Circuito de dimmer de luz com botão de pressão

A postagem explica os detalhes da construção de um circuito de dimmer de botão de pressão baseado em triac que pode ser usado para controlar o brilho de lâmpadas incandescentes e fluorescentes por meio de botões de pressão.

Outra característica deste dimmer é sua memória, que retém o nível de brilho mesmo durante quedas de energia e fornece a mesma intensidade da lâmpada depois que a energia é restaurada.

Por Robert Truce

Introdução

Os circuitos de dimerização de luz são fáceis de operar, simplesmente montados e usam um potenciômetro do tipo rotativo para controlar o brilho da lâmpada.

Embora esses circuitos sejam bastante simples, podem ser necessárias situações de escurecimento mais complexas.

A aparência de um circuito regular de dimmer de luz não é o melhor, pois tem um botão de aparência opaca com o qual a intensidade da luz é ajustada.

Além disso, você só pode determinar o nível de iluminação da posição fixa onde o dimmer está instalado.

Neste projeto, estamos falando de um dimmer do tipo botão de pressão com melhor estética e mais flexível em termos de locais de montagem. Seja em qualquer lado da porta ou mesas de cabeceira, o dimmer discutido neste artigo é exclusivo.

Esta parte equipa um interruptor liga / desliga com um par de botões - um para aumentar a intensidade da luz gradualmente ao longo de 3 segundos e outro para fazer exatamente o oposto.

Ao ajustar o botão, o nível de luz pode ser fixado no nível desejado e mantido por 24 horas sem nenhuma alteração.

Este dimmer é adequado para lâmpadas incandescentes ou fluorescentes com classificação de até 500 VA com um dissipador de calor específico. Quando instalado um dissipador de calor maior, você pode ir até 1000 VA.

Construção

Consultando as tabelas 1 e 2, prepare a bobina e o transformador. Tome precauções extras para garantir que o isolamento suficiente seja fornecido entre os enrolamentos primário e secundário dos transformadores de pulso.

A construção será extremamente simples se a seguinte PCB recomendada for utilizada.

Em primeiro lugar, coloque todos os componentes eletrônicos no PCB, referindo-se ao layout das peças. Certifique-se de prestar atenção à polaridade dos diodos e à orientação dos transistores antes de soldá-los.

Para o dissipador de calor, pegue um pequeno pedaço de alumínio (30 mm x 15 mm) e dobre-o 90 graus no meio do lado comprido. Coloque-o sob o Triac e seu dissipador de calor estará pronto.

O transformador de pulso e o bloqueador são colocados usando ilhós de borracha e apertados na posição usando fio de cobre estanhado ao redor dos ilhós. Em seguida, eles são soldados nos orifícios existentes.

Verifique se todos os componentes estão soldados e se os fios externos estão ligados. Após a verificação, vire o PCB para revelar o lado inferior e use álcool desnaturado para enxaguá-lo. Este processo remove qualquer resíduo de fluxo acumulado que possa causar vazamento.

O PCB deve ser fixado em arruelas em uma caixa de metal com conexões de aterramento. Depois disso, você precisa colocar um material de isolamento de 1 mm de espessura sob a placa para evitar que os fios de componentes longos entrem em contato com o chassi.

Recomenda-se que um bloco de terminais de 6 vias seja selecionado para conectar toda a fiação externa.

Configurando

Certifique-se de que todos os ajustes e configurações sejam feitos com ferramentas de plástico ou totalmente isoladas.

Este circuito de dimmer de luz de botão de pressão conterá a tensão da rede quando ligado e, portanto, é extremamente importante tomar as medidas de precaução.

Ajuste o potenciômetro RV2 para obter a iluminação de luz mínima desejada enquanto mantém pressionado o botão.

Em seguida, ajuste o potenciômetro RV1 para obter a intensidade máxima de luz enquanto mantém pressionado o botão para cima. Faça isso apenas até obter o nível máximo e não mais.

Precauções extras são necessárias se a lâmpada for do tipo fluorescente quando você estiver fazendo os ajustes. Além disso, você deve refazer o ajuste se a carga fluorescente for alterada.

Ao alterar a iluminação máxima da luz em uma carga fluorescente, aumente suavemente o nível de luz até que as lâmpadas comecem a piscar.

Nesse momento, vire o RV1 de volta até que você veja uma queda na intensidade da luz. Esta dificuldade elevada de configuração é devido às características indutivas das cargas fluorescentes.

Se o nível mínimo de luz necessário não puder ser alcançado dentro da faixa de RV2, você deve trocar o resistor R6 por um valor maior. Isso fornecerá o intervalo de nível de luz inferior. Se você usar um valor R6 menor, o intervalo do nível de luz será maior.

Como funciona o circuito

Usamos um triac de fase controlada para controle de potência, assim como os dimmers recentes.

O triac é ligado por um pulso em um ponto pré-decidido em cada meio ciclo e desliga sozinho no final de cada ciclo.

Tradicionalmente, o dimmer usa um sistema RC e diac padrão para produzir o pulso de disparo.

No entanto, este dimmer funciona com um dispositivo controlado por voltagem. O 240 VCA da rede é retificado por D1-D4.

A forma de onda retificada de onda completa é ajustada em 12 V pelo resistor R7 e o diodo Zener ZD1.

Como não há filtragem, esses 12 V cairão para zero durante o último meio milissegundo de cada meio ciclo.

Para fornecer o tempo certo e a energia necessária para acionar o triac, um transistor unijunction programável (PUT) Q3 é usado com o capacitor C3.

Além disso, o PUT opera como uma chave da seguinte maneira. Se a voltagem do ânodo (a) for maior do que a voltagem da porta do ânodo (ag), um curto-circuito é desenvolvido no caminho do ânodo para o cátodo (k).

A tensão na porta ânodo é determinada por RV2 e é geralmente em torno de 5 a 10 V.

O capacitor C3 é carregado através do resistor R6 e quando a tensão através dele aumenta do que o terminal “ag”, o PUT começa a descarregar C3 usando o lado primário do transformador de pulso T1.

Em troca, isso cria um pulso na seção secundária de T1 que se conecta ao triac.

Quando a alimentação de tensão para o resistor R6 não é suavizada, o aumento da tensão no capacitor C3 experimentará um cenário chamado de rampa modificada pelo cosseno. Isso fornece uma mudança mais proporcional no nível de luz em relação à tensão de controle.

No momento em que o capacitor C3 é descarregado, o PUT pode permanecer ligado ou desligado, dependendo da parte individual.

Existe a possibilidade de ele disparar novamente se desligar porque o capacitor C3 carrega rapidamente. Em qualquer situação, a operação do dimmer permanece inalterada.

Além disso, se C3 falhar em carregar para a tensão 'ag' do PUT antes do final do meio-ciclo, o potencial 'ag' cairá e o PUT irá disparar.

Esta parte crucial da operação segue a sincronização da temporização com a tensão da rede. Por este motivo importante, a alimentação de 12 V não é filtrada.

Para regular a taxa de carga de C3 (e eventualmente o tempo que leva para ligar o triac em cada meio ciclo), uma rede de temporização secundária de RS e D6 é usada.

Como o valor de R5 é menor do que R6, o capacitor C3 carregará mais rápido usando este caminho.

Digamos que definimos a entrada para RS em cerca de 5 V, então C3 carregará rapidamente até 4,5 V e diminuirá devido ao valor de R6. Este tipo de carregamento é conhecido como “rampa e pedestal”.

Por causa do aumento inicial dado pelo RS, o PUT irá disparar no início e o triac irá ligar mais cedo enquanto distribui mais potência para a carga.

Portanto, ao regular a tensão na entrada de R5, podemos tentar controlar a potência de saída.

O capacitor C2 funciona como um dispositivo de memória. Ele pode ser descarregado por R1 usando PB1 (botão para cima) ou carregado com R2 usando PB2 (botão para baixo).

Como o capacitor C2 é conectado a partir do terminal positivo da fonte de 12 V, no momento em que o capacitor é descarregado, a tensão dispara em relação à linha de zero volts.

O diodo D5 existe para evitar que a tensão suba além do valor definido por RV1. O capacitor C2 é conectado à entrada de Q2 usando o resistor R3.

Há também um Transistor de efeito de campo (FET) Q2 que mantém uma alta impedância de entrada. Portanto, a corrente de entrada é praticamente zero e a fonte segue a tensão da porta em vários níveis. A variação de tensão definida depende do FET específico.

Como resultado, se houver uma mudança na tensão da porta, haverá também mudanças nas tensões em C2 e RS.

Quando PB1 ou PB2 é pressionado, a tensão do capacitor que dispara o ponto de disparo do triac e a potência fornecida à carga podem ser diversos.

Quando os botões são liberados, o capacitor irá 'segurar' esta tensão por um longo período de tempo mesmo quando a energia está desligada!

Elementos que afetam a memória do dimmer

No entanto, o tempo de memória depende de vários fatores, conforme mostrado abaixo.

1. Você deve usar um capacitor com resistência a vazamentos de mais de 100.000 megaohms. Além disso, escolha um capacitor decente com uma tensão nominal de pelo menos 200 V. Você pode escolher marcas diferentes.
2. O botão de pressão deve ser classificado para operação de 240 VCA. Esses tipos de chaves têm melhor separação e isso significa maior isolamento entre os contatos. Você pode identificar se o botão de pressão é a causa dos tempos de memória insuficiente desmontando-o fisicamente.
3. Quando há vazamento na placa PCB, é um problema. Você pode notar que parece haver um caminho saindo da fonte de Q2 e parece que não vai a lugar nenhum. Esta é uma linha de proteção que evita vazamento de componentes de alta tensão. Se você estiver adotando uma abordagem de construção diferente, certifique-se de estabelecer as junções de R3 e Q2, e R3 e C2 por meio de juntas no ar ou por separadores de cerâmica de alta qualidade.
4. Por si só, o FET equipa uma resistência de entrada finita. Inúmeros FETs foram testados e todos funcionaram. Ainda assim, certifique-se de verificar e não negligenciar a possibilidade.

Você pode controlar o dimmer de várias estações simplesmente fazendo conexões paralelas aos conjuntos de botões.

Não haverá nenhum dano se os botões para cima e para baixo forem pressionados simultaneamente.

No entanto, tenha em mente que aumentar o número de estações de controle pode aumentar as chances de vazamento e subsequente perda de tempo de memória.

Certifique-se sempre de fixar o dimmer e o botão de pressão em uma posição com pó seco.

A todo custo, evite usar este dimmer ou botões em um banheiro ou cozinha porque a umidade irá corromper a memória do circuito.

LISTA DE PEÇAS
RESISTORES (todos 1 / 2W 5% CFR)
R5 = 4k7
R6 = 10k
R4 = 15k
R7 = 47k 1W
R9 = 47k
R3 = 100k
R2 = 1M
R1 = 2M2
R6 = 6M8
RV1, RV2 = potenciômetro de compensação 50k
CAPACITORES
C1 = 0,033uF de poliéster 630 V
C2 = 1 uF 200V poliéster
C3 = 0,047uF de poliéster
SEMICONDUTORES
D1-D4 = 1N4004
D5, D6, D7 = 1N914
ZD1 = diodo zener 12V
Q1 = SC141D, SC146DTriac
Q2 = 2N5458, 2N5459 FET
Q3 = 2N6027PUT
DIVERSOS
L1 = Choke - consulte a tabela 1
T1 = Transformador de pulso - consulte a tabela 2
Bloco de terminais de 6 vias (240 V), caixa de metal, 2 botões
Interruptores, placa frontal, interruptor de alimentação