Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterowanie żarówką 230V i zasilanie

Session 15 Cze 2014 12:52 4635 7
  • #1 15 Cze 2014 12:52
    Session
    Poziom 7  

    Witam,
    Chciałbym sterować (rozjaśniać, przyciemniać) typową żarówką 230V za pomocą mikrokontrolera (domyślnie Arduino Pro Mini). Przeglądałem już kilka tematów, jednak albo pozostawały one bez rozwiązania, lub tylko z informacją, że właściwie udało się to osiągnąć, niestety wciąż bez żadnego schematu. Chciałbym, aby początkujące osoby korzystając z wyszukiwarki mogły znaleźć jasne rozwiązanie tego problemu. Po pewnym czasie udało mi się wyszukać taki schemat:
    Sterowanie żarówką 230V i zasilanie

    Pochodzi on prosto z noty katalogowej, głównego elementu tego układu:
    MOC3043

    Mam do Was kilka pytań dotyczących tego układu i problemów z nim związanych:

    1. Czy w tym układzie mikrokontroler jest całkowicie bezpieczny, ponieważ odseparowany jest galwanicznie od wysokiego napięcia przez optotriak ?

    2. Jeśli układ chciałbym zasilać prosto z zasilającego pinu Arduino (ATmega168) 5V to Rin powinno wynosić 1kΩ, przy użyciu MOC3043 ?

    3. Do, których pinów optotriaka mam podłączyć sterujący pin mikrokontrolera oraz masę (GND) ?

    4. Jakiej mocy powinny być umieszczone na schemacie rezystory ?

    5. Bardzo trudno jest znaleźć kondensator 0.01μF, trochę więcej jest na rynku, tych z oznaczeniem 10nF, jednakże część osób twierdzi, że to nie to samo (inna tolerancja ? ), jeszcze trudniej wywnioskować czy dany kondensator jest przystosowany do 50Hz. Czy wystarczy jeśli kondensator będzie do 400V, czy musi być, aż 1000V ?

    6. W nocie katalogowej jest wyraźnie napisane, że układ służy do sterowania fazą, jednocześnie obciążenie może być podłączone dowolnie. Chciałbym zasilać wszystko z gniazda sieciowego w domu, tylko jak upewnić się czy prawidłowo podłączyłem fazę i zero ? Może nie ma to znaczenia ? A może jest jakiś układ, który niweluję tę różnicę, przecież większość urządzeń można podłączyć do gniazda niezależnie od ustawienia wtyczki ?

    7. Czy ten układ ma jakieś ograniczenia co do podpinanego obciążenia, gdybym zamiast żarówki chciał sterować innym urządzeniem o większej mocy ?

    8. Co w ogóle sądzicie o tym układzie ? Może macie jakieś lepsze schematy, czy rozwiązanie tego problemu ?

    --------------------------------------------------------------

    Zasilanie mikrokontrolera:

    Odrębnym problemem dla mnie jest również wielokrotnie wałkowany temat zasilania Arduino i innych mikrokontrolerów. Posiadam wylutowany z jakiegoś urządzenia transformator 9V (TS 20/10), chciałbym wykorzystać go do zasilania wspomnianego Arduino Pro Mini 5V. Na podstawie różnych źródeł stworzyłem taki układ:
    Sterowanie żarówką 230V i zasilanie

    Czy układ jest prawidłowy ? I mój mikrokontroler nie spali się po podłączeniu do gniazdka ? Zauważyłem również, że niektórzy dają spore kondensatory 1000μF, które rozwiązanie jest w końcu dobre ? W opisie dotyczącym Arduino Pro Mini w zasilaniu opisane jest 5V i 16MHz, i tutaj moje pytanie, jak to 16MHz ma się do prądu stałego, jak to zbadać i uzyskać ? Wiem, że to są dosyć typowe pytania, jednak rozumiecie ciężko ich nie zadać jeśli jest się początkującym i nie ma się zbyt wielkiej wprawy :wink: internet jest pełny wielu pomysłów, a wiedza zbyt mała, żeby wiedzieć, który jest odpowiedni, dlatego dobrze, że jest to forum :)

    Mam nadzieję, że ten temat przyda się również wielu innym osobą.

    0 7
  • #2 15 Cze 2014 13:54
    atom1477
    Poziom 43  

    Session napisał:
    1. Czy w tym układzie mikrokontroler jest całkowicie bezpieczny, ponieważ odseparowany jest galwanicznie od wysokiego napięcia przez optotriak ?

    Tego nie wiadomo. To że optotriak daje izolację (bo daje) nie znaczy że mikrokontroler jest odizolowany. Żeby był odizolowany to zasilanie mikrokontrolera tez musi być odizolowane (czyli np. nie może to być zasilacz beztransformatorowy).

    Session napisał:
    2. Jeśli układ chciałbym zasilać prosto z zasilającego pinu Arduino (ATmega168) 5V to Rin powinno wynosić 1kΩ, przy użyciu MOC3043 ?

    Nie, powinien wynosić 750Ω (a dlaczego taki to dojdziesz jak pomyślisz jakie się odłoży napięcie na rym rezystorze).
    A tak przy okazji to jak chcesz sterować jasnością to nie możesz użyć MOC3043.

    Session napisał:
    3. Do, których pinów optotriaka mam podłączyć sterujący pin mikrokontrolera oraz masę (GND) ?

    Jeżeli założenie jest takie że dajesz wspólną masę, no to pin uC na 1 a masę na 2 (i oczywiście gdzieś po drodze rezystor).

    Session napisał:
    4. Jakiej mocy powinny być umieszczone na schemacie rezystory ?

    Te 330Ω i 360Ω (oba mogą być 330, 360 albo 390Ω) mogą być 1/4W. Ten 39Ω trzeba dać 1W.

    Session napisał:
    5. Bardzo trudno jest znaleźć kondensator 0.01μF, trochę więcej jest na rynku, tych z oznaczeniem 10nF, jednakże część osób twierdzi, że to nie to samo (inna tolerancja ? ), jeszcze trudniej wywnioskować czy dany kondensator jest przystosowany do 50Hz. Czy wystarczy jeśli kondensator będzie do 400V, czy musi być, aż 1000V ?

    To bardzo słabo szukasz. Bardzo łatwo znaleźć taki kondensator. Kondensator nie musi być przystosowany do 50Hz (w znaczeniu że jakoś specjalnie: bo każdy automatycznie jest przystosowany).
    Raczej powinien on być przystosowany do wyższych częstotliwości (i tutaj faktycznie nie każdy jest). Nie mniej jednak w tym układzie tragedii nie ma i w sumie powinien się sprawdzić każdy kondensator.
    Musi po prostu być na 400V minimum. Ja bym dał na 630V.
    http://www.piekarz.pl/?item=33911
    http://www.piekarz.pl/?item=40357

    Session napisał:
    6. W nocie katalogowej jest wyraźnie napisane, że układ służy do sterowania fazą

    Ja tego w ogóle nie widzę, a już na pewno nie wyraźnie.

    Session napisał:
    jednocześnie obciążenie może być podłączone dowolnie. Chciałbym zasilać wszystko z gniazda sieciowego w domu, tylko jak upewnić się czy prawidłowo podłączyłem fazę i zero ? Może nie ma to znaczenia ? A może jest jakiś układ, który niweluję tę różnicę, przecież większość urządzeń można podłączyć do gniazda niezależnie od ustawienia wtyczki ?

    Połączenie nie ma większego znaczenia (dla sterowania żarówki (w lampce) i innych tego typu urządzeń które i tak można podłączyć dowolnie (bo mają płaską wtyczkę)). Natomiast przy sterowaniu żarówki wbudowanej w mieszkanie (czyli bez stosowania wtyczki) nie ma problemu żeby odpowiednio podłączyć L i N (i wtedy jak jest taka możliwość to lepiej odłączać L a nie N).

    Session napisał:
    7. Czy ten układ ma jakieś ograniczenia co do podpinanego obciążenia, gdybym zamiast żarówki chciał sterować innym urządzeniem o większej mocy ?

    O tym decyduje triak a nie jest napisane jaki on jest. Więc wielkich ograniczeń mocy raczej nie ma. Do kilkudziesięciu kW nawet by to mogło działać.

    Session napisał:
    8. Co w ogóle sądzicie o tym układzie ? Może macie jakieś lepsze schematy, czy rozwiązanie tego problemu ?

    Sam układ to schemat z datasheeta. Nie ma co o nim myśleć specjalnie. Jest dobry.

    Session napisał:
    Zasilanie mikrokontrolera:

    Odrębnym problemem dla mnie jest również wielokrotnie wałkowany temat zasilania Arduino i innych mikrokontrolerów. Posiadam wylutowany z jakiegoś urządzenia transformator 9V (TS 20/10), chciałbym wykorzystać go do zasilania wspomnianego Arduino Pro Mini 5V. Na podstawie różnych źródeł stworzyłem taki układ:
    Sterowanie żarówką 230V i zasilanie

    Czy układ jest prawidłowy ?

    Niespecjalnie. Nie ma praktycznie żadnego sensownego (tzn. o sensownej pojemności) kondensatora wyjściowego za prostownikiem.

    Session napisał:
    I mój mikrokontroler nie spali się po podłączeniu do gniazdka ?

    W zasadzie mógł by się spalić bo stabilizator może zgłupieć jak będzie zasilany napięciem tętniącym.

    Session napisał:
    Zauważyłem również, że niektórzy dają spore kondensatory 1000μF, które rozwiązanie jest w końcu dobre ?

    Oczywiście z kondensatorem. A 1000uF to nie jest wcale tak dużo. Choć tutaj w zupełności wystarczy.

    Session napisał:
    W opisie dotyczącym Arduino Pro Mini w zasilaniu opisane jest 5V i 16MHz, i tutaj moje pytanie, jak to 16MHz ma się do prądu stałego, jak to zbadać i uzyskać ? Wiem, że to są dosyć typowe pytania, jednak rozumiecie ciężko ich nie zadać jeśli jest się początkującym i nie ma się zbyt wielkiej wprawy Wink internet jest pełny wielu pomysłów, a wiedza zbyt mała, żeby wiedzieć, który jest odpowiedni, dlatego dobrze, że jest to forum Smile

    16MHz nie dotyczy zasilania. Ewentualnie ten kto to opisywał nie był zbyt ogarnięty i dał to do parametrów zasilania (błędnie oczywiście).

    Session napisał:
    Mam nadzieję, że ten temat przyda się również wielu innym osobą.

    Osoba raczej nie.

    0
  • #3 15 Cze 2014 14:29
    Session
    Poziom 7  

    @atom1477: + za avatar :wink:

    Dzięki za szybką i obszerną odpowiedź :)

    1. Właściwie chodziło mi tylko o ten pierwszy układ, gdyby ktoś np. zasilał Arduino z baterii, ale rozumiem, że z moim transformatorem, to może być różnie.

    2. No tak 750 zdecydowanie :wink: Jednak co proponujesz zamiast MOC3043 ? Zupełnie inny układ ?

    5. Dzięki za linki :) ale jednak jest tak jak pisałem 10nF, a nie 0,01μF, chociaż z matematycznego punktu widzenia to nie ma różnicy.

    6. No może ja to niewyraźnie opisałem :roll:, ale chodziło mi o:

    Cytat:
    In this circuit the “hot” side of the line is switched


    Żarówka wbudowana w mieszkanie może być, ale sam układ chciałbym zasilić z gniazdka i tutaj miałem problem dotyczący podłączenia L i N, kiedy mam najzwyklejszą wtyczkę.

    Zasilanie:

    Czyli dołożenie kondensatora 1000μF zaraz za mostkiem zdecydowanie polepszy kwestię nie spalenia Arduino ? :wink: Może posiadasz jakiś schemat do takiego zasilania ? Czy ten jest w sumie dobry po dołożeniu tego kondensatora ?

    Podsumowując dzięki za dotychczasową odpowiedź i jakbyś mógł powiedzieć co zamiast MOC3043 i jak z tym zasilaniem :)

    --------------------------------
    Żeby nie było, że nie szukałem:
    Znalazłem bardzo podobny układ:
    StackExchange, który ma MOC3020 zamiast MOC3043, jednak wymaga osobnego układu detekcji przejścia przez zero, a MOC3043 ma już go w sobie i dlatego pomyślałem, że spełniłby swoje zadanie..

    0
  • #4 15 Cze 2014 20:35
    atom1477
    Poziom 43  

    Session napisał:
    1. Właściwie chodziło mi tylko o ten pierwszy układ, gdyby ktoś np. zasilał Arduino z baterii, ale rozumiem, że z moim transformatorem, to może być różnie.

    Nie no, jak dasz transformator to też będzie spoko.

    Session napisał:
    2. No tak 750 zdecydowanie :wink: Jednak co proponujesz zamiast MOC3043 ? Zupełnie inny układ ?

    Zupełnie inny to nie. MOC3023 czyli bez detekcji przejścia przez zero.

    Session napisał:
    5. Dzięki za linki :) ale jednak jest tak jak pisałem 10nF, a nie 0,01μF, chociaż z matematycznego punktu widzenia to nie ma różnicy.

    Nie ma różnicy. 10nF to 0,01µF. Jak ktoś Ci mówił że jest inaczej to był nieogarnięty trochę.

    Session napisał:

    --------------------------------
    Żeby nie było, że nie szukałem:
    Znalazłem bardzo podobny układ:
    StackExchange, który ma MOC3020 zamiast MOC3043, jednak wymaga osobnego układu detekcji przejścia przez zero, a MOC3043 ma już go w sobie i dlatego pomyślałem, że spełniłby swoje zadanie..

    No ale właśnie o to chodzi żeby nie miał go w sobie.
    Detektor przejścia przez zero musi być, ale ma on dawać sygnał procesorowi aby on mógł go odpowiednio przetwarzać. Czyli siłą rzeczy musi to być zewnętrzny detektor.
    Przy detektorze wbudowanym w optotriaka nie ma takiej możliwości bo tego sygnału nie można już modyfikować (nie jest on nawet wypuszczony na zewnątrz).

    0
  • #5 15 Cze 2014 21:24
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Ten schemat to tylko częśćukłądu. Jeśli to ma regulować jasność żarówki to trzeba jeszcze układu detekcji przejścia przez zero. Dwa podstawowe pytania:
    1. Czy to musi być zrealizowane w oparciu o mikrokontroler? Bo tą funkcję można zrealizować banalnie na elementach dyskretnych, a cały ukłąd będzie mniejszy.
    2. Czy potrzebna jest separacja galwaniczna? Bez separacji jest prościej - nie potrzeba optotriaków, transformatora itd.

    0
  • #6 15 Cze 2014 21:32
    perlon
    Poziom 19  

    Dyskusja rozwija się interesująco ale szkoda bić piany.
    Zaproponowany układ z noty kompletnie nie ma zastosowania.
    Do ściemniacza powinien być zastosowany optotriak bez detekcji zera np wspomniany MOC3023 oraz jakiś osobny układ detekcji zera sieci np. na PC814 Internet jest pełen rozwiązań.Pierwszy z brzegu
    Link

    Dodano po 38 [sekundy]:

    O kol. TMF uprzedził chwilkę

    Dodano po 3 [minuty]:

    Dodam tylko że dedykowany układ do fazowej regulacji mocy to
    np. układ scalony U2008B

    0
  • #7 16 Cze 2014 02:53
    Session
    Poziom 7  

    @atom1477 - kolejny raz wielkie dzięki za wytrwałe odpowiadanie na moje pytania i wyjaśnianie wielu kwestii :wink: :)

    @tmf - dzięki za porady :) Co do pytań:

    1. Generalnie takie właśnie było moje założenie, szczególnie, że programowanie idzie mi minimalnie lepiej niż sama elektronika :P

    2. Nie chciałbym jeszcze kończyć przygody z mikrokontrolerem, a to jedyny sposób jaki znam, aby uchronić przed zniszczeniem w trakcie awarii triaka :/ Ale jestem tutaj po to, żeby się czegoś nauczyć, dlatego jeśli ma to zalety w ograniczeniu liczby elementów, to chętnie dowiem się czegoś więcej :wink:

    @perlon - dzięki za linka i sugestie :D Mam nadzieję, że układ z noty przyda się chociaż do podłączenia optotriaka tak jak producent nakazał :wink:.

    Przejdźmy do konkretów :P Dzięki Waszej pomocy i przeszukaniu jeszcze kilkunastu stron stworzyłem dwa schematy. Miałbym ogromną prośbę o sprawdzenie ich, ponieważ jakby nie patrzeć to jest 230V, a na pewno schematy wymagają weryfikacji przez osoby w tym obeznane :wink:

    Sterowanie żarówką 230V i zasilanie

    Jest to układ bazujący na schematach prosto z playgroundu Arduino, jednak tam przeznaczony jest do zasilania 120V 60Hz, również postanowiłem wykorzystać proponowany przez Was MOC3023. Zaletą jest nieskomplikowany kod dla Arduino.
    Miałem problem z doborem właściwego triaka, czy ten wystarczy do zasilenia np. dwóch żarówek 60W ? Co do samego schematu i portu zasilania 230V to 1 i 2 to oczywiście przyłącza zasilania, a 3 i 4 to wyjścia do podłączenia żarówki (obciążenia).
    Co myślicie, żeby H11AA1 podłączyć pod transformator, a nie bezpośrednio do sieci ? Skoro wspomniany TS 20/10 i tak będzie zasilał mikrokontroler, a w dodatku ma jeszcze jedno wyprowadzenie 9V ?

    Drugi schemat różni się właściwie tylko detekcją zera:
    Sterowanie żarówką 230V i zasilanie

    Faktycznie w kilku miejscach użycie PC814 jest opisywane jako lepsze i prostsze rozwiązanie i schemat również wydaje się być minimalnie łatwiejszy. Mam jednak problem z doborem rezystorów tam gdzie na pinach 1 i 2 elementów odpowiadających za detekcję przejścia przez zero podłączone jest 230V.

    Panowie, mam nadzieję, że uda się doprowadzić temat do końca i za jakiś czas będę mógł wziąć się za montowanie układu :wink:

    0
  • #8 16 Cze 2014 09:06
    perlon
    Poziom 19  

    Tak gwoli jasności. Typowa aplikacja MOC3023 wygląda następująco.
    Sterowanie żarówką 230V i zasilanie
    Oczywiście można znaleźć jej modyfikacje np. bez elementów gasika.

    0