Obvod stmievača svetla s tlačidlom

Príspevok vysvetľuje konštrukčné detaily stmievacieho obvodu tlačidla založeného na triaku, ktorý sa dá použiť na riadenie žiarovky a jasu žiarivky stlačením tlačidla.

Ďalšou vlastnosťou tohto stmievača je jeho pamäť, ktorá si zachováva úroveň jasu aj pri výpadkoch napájania a poskytuje rovnakú intenzitu žiarovky po obnovení napájania.

Autor: Robert Truce

Úvod

Obvody stmievania svetla sa ľahko obsluhujú, jednoducho sa zostavujú a na reguláciu jasu žiarovky sa používa otočný potenciometer.

Aj keď sú tieto obvody pomerne jednoduché, môže existovať potreba zložitejších situácií so stmievaním.

Vzhľad a bežný obvod stmievača svetla nie je najlepší, pretože má matne vyzerajúci gombík, ktorým sa nastavuje intenzita svetla.

Ďalej môžete určiť úroveň osvetlenia iba z pevnej polohy, kde je nainštalovaný stmievač.

V tomto projekte hovoríme o stmievači tlačidlového typu s lepšou estetikou a flexibilnejším z hľadiska umiestnenia. Stmievač diskutovaný v tomto článku je exkluzívny, či už po oboch stranách dverí alebo nočných stolíkoch.

Táto časť je vybavená prepínačom on / off s dvojicou tlačidiel - jedným na zvyšovanie intenzity svetla postupne v priebehu 3 sekúnd a druhým v pravý opak.

Počas nastavovania gombíka je možné nastaviť úroveň svetla na požadovanú úroveň a udržiavať ju 24 hodín bez akýchkoľvek zmien.

Tento stmievač je vhodný pre žiarovky alebo žiarivky, ktoré majú menovitý výkon do 500 VA s konkrétnym chladičom. Pri inštalácii väčšieho chladiča môžete dokonca dosiahnuť výkon až 1 000 VA.

Konštrukcia

Podľa tabuľky 1 a 2 pripravte tlmivku a transformátor. Vykonajte mimoriadne preventívne opatrenia, aby ste zaistili dostatočnú izoláciu medzi primárnym a sekundárnym vinutím impulzných transformátorov.

Konštrukcia bude veľmi jednoduchá, ak sa použije nasledujúci odporúčaný PCB.

Najskôr umiestnite všetky elektronické súčiastky na DPS podľa rozloženia dielov. Pred spájkovaním nezabudnite venovať polaritu diód a orientáciu tranzistorov.

Chladič uchopte malý kúsok hliníka (30 mm x 15 mm) a ohnite ho o 90 stupňov v strede dlhej strany. Umiestnite ho pod Triak a váš chladič je pripravený.

Pulzný transformátor a tlmivka sú umiestnené pomocou gumových priechodiek a utiahnuté do správnej polohy pocínovaným medeným drôtom okolo priechodiek. Potom sa spájkujú do existujúcich otvorov.

Skontrolujte, či sú všetky komponenty spájkované a či sú vonkajšie vodiče prepojené. Po overení otočte PCB, aby ste odhalili spodnú stranu, a na jej opláchnutie použite metylalkohol. Týmto procesom sa odstránia všetky nahromadené zvyšky toku, ktoré by mohli spôsobiť únik.

DPS musí byť pripevnená na podložkách do kovovej skrinky s uzemňovacími spojmi. Potom musíte pod dosku položiť 1 mm hrubý izolačný materiál, aby ste zabránili kontaktu akýchkoľvek dlhých vývodov komponentov s podvozkom.

Na pripojenie všetkých externých vodičov sa odporúča zvoliť 6-pólovú svorkovnicu.

Nastavenie

Zaistite, aby všetky nastavenia a konfigurácie boli vyrobené pomocou plastových alebo dôkladne izolovaných nástrojov.

Tento tlačidlový obvod stmievača svetla bude po zapnutí obsahovať sieťové napätie, a preto je mimoriadne dôležité prijať preventívne opatrenia.

Nastavením potenciometra RV2 dosiahnete požadované minimálne osvetlenie svetla a zároveň držíte stlačené tlačidlo dole.

Ďalej dolaďte potenciometer RV1, aby ste dosiahli maximálnu intenzitu svetla, zatiaľ čo držíte stlačené tlačidlo hore. Robte to len dovtedy, kým nedosiahnete maximálnu hladinu a nie viac.

Ak sú pri nastavovaní žiaroviek žiarovky žiarivky, sú potrebné ďalšie opatrenia. Okrem toho musíte úpravu vykonať znova, ak dôjde k zmene fluorescenčnej záťaže.

Pri zmene maximálneho osvetlenia svetla na fluorescenčnú záťaž jemne zvyšujte úroveň osvetlenia, až kým žiarovky nezačne blikať.

V tom okamihu otočte RV1 späť, až kým neuvidíte pokles intenzity svetla. Táto zvýšená obtiažnosť nastavenia je spôsobená indukčnými charakteristikami fluorescenčných záťaží.

Ak nie je možné dosiahnuť potrebnú minimálnu úroveň osvetlenia v rozsahu RV2, musíte vymeniť rezistor R6 s väčšou hodnotou. Tým sa dosiahne nižší rozsah úrovne osvetlenia. Ak použijete menšiu hodnotu R6, rozsah úrovne svetla bude vyšší.

Ako funguje obvod

Ako posledné stmievače sme na riadenie výkonu používali fázovo riadený triak.

Triak je zapnutý impulzom v vopred určenom bode v každej polovici cyklu a sám sa vypne na konci každého cyklu.

Stmievač tradične používa na výrobu spúšťacieho impulzu štandardný RC a diac systém.

Tento stmievač však pracuje so zariadením riadeným napätím. 240 VAC z elektrickej siete je usmerňované prostredníctvom D1-D4.

Celovlnový usmernený tvar vlny je orezaný pri 12 V rezistorom R7 a Zenerovou diódou ZD1.

Pretože tu nie je filtrovanie, týchto 12 V poklesne na nulu počas poslednej pol milisekundy každého pol cyklu.

Na zabezpečenie správneho načasovania a energie potrebnej na pohon triaku sa s kondenzátorom C3 používa programovateľný unijunkčný tranzistor (PUT) Q3.

Ďalej PUT funguje ako prepínač nasledujúcim spôsobom. Ak je anódové napätie (a) väčšie ako anódovo-hradlové napätie (ag), dôjde ku skratu v dráhe anóda - katóda (k).

Napätie na anódovej bráne je určené RV2 a je zvyčajne okolo 5 až 10 V.

Kondenzátor C3 sa nabíja cez rezistor R6 a keď napätie na ňom stúpa ako na svorke „ag“, PUT začne vybíjať C3 pomocou primárnej strany impulzného transformátora T1.

Na oplátku to vytvára impulz v sekundárnej časti T1, ktorý sa otvára na triaku.

Keď nie je dodávka napätia do rezistora R6 vyhladená, dôjde k nárastu napätia na kondenzátore C3 podľa scenára nazývaného kosínovo upravená rampa. To poskytuje proporcionálnejšiu zmenu úrovne svetla v porovnaní s riadiacim napätím.

V okamihu, keď je kondenzátor C3 vybitý, môže PUT zostať buď zapnutý, alebo sa môže vypnúť v závislosti od konkrétnej časti.

Existuje možnosť, že by sa mohol znovu vypáliť, ak by sa vypol, pretože kondenzátor C3 sa rýchlo nabíja. V obidvoch prípadoch zostáva činnosť stmievača nedotknutá.

Navyše, ak sa C3 nepodarí nabiť na „ag“ napätie PUT pred koncom polovičného cyklu, potenciál „ag“ poklesne a PUT sa aktivuje.

Táto rozhodujúca súčasť činnosti spočíva v synchronizácii časovania s napätím v sieti. Z tohto dôležitého dôvodu nie je napájanie 12 V filtrované.

Na reguláciu rýchlosti nabíjania C3 (a prípadne času potrebného na zapnutie triaku v každej polovici cyklu) sa používa sekundárna časovacia sieť RS a D6.

Pretože hodnota R5 je nižšia ako R6, bude sa kondenzátor C3 pomocou tejto cesty nabíjať rýchlejšie.

Povedzme, že nastavíme vstup na RS okolo 5 V, potom sa C3 rýchlo nabije na 4,5 V a spomalí sa kvôli hodnote R6. Tento typ nabíjania je známy ako „rampa a podstavec“.

Kvôli počiatočnému zosilneniu danému RS bude PUT na začiatku strieľať a triak sa zapne skôr, zatiaľ čo do záťaže distribuuje viac energie.

Reguláciou napätia na vstupe R5 sa teda môžeme pokúsiť riadiť výstupný výkon.

Capacitor C2 funguje ako pamäťové zariadenie. Môže byť vybitý pomocou R1 pomocou PB1 (tlačidlo hore) alebo nabitý pomocou R2 pomocou PB2 (tlačidlo dole).

Pretože je kondenzátor C2 pripojený od kladnej svorky napájania 12 V, v okamihu, keď je kondenzátor vybitý, napätie vystrelí smerom k nulovému napätiu.

Dióda D5 je tu na to, aby zabránila zvýšeniu napätia nad hodnotu nastavenú RV1. Kondenzátor C2 je pripojený na vstup Q2 pomocou odporu R3.

Existuje tiež tranzistor Q2 s poľným efektom (FET), ktorý drží vysokú vstupnú impedanciu. Preto je vstupný prúd prakticky nulový a zdroj sleduje hradlové napätie na niekoľkých úrovniach. Definitívna odchýlka napätia závisí od konkrétneho FET.

Výsledkom je, že ak dôjde k zmene napätia na hradle, dôjde aj k zmenám napätia na C2 a RS.

Po stlačení buď PB1, alebo PB2 môže byť napätie kondenzátora, ktoré spúšťa bod zapálenia triaku, a výkon dodávaný do záťaže rôzny.

Keď sú tlačidlá uvoľnené, kondenzátor bude toto napätie „držať“ dlhšiu dobu aj keď je napájanie vypnuté!

Prvky ovplyvňujúce pamäť stmievača

Čas pamäte sa však spolieha na niekoľko faktorov, ako je uvedené nižšie.

1. Mali by ste použiť kondenzátor s odolnosťou proti úniku viac ako 100 000 megaohmov. Ďalej zvoľte slušný kondenzátor s menovitým napätím najmenej 200 V. Môžete si zvoliť rôzne značky.
2. Tlačidlový spínač musí byť dimenzovaný na 240 VAC. Tieto druhy prepínačov majú lepšie oddelenie, čo znamená väčšiu izoláciu medzi kontaktmi. Podľa fyzickej demontáže môžete zistiť, či je tlačidlo príčinou nízkych časov pamäte.
3. Ak dôjde k úniku cez dosku plošných spojov, je to problém. Môžete si všimnúť, že sa zdá, že vedie cesta zo zdroja Q2 a vyzerá, že nikam nevedie. Toto je ochranné vedenie, ktoré zabraňuje úniku z vysokonapäťových komponentov. Ak sa rozhodnete pre odlišný stavebný prístup, zaistite prepojenie R3 a Q2 a R3 a C2 pomocou spojov vzduchu alebo pomocou kvalitných keramických dištančných prvkov.
4. Samotný FET poskytuje konečný vstupný odpor. Vyskúšalo sa nespočetné množstvo FET a všetky fungovali. Napriek tomu túto možnosť skontrolujte a neprehliadnite.

Stmievač môžete ovládať z viacerých staníc jednoduchým paralelným pripojením k súpravám tlačidiel.

Ak sú súčasne stlačené tlačidlá hore a dole, nedochádza k žiadnemu poškodeniu.

Pamätajte však, že zvýšenie počtu riadiacich staníc môže zvýšiť pravdepodobnosť úniku a následnej straty času v pamäti.

Stmievač a tlačidlo vždy upevnite do polohy suchého prachu.

Nepoužívajte tento stmievač alebo tlačidlá za každú cenu v kúpeľni alebo v kuchyni, pretože vlhkosť by narušila pamäť obvodu.

ZOZNAM POLOŽIEK
ODPORY (všetky 1 / 2W 5% CFR)
R5 = 4k7
R6 = 10k
R4 = 15k
R7 = 47k 1W
R9 = 47k
R3 = 100k
R2 = 1 M
R1 = 2M2
R6 = 6M8
RV1, RV2 = 50k trim pot
KAPACITORY
C1 = 0,033uF 630V polyester
C2 = 1 uF 200 V polyester
C3 = 0,047uF polyester
POLODVODIČI
D1-D4 = 1N4004
D5, D6, D7 = 1N914
ZD1 = 12V zenerova dióda
Q1 = SC141D, SC146DTriak
Q2 = 2N5458, 2N5459 FET
Q3 = 2N6027PUT
ZMIEŠANÝ
L1 = tlmivka - pozri tabuľku 1
T1 = impulzný transformátor - pozri tabuľku 2
6-pólová svorkovnica (240 V), kovová skrinka, 2 tlačidlo
Spínače, predná doska, vypínač