроде этой, только номиналы другие. 
Модуль можно спаять за несколько минут. 
Провода слишком толстые и не дают переменнику полностью встать на свое место. Поэтому припаивать их надо в последнюю очередь, если они нужны, конечно.
Теперь нужно подобрать вилку. Ничего лучшего, чем корпус от зарядки нокия я не нашел. Корпус скреплен винтами, правда с хитрым шлицем, но можно открутить обычной плоской отверткой. 
Вытаскиваю внутренности, делаю отверстие в крышке. 
Все, прибор готов. 
Ручка регулятора имеет такую же фактуру и цвет как и корпус и не создает впечатление инородного тела. 
Осталось подсоединить нагрузку — паяльник.
Лужу пружинные контакты от зарядки с помощью кислоты.
И соединяю провод паяльника с диммером и контактами. 
И все это помещаю внутрь корпуса зарядки. Провод в корпусе дополнительно фиксировать не стал, влез довольно плотно. 
Теперь осталось отрегулировать температуру. Хоть паяльник и на 25 ватт, но раскочегаривается до 350 градусов. 
Вращением регулятора добиваюсь, чтобы на жале было 270 С и переставляю ручку регулятора указателем на винт, чтобы проще было потом ориентироваться. В это время паяльник потребляет 16,5 ватт.
Видео, демонстрирующее регулировку мощности.
Ради эксперимента поставил сабж в вентилятор. 
Но здесь регулировку оборотов безболезненно можно делать лишь в небольших пределах. При достаточном снижении оборотов — обмотки двигателя начинают гудеть, перегреваться и рано или поздно, скорее рано, при такой эксплуатации двигатель может сгореть 
Ну и универсальный регулятор, к которому можно подключить и паяльник, и лампу и вентилятор.
Корпус взял от от блока питания от дект телефона. Блок питания самый простой — только понижающий трансформатор, на выходе переменный ток. Поэтому разобрал его без сожаления. Корпус расколол на 2 части по шву легкими постукиванием молотка по ножу. 
Приятный сюрприз- вилка вывинчивается, что облегчает процесс самоделания. 
Конечно, необходимо немного попилить. 
Необходимые детали уложились в корпус довольно компактно. 
Соединяю вилку и розетку проводами. 
Все это помещаю в корпус, где уже установлен диммер. Провода на фото припаяны неправильно, по невнимательности. Ток при такой распайке идет напрямую через конденсатор и диммер естественно не работает. А я то подумал — брак положили. Перепаял провода, как положено, на контакты подписанные «220V».
Готовое изделие. 
Применяю диммер по прямому назначению — лампу накаливания можно душевно затемнить. 
Во время эксплуатации, какого то чрезмерного нагрева прибора не обнаружил, но использовал я сабж на мощность ниже номинальной.
На этом все.
Спасибо за внимание
Планирую купить +43 Добавить в избранное Обзор понравился +80 +139
- 02 мая 2018, 17:33
- автор: viktor2010
- просмотры: 34484
Источник: mysku.me