arduino, eletrônica, robotica...
Dimmer Microcontrolado com PIC
Olá pessoal, gostaria de compartilhar com vocês um pouco de um projeto que estou realizando aqui na faculdade, e tbm conseguir algumas dicas com vocês:
Dimmers são dispositivos utilizados para variar a intensidade de uma corrente elétrica média em uma carga. Eles consistem de gradadores que, através da diminuição ou aumento da tensão valor eficaz e, portanto, um aumento da potência média de uma lâmpada, controlam a intensidade da luz produzida pela mesma. Um dimmer tem como objetivo fazer com que aumente ou diminua a intensidade luminosa através de um potenciômetro, que auxilia nessa operação.
O projeto idealizado consiste do mesmo principio, porém, o gradador que faz o controle do disparo foi substituído por um sistema microcontrolado com detecção de passagem da onda por zero.
A figura a seguir apresenta o esquemático do circuito projetado
de começo é isso pessoal, aos poucos vou mostrar tbm o processo de construção e o codigo do pic utilizado para a leitura da passagem por zero (zero crossing);
Zero Crossing: A técnica conhecida como Zero Crossing, consiste em controlar o disparo para acontecer exatamente no momento em que a senoide passar pelo valor de tensão igual a zero. Assim, a subida de tensão na carga não será tão brusca e isso evitará a emissão de interferências, reduzindo a geração de harmônicas e diminuindo sobremaneira os problemas que são gerados pelo controle por fase. A figura a seguir mostra o Zero Crossing em uma onda senoidal de 60Hz.
O circuito detector de Zero Crossing proposto no projeto é de simples implementação, conforme é apresentado a seguir.
Este método de acionamento, por passagem no zero, permite um controle tão eficiente quanto o de disparo por fase, mas com a vantagem de evitar interferências ou gerar harmônicas.
O sinal senoidal retificado está presente no ponto A, enquanto o nível de sinal é alto, o resistor limitador de corrente R3 mantém o LED do optoacoplador ligado, isso mantém transistor Q1 saturado. Isto faz com que a tensão seja igual à zero no ponto B. Quando o valor da tensão retificada passar por zero, a corrente pelo resistor R3 irá cessar, e o transistor Q1 entrará em corte. Agora a tensão no ponto B é fornecida pelo VCC=5V. A figura 15 apresenta os espectros de sinais obtidos
Channel A, é o sinal proveniente da saída do ponto B;(~4,5V)
Channel B, é o sinal proveniente da saída da ponte retificadora; (~127V Fase)
Channel C, é o sinal sobre LED do optoacoplador.
Cálculos dos componentes:
O circuito apresentado na figura 14 é composto por:
- Ponte Retificadora RS207
- Resistor 39kΩ - 1W (R3)
- Resistor 22kΩ - 1/2W (R2)
- Optoacoplador 4N25
Resistor limitador de corrente: A corrente de operação do LED do optoacoplador 4N25 é determinada pelo fabricante entre 10mA e 80mA Max e tensão de entrada típica de 1,3V e máxima de 1,5V. Para garantir uma maior vida útil e ainda a eficiência do circuito, a corrente é limitada em 3mA na base do LED. Confira os cálculos abaixo
Potência Dissipada no Resistor
O LED do optoacoplador faz saturar a base do transistor sempre que o sinal retificado é diferente de zero. Toda vez que o sinal implicado no LED é zero o transistor Q1 entra na região de corte. Como não há resistência ligada a base de Q1, é calculado, de forma que, quanto maior a resistência do coletor, maior o tempo de saturação de Q1. Sendo assim, R2 é calculado de maneira a minimizar ao máximo o tempo de corte do transistor. (Duração do pulso de corte =~1,3ms)[1]
Controle de Disparo:
Este é composto um optoacoplador, MOC3020, de isolamento constituído de um diodo emissor de luz infravermelho controlando um FotoTriac em tensões de rede iguais a 220V,
Além do optoacoplador, um Triac BT138 é o responsável pelo corte da onda senoidal de saída, controlando a potência dissipada na carga.
O TRIAC pode ser disparado por uma corrente positiva aplicada no terminal de disparo (gate). Uma vez disparado, o dispositivo continua a conduzir até que a corrente elétrica caia abaixo do valor de corte, como o valor da tensão final da metade do ciclo de uma corrente alternada. Isto torna o TRIAC um conveniente dispositivo de controle para circuitos de corrente alternada, que permite acionar grandes potências com circuitos acionados por correntes da ordem de miliampere. O resistor R8 é especificado em alguns circuitos exemplares no datasheet do componente (MOC3020) e tem a função de limitar a corrente do pulso de disparo no gate do Triac.
O módulo projetado tem por finalidade o controle de cargas resistivas, tais como, lâmpadas incandescentes, lâmpadas dicroica, resistências, etc.
Projetado para cargas de até 4A, com potencia de ~500W em 110V e de até ~880W em 220V.
Microcontrolador:
Quando há o sinal de disparo na porta RB0 do PIC, proveniente do circuito detector de passagem por zero, faz-se com que uma interrupção seja gerada no processador. Esta interrupção desvia o código para uma sub rotina que faz o controle do Triac.
Um contador que fragmenta o intervalo de 0 a 8,3ms [1] em 256 pedaços é iniciado toda vez que o sinal de Zero Crossing é detectado na porta RB0 do microcontrolador, para cada contagem tem-se um tempo igual a:
Ou seja, existe uma interrupção a cada 32.4µs que verifica um decremento de uma variável.
Exemplo:
Se passarem 8,33 ms, ou seja 100% da potência na carga é dissipada, significa que isso aconteceu 256 vezes
Se passarem 4,16 ms, ou seja 50% da potência na carga é dissipada, significa que isso aconteceu 128 vezes
A figura a seguir apresenta o circuito do modulo dimerizado microcontrolado em sua forma fisíca.
em breve atualizações.
- Anexos
-
-
Zero Crossing.png, 31 KB
-
Respostas a este tópico
-
Permalink Responder até Matheus Botura Pimenta em
-
Oi Carlos,
não é nossa intenção polemizar a questão, estamos aqui para aprender e trocar informações.
Realmente não sei é possível dimerizar um led com 1% da potência, segundo a Philips é a partir de 5%.
http://www.usa.philips.com/e/led-lighting/dimmable-led-lighting.html
Não percebi disparos erráticos com 0%. Mas é bom saber, vou limitar a potência entre 10 e 90% da carga para evitar esse tipo de problema e para economizar energia. E quando quiser desligar vou usar um relê.
E esse outro artigo explica melhor os tipos de dimmers (leading, trailing, etc). Devido a essa variedade de formas de dimerizar é que fizeram aquela tabela de compatibilidade. Mas note que algumas lâmpadas são compatíveis com qualquer tipo de dimmer, mesmo o usado para lâmpada incandescente. Esse documento é interessante e fala até de um fator de 1/10 para dimensionar a carga (um dimmer convencional de 500W pode ser usado com lâmpadas led de até 50W).
http://www.lighting.philips.com.cn/pwc_li/main/shared/assets/downlo...
Nunca testei, mas concordo que uma fita de led convecional não vai funcionar com um dimmer de ventilador.
Acho legal que os fabricantes de lâmpada led tenham evoluído a tecnologia até esse estágio. Quem já tinha ambiente dimerizado com lâmpada incandescente não vai ficar na mão, só falta baixar o preço... E para quem quer fazer um jogo de luzes, o dimmer com triac é bem simples.
abraços!
-
-
Permalink Responder até Luiz Fernando de Oliveira Macedo em
-
Poderia passar a linguagem de programação em assembly ou em c que você utilizou neste pic?
-
Permalink Responder até Luiz Fernando de Oliveira Macedo em
-
Estou querendo para fazer meu trabalho da escola na disciplina de eletrônica industrial
-
Permalink Responder até José Antonio do Nascimento em
-
Boa noite pessoal.
Li este post e outros encontrados e indicados.
Acontece que estou fazendo um projeto de controle de iluminação de minha sala, onde tenho 4 pontos que serão controlados pelo Arduino (relés) e por interruptores paralelos. Este controle dos relés serão através de um sensor Infra Red, ou seja para melhor explicar. Terei o comando via interruptor e via Arduino (IR-relê).
O quinto ponto que é uma sanca, tenho 4 lâmpadas em paralelo de 5W DIMMERIZÁVEIS. Atualmente elas funcionam com um dimmer normal (com SCR e DB3). Este controle também pretendo fazer através do Arduino e dois switch (um para UP e um para DOWN) e também através do IR (teclas do controle que não tem nenhuma serventia).
O código funcionou legal, mais para uma saída PWM onde controlei um led.
Tentei adaptar SCR e um BT137, mais sem exito.
Não consegui fazer funcionar somente tirando o sinal do Arduino (PWM) e injetando diretamente no MOC (vamos utilizar ele para fazer um isolamento). Estou lendo bastante e terei de partir para o tal ZC. Mais ai terei de alterar o código, e não é comigo, sou limitado.
No aguardo de comentários.
José Murta realmente o MOC 3041 também não funcionou.
Abraços a todos.
-
Permalink Responder até Gustavo Marucci em
-
Oi!
Imagino que as quatros lâmpadas com o rele e o interruptor paralelo já está funcionando. Basta usar os parafusos NA e NF em conjunto com o interruptor.
Agora quanto ao dimmer, você tem ciência que o MOC3041 é um optoacoplador cujo led interno dispara um diac interno e serve para isolar a rede de potência com o circuito lógico.
Se a dimerização das lâmpadas (imagino ser lâmpada de led porque 5W só pode ser de led) é feita por PWM, porque usar um optoacoplador?
-
Permalink Responder até Wesley Natanael Gallo em
-
Olá Rodrigo
preciso de um sensor ou shield para usar em Arduino e detectar a frequência em Hertz de uma rede A/C 110/220. Enfim, monitorar os 60Hz da rede.
O Rui aqui do fórum sugeriu seu projeto e percebi que pode funcionar. Como sou mais da área de computação, sou fraco com eletrônica e elétrica, você sabe me dizer se poderia usar esse seu projeto ou até uma adaptação dele para minha finalidade?
-
Permalink Responder até Gustavo Marucci em
-
O email do Rodrigo é rsantos@gvrs.com.br. Se você quiser maiores detalhes, entre em contato com ele.
-
Permalink Responder até Eduardo castellani em
-
Olá Rodrigo,
Eu pesquisei muito sobre dimmer, eu queria o máximo de qualidade. acabei não terminando o projeto, mas tenho muita inf guardada, para quando voltar a essa tarefa.
Voce ja pensou em implementar um Indutor?
VEJA -
PONTO IMPORTANTE: Como usar Tiristores corretamente
Cargas desse tipo podem gerar transições rápidas de corrente dIcom/dt não suportadas mesmo em operação relativamente lenta em circuitos de 60 Hz.
Nesse caso, um snubber não terá muito efeito sobre o circuito porque o problema não é com a taxa de crescimento de tensão dVcom/dt. A solução consiste em se limitar a dIcom/dt com a conexão de um pequeno indutor, de alguns mH em série com a carga.TRECHO 2 - Foi realizado um estudo de como informar ao microcontrolador PIC, além dos dados fornecidos pelo sensor de temperatura, também de como interpretar a energia disponível pela rede de alimentação de 127 ou 220 Vac para acionamento do motor do ventilador. Foi necessário estabelecer-se a referência de como se comporta a forma de onda senoidal com respeito à sua passagem do semiciclo positivo para o negativo e vice-versa.
A solução foi encontrada com a utilização de dois optoacopladores (4N25), para detectar as passagens por zero da onda senoidal, permitindo a interpretação correta pelo microcontrolador PIC. VANTAGENS - O circuito não utiliza taps: o motor poderá ter apenas uma bobina, com redução de componentes e custo;
TRECHO 3 - O que mais é bom MOC3061 é o fato de que ela é capaz de "esperar" baixo nível de tensão em uma rede comutada. Como resultado, não há interferência, e lâmpadas incluídas neste interruptor de aumentar significativamente a vida útil (geralmente quando a lâmpada queima na amplitude de pico)
UM ABRAÇO
- ‹ Anterior
- 1
- …
- 3
- 4
- 5
- Próximo ›
Bem-vindo a
Laboratorio de Garagem (arduino, eletrônica, robotica, hacking)
© 2024 Criado por Marcelo Rodrigues.
Ativado por
