خافت إضاءة مكيف الهواء باستخدام اردوينو والترياك

في منزلنا ، يتم تشغيل معظم الأجهزة من مصدر التيار المتردد مثل المصابيح وأجهزة التلفزيون والمراوح وما إلى ذلك. يمكننا تشغيل / إيقاف تشغيلها رقميًا إذا لزم الأمر ، باستخدام Arduino و Relays عن طريق إنشاء إعداد أتمتة المنزل. ولكن ماذا لو احتجنا إلى التحكم في قوة تلك الأجهزة على سبيل المثال لتعتيم مصباح التيار المتردد أو للتحكم في سرعة المروحة. في هذه الحالة ، يتعين علينا استخدام تقنية التحكم في الطور والمفاتيح الثابتة مثل TRIAC للتحكم في طور جهد إمداد التيار المتردد.

لذلك في هذا البرنامج التعليمي ، سوف نتعرف على خافت إضاءة مصباح التيار المتردد باستخدام Arduino و TRIAC. هنا يتم استخدام TRIAC لتبديل مصباح التيار المتردد ، حيث إنه جهاز تبديل سريع إلكتروني للطاقة وهو الأنسب لهذه التطبيقات. دعنا نتبع المقالة الكاملة للحصول على تفاصيل الأجهزة وبرمجة هذا المشروع. تحقق أيضًا من دروسنا السابقة حول Light Dimming:

• دائرة باهتة TRIAC للتحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء
• اردوينو LED باهتة باستخدام PWM
• 1 وات LED حلبة باهتة
• ضوء LED للطاقة باستخدام متحكم ATmega32

المكونات المستخدمة:

• اردوينو UNO-1
• optocoupler MCT2E -1
• مقبس البصريات MOC3021 -1
• BT136 TRIAC-1
• (12-0) فولت ، 500 مللي أمبير تنحى محول -1
• مقاومات 1 ك ، 10 ك ، 330 أوم
• 10 كيلو الجهد
• حامل مكيف مع مصباح
• أسلاك التيار المتردد
• صداري

قبل المضي قدمًا ، سوف نتعرف على Zero cross و TRIAC و optocoupler.

تقنية الكشف عن المعابر الصفرية

للتحكم في جهد التيار المتردد ، فإن أول شيء يتعين علينا القيام به هو اكتشاف التقاطع الصفري لإشارة التيار المتردد. في الهند ، تردد إشارة التيار المتردد هو 50 هرتز ولأنها متناوبة في طبيعتها. ومن ثم ، في كل مرة تصل فيها الإشارة إلى نقطة الصفر ، يتعين علينا اكتشاف هذه النقطة وبعد ذلك نقوم بتشغيل TRIAC وفقًا لمتطلبات الطاقة. يتم عرض نقطة عبور الصفر لإشارة التيار المتردد أدناه:

TRIAC العمل

TRIAC عبارة عن مفتاح تيار متردد ثلاثي المحطات يمكن تشغيله بواسطة إشارة طاقة منخفضة عند محطة البوابة الخاصة به. في SCRs ، تجري في اتجاه واحد فقط ، ولكن في حالة TRIAC يمكن التحكم في الطاقة في كلا الاتجاهين. نحن هنا نستخدم BT136 TRIAC لغرض تعتيم مصباح التيار المتردد.

كما هو موضح في الشكل أعلاه ، يتم تشغيل TRIAC بزاوية إطلاق تبلغ 90 درجة عن طريق تطبيق إشارة نبضة بوابة صغيرة عليها. الوقت "t1" هو وقت التأخير الذي يجب أن نعطيه وفقًا لمتطلبات التعتيم. على سبيل المثال ، في هذه الحالة ، حيث تبلغ زاوية إطلاق النار 90 بالمائة ، فإن خرج الطاقة سينخفض ​​أيضًا إلى النصف ، وبالتالي سوف يتوهج المصباح أيضًا بنصف شدة.

نعلم أن تردد إشارة التيار المتردد هنا هو 50 هرتز. لذا فإن الفترة الزمنية ستكون 1 / f ، والتي ستكون 20 مللي ثانية ، لذلك لنصف دورة ، ستكون 10 مللي ثانية أو 10000 ميكرو ثانية. لذلك من أجل التحكم في طاقة مصباح التيار المتردد لدينا ، يمكن أن يتنوع نطاق "t1" من 0-10000 ميكروثانية. تعرف على المزيد حول Triac وعمله هنا.

Optocoupler

يُعرف Optocoupler أيضًا باسم Optoisolato r. يتم استخدامه للحفاظ على العزلة بين دائرتين كهربائيتين مثل إشارات التيار المستمر والتيار المتردد. بشكل أساسي ، يتكون من مصباح LED ينبعث منه ضوء الأشعة تحت الحمراء وجهاز استشعار ضوئي يكتشفه. هنا نستخدم optocoupler MOC3021 للتحكم في مصباح التيار المتردد من إشارات متحكم دقيق وهي إشارة DC. استخدمنا سابقًا نفس جهاز optocoupler MOC3021 في دائرة باهتة TRIAC. تعرف أيضًا على المزيد حول Optocouplers وأنواعها باتباع الرابط.

مخطط الرسم البياني:

الرسم البياني لدائرة AC Light Dimmer موضح أدناه:

مخطط اتصال TRIAC و Optocoupler:

لقد قمت بلحام دائرة من TRIAC و Optocoupler MOC3021 على لوحة مثالية. بعد اللحام سيبدو كما يلي:

لقد قمت أيضًا بلحام optocoupler MCT2E على لوحة perf لتوصيله بالمحول لتزويد التيار المتردد:

وستبدو الدائرة الكاملة لمصباح Arduino Dimmer كما يلي:

برمجة اردوينو لخفت ضوء مكيف الهواء:

بعد الانتهاء بنجاح من إعداد الأجهزة ، حان الوقت الآن لبرمجة Arduino. يتم تقديم البرنامج الكامل مع فيديو توضيحي في النهاية. هنا أوضحنا الكود تدريجيًا لفهم أفضل.

في الخطوة الأولى ، أعلن عن جميع المتغيرات العامة ، والتي ستستخدم في جميع أنحاء الكود. هنا يتم توصيل TRIAC بالدبوس 4 من Arduino. ثم يتم الإعلان عن dim_val لتخزين قيمة خطوة التعتيم التي سنستخدمها في البرنامج.

مصباح int = 4 ؛ int dim_val = 0 ؛

بعد ذلك ، أعلن داخل وظيفة الإعداد أن دبوس LAMP هو الإخراج ثم قم بتكوين مقاطعة للكشف عن التقاطع الصفري. لقد استخدمنا هنا وظيفة تسمى attachInterrupt ، والتي ستقوم بتكوين رقم Pin 2 من Arduino كمقاطعة خارجية وستقوم باستدعاء الوظيفة المسماة zero_cross ، عندما تكتشف أي مقاطعة عند طرفها.

إعداد باطل () {pinMode (LAMP، OUTPUT) ؛ attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (2)، zero_cross، أختر) ؛ }

داخل الحلقة اللانهائية ، اقرأ القيمة التناظرية من مقياس الجهد المتصل عند A0. ثم قم بتعيينها إلى نطاق قيم من (10-49). لمعرفة ذلك علينا إجراء عملية حسابية صغيرة. لقد قلت سابقًا أن كل نصف دورة تعادل 10000 ميكروثانية. لذا ، دعنا نحتاج إلى التحكم في التعتيم في 50 خطوة (وهي قيمة عشوائية. يمكنك أيضًا تغييرها). لقد اتخذت الحد الأدنى من الخطوات مثل 10 ، وليس الصفر ، لأن الخطوات من 0 إلى 9 تعطي نفس خرج الطاقة تقريبًا ولا يوصى عمليًا بأخذ الحد الأقصى لرقم الخطوة. لذلك ، اتخذت الخطوة القصوى وهي 49.

ثم يمكن حساب وقت كل خطوة على أنه 10000/50 = 200 ميكروثانية. سيتم استخدام هذا في الجزء التالي من الكود.

حلقة فارغة () {int data = analogRead (A0) ؛ int data1 = map (data، 0، 1023،10،49) ؛ dim_val = data1 ؛ }

في الخطوة الأخيرة ، قم بتكوين الدالة التي تعتمد على المقاطعة zero_cross. هنا يمكن حساب وقت التعتيم بضرب وقت الخطوة الفردية بلا. من الخطوات. ثم بعد وقت التأخير هذا ، يمكن تشغيل TRIAC باستخدام نبضة صغيرة عالية تبلغ 10 ميكروثانية وهو ما يكفي لتشغيل TRIAC.

void zero_cross () {int dimming_time = (200 * dim_val) ؛ delayMicroseconds (dimming_time) ؛ digitalWrite (LAMP ، عالي) ؛ تأخير ميكروثانية (10) ؛ digitalWrite (LAMP ، منخفض) ؛ }

عمل دائرة مصباح اردوينو باهتة

فيما يلي صور توضح ثلاث مراحل من تعتيم لمبة التيار المتردد باستخدام Arduino و TRIAC.

1. خطوة منخفضة يعتم

2. خطوة متوسطة يعتم

3. الحد الأقصى لخطوة التعتيم:

هذه هي الطريقة التي يمكن بها بناء دائرة AC Light Dimmer بسهولة باستخدام TRIAC و optocoupler. A فيديو العمل و اردوينو الضوء الخافت كود يرد أدناه

/>