Tlačítkový obvod stmívače světla

Příspěvek vysvětluje konstrukční detaily stmívacího obvodu tlačítkového stmívače, který lze použít k ovládání žárovky a jasu zářivky stisknutím tlačítka.

Další vlastností tohoto stmívače je jeho paměť, která si zachovává úroveň jasu i při výpadcích proudu a poskytuje stejnou intenzitu lampy i po obnovení napájení.

Autor: Robert Truce

Úvod

Obvody stmívání světla se snadno ovládají, jednoduše se sestavují a pro ovládání jasu lampy se používají potenciometry otočného typu.

I když jsou tyto obvody poměrně jednoduché, může existovat potřeba složitějších situací stmívání.

Vzhled a běžný obvod stmívače světla není nejlepší, protože má matně vypadající knoflík, kterým se nastavuje intenzita světla.

Kromě toho můžete určit úroveň osvětlení pouze z pevné polohy, kde je nainstalován stmívač.

V tomto projektu mluvíme o tlačítkovém stmívači s lepší estetikou a flexibilnějším z hlediska umístění montáže. Stmívač popsaný v tomto článku je exkluzivní, ať už na obou stranách dveří nebo na nočních stolcích.

Tato část je vybavena přepínačem zapnutí / vypnutí s dvojicí tlačítek - jedním pro postupné zvyšování intenzity světla po dobu 3 sekund a druhým pro pravý opak.

Při nastavování knoflíku lze úroveň světla zafixovat na požadovanou úroveň a udržet ji po dobu 24 hodin bez jakýchkoli změn.

Tento stmívač je vhodný pro žárovky nebo zářivky, které mají jmenovitý výkon do 500 VA s konkrétním chladičem. Při instalaci většího chladiče můžete dokonce dosáhnout až 1000 VA.

Konstrukce

Podle tabulek 1 a 2 připravte tlumivku a transformátor. Proveďte zvláštní opatření, abyste zajistili dostatečnou izolaci mezi primárním a sekundárním vinutím pulzních transformátorů.

Konstrukce bude extrémně jednoduchá, pokud bude použito následující doporučené PCB.

Nejprve umístěte všechny elektronické součásti na desku plošných spojů podle rozložení dílů. Před pájením nezapomeňte věnovat pozornost polaritě diod a orientaci tranzistorů.

U chladiče uchopte malý kousek hliníku (30 mm x 15 mm) a ohněte jej o 90 stupňů uprostřed dlouhé strany. Umístěte jej pod triak a váš chladič je připraven.

Pulzní transformátor a tlumivka jsou umístěny pomocí gumových průchodek a utaženy do polohy pomocí pocínovaného měděného drátu kolem průchodek. Poté jsou připájeny do stávajících otvorů.

Zkontrolujte, zda jsou všechny komponenty připájeny a připojeny externí vodiče. Po ověření otočte desku plošných spojů, abyste odhalili spodní stranu, a opláchněte ji metylalkoholem. Tento proces odstraňuje veškeré nahromaděné zbytky tavidla, které by mohly způsobit únik.

Deska plošných spojů musí být upevněna na podložkách do kovové krabice s uzemňovacími přípojkami. Poté musíte pod desku umístit izolační materiál o tloušťce 1 mm, aby se zabránilo kontaktu dlouhých vodičů komponent s podvozkem.

Pro připojení všech externích kabelů se doporučuje zvolit 6cestnou svorkovnici.

Nastavení

Zajistěte, aby všechna nastavení a konfigurace byly provedeny pomocí plastových nebo důkladně izolovaných nástrojů.

Tento tlačítkový obvod stmívače světla bude po zapnutí obsahovat síťové napětí, a proto je nesmírně důležité přijmout preventivní opatření.

Nastavte potenciometr RV2 tak, abyste získali požadované minimální osvětlení, zatímco držíte stisknuté tlačítko dolů.

Poté vyladěte potenciometr RV1, abyste získali maximální intenzitu světla, zatímco držíte tlačítko nahoru. Udělejte to, dokud nedosáhnete maximální úrovně a ne více.

Jsou-li při provádění úprav zářivky zářivkové zářivky, jsou nutná zvláštní opatření. Kromě toho musíte úpravu provést znovu, pokud dojde ke změně zářivky.

Při změně maximálního osvětlení na zářivce jemně zvyšujte úroveň světla, dokud nezačnou blikat lampy.

V tu chvíli otočte RV1 zpět, dokud neuvidíte pokles intenzity světla. Tato zvýšená obtížnost nastavení je způsobena indukčními charakteristikami fluorescenčních zátěží.

Pokud není možné dosáhnout potřebné minimální úrovně světla v rozsahu RV2, musíte vyměnit rezistor R6 s větší hodnotou. Tím se dosáhne nižšího rozsahu úrovně světla. Pokud použijete menší hodnotu R6, bude rozsah úrovně světla vyšší.

Jak obvod funguje

Pro řízení výkonu jsme použili fázově řízený triak, stejně jako nedávné stmívače.

Triak se zapíná pulzem v předem stanoveném bodě v každé polovině cyklu a na konci každého cyklu se sám vypne.

Stmívač k výrobě spouštěcího pulzu tradičně používá standardní RC a diac systém.

Tento stmívač však pracuje se zařízením řízeným napětím. 240 V stř. Ze sítě je usměrněno pomocí D1-D4.

Celovlněný usměrněný tvar vlny je oříznut na 12 V rezistorem R7 a Zenerovou diodou ZD1.

Protože zde není žádné filtrování, těchto 12 V poklesne na nulu během poslední půl milisekundy každého půl cyklu.

K zajištění správného načasování a energie potřebné k pohonu triaku se s kondenzátorem C3 používá programovatelný unijunkční tranzistor (PUT) Q3.

Kromě toho PUT funguje jako přepínač následujícím způsobem. Pokud je napětí anody (a) vyšší než napětí anody-hradlo (ag), dojde ke zkratu v cestě anoda-katoda (k).

Napětí na anodové bráně je určeno RV2 a je obvykle kolem 5 až 10 V.

Kondenzátor C3 se nabíjí rezistorem R6 a když napětí na něm vzroste než na svorce „ag“, PUT začne vybíjet C3 pomocí primární strany pulzního transformátoru T1.

Na oplátku to vytváří pulz v sekundární části T1, který se vrací na triak.

Pokud není dodávka napětí do rezistoru R6 vyhlazena, dojde k nárůstu napětí na kondenzátoru C3, který se nazývá kosinová modifikovaná rampa. To poskytuje proporcionálnější změnu úrovně světla v porovnání s řídicím napětím.

Ve chvíli, kdy je kondenzátor C3 vybitý, může PUT buď zůstat zapnutý, nebo se vypnout v závislosti na jednotlivé části.

Existuje možnost, že by se mohl znovu vypálit, pokud se vypne, protože kondenzátor C3 se rychle nabíjí. V obou případech zůstává provoz stmívače nedotčen.

Kromě toho, pokud se C3 nedokáže nabít na „ag“ napětí PUT před koncem poloviny cyklu, potenciál „ag“ poklesne a PUT vystřelí.

Tato zásadní část operace vyžaduje synchronizaci časování se síťovým napětím. Z tohoto důležitého důvodu není filtrováno napájení 12 V.

K regulaci rychlosti nabíjení C3 (a případně času potřebného k zapnutí triaku v každé polovině cyklu) se používá sekundární časovací síť RS a D6.

Protože hodnota R5 je nižší než R6, bude se kondenzátor C3 touto cestou nabíjet rychleji.

Řekněme, že nastavíme vstup na RS na přibližně 5 V, poté se C3 rychle nabije na 4,5 V a zpomalí kvůli hodnotě R6. Tento typ nabíjení se označuje jako „rampa a podstavec“.

Kvůli počátečnímu posílení danému RS se PUT spustí na začátku a triak se zapne dříve, zatímco distribuuje více energie do zátěže.

Regulací napětí na vstupu R5 se tedy můžeme pokusit řídit výstupní výkon.

Capacitor C2 funguje jako paměťové zařízení. Může být vybitý R1 pomocí PB1 (tlačítko nahoru) nebo nabitý R2 pomocí PB2 (tlačítko dolů).

Jelikož je kondenzátor C2 připojen od kladné svorky napájení 12 V, v okamžiku vybití kondenzátoru napětí vystoupá vzhůru vzhledem k nulovému vedení.

Dioda D5 je tam, aby se zabránilo vzestupu napětí nad hodnotu nastavenou RV1. Kondenzátor C2 je připojen ke vstupu Q2 pomocí odporu R3.

K dispozici je také tranzistor Q2 s polním efektem (FET), který udržuje vysokou vstupní impedanci. Proto je vstupní proud prakticky nulový a zdroj sleduje napětí hradla na několika úrovních. Definitivní rozpětí napětí závisí na konkrétním FET.

Výsledkem je, že pokud dojde ke změně napětí brány, dojde také ke změnám napětí na C2 a RS.

Když je stisknuto buď PB1 nebo PB2, napětí kondenzátoru, které spouští triakový spalovací bod, a výkon dodávaný do zátěže se mohou lišit.

Po uvolnění tlačítek kondenzátor bude toto napětí „držet“ po delší dobu i když je napájení vypnuté!

Prvky ovlivňující paměť stmívače

Doba paměti však závisí na několika faktorech, jak je uvedeno níže.

1. Měli byste použít kondenzátor s únikovým odporem více než 100 000 megaohmů. Dále zvolte slušný kondenzátor s jmenovitým napětím nejméně 200 V. Můžete si vybrat různé značky.
2. Tlačítkový spínač musí být dimenzován na provoz 240 V stř. Tyto druhy spínačů mají lepší oddělení, což znamená větší izolaci mezi kontakty. Fyzickou demontáží můžete zjistit, zda je tlačítko příčinou krátkých časů paměti.
3. Pokud dojde k úniku přes desku plošných spojů, je to problém. Můžete si všimnout, že se zdá, že vede cesta ze zdroje Q2 a vypadá, že nikam nevede. Jedná se o ochranné vedení, které zabraňuje úniku z vysokonapěťových součástí. Pokud přijímáte odlišný konstrukční přístup, zajistěte vytvoření spojů R3 a Q2 a R3 a C2 pomocí spojů ve vzduchu nebo pomocí vysoce kvalitních keramických distančních prvků.
4. FET sám o sobě poskytuje konečný vstupní odpor. Bylo vyzkoušeno nespočet FET a všechny fungovaly. Přesto se ujistěte, že jste tuto možnost zkontrolovali a nepřehlédli.

Stmívač můžete ovládat z více stanic jednoduchým paralelním připojením k sadám tlačítek.

Při současném stisknutí obou tlačítek nahoru a dolů nedojde k poškození.

Mějte však na paměti, že zvyšování počtu řídicích stanic může zvyšovat pravděpodobnost úniku a následné ztráty času v paměti.

Stmívač a tlačítko vždy zajistěte v poloze suchého prachu.

Nepoužívejte tento stmívač nebo tlačítka v koupelně nebo v kuchyni za každou cenu, protože vlhkost poškodí paměť obvodu.

SEZNAM DÍLŮ
ODPORY (Všechny 1 / 2W 5% CFR)
R5 = 4k7
R6 = 10k
R4 = 15k
R7 = 47k 1W
R9 = 47k
R3 = 100 tis
R2 = 1M
R1 = 2M2
R6 = 6M8
RV1, RV2 = 50k trim pot
KONDENZÁTORY
C1 = 0,033uF 630V polyester
C2 = 1 uF 200 V polyester
C3 = 0,047uF polyester
SEMIKONDUKTORY
D1-D4 = 1N4004
D5, D6, D7 = 1N914
ZD1 = 12V zenerova dioda
Q1 = SC141D, SC146DTriak
Q2 = 2N5458, 2N5459 FET
Q3 = 2N6027PUT
SMÍŠENÝ
L1 = tlumivka - viz tabulka 1
T1 = pulzní transformátor - viz tabulka 2
6cestná svorkovnice (240 V), kovová skříňka, 2 tlačítka
Spínače, přední deska, vypínač