[Solved] Fade IN - Fade OUT z wykorzystaniem MOC3021 lub MOC3041 oraz BT136

Witam,
Jestem laikiem i proszę się ze mnie nie śmiać. Staram się ulepszyć urządzenia domowe na miarę moich skromnych umiejętności. Utknąłem na schemacie włącznika swiateł wykorzystującym "efekt kinowy". Na podstawie znalezionych w sieci rozwiązań stworzyłem załączony schemat i proszę o porady:
1. Czy będzie to działać?
2. Czy da się przenieść elementy tworzace efekt kinowy czyli rezystor 100k i kondensator 100uF na drugą strone optotriaka sterując bezpośrednio bramką triaka BT136?
Układ ma być podłączony do ESP8266-12S i sterowany jednym z GPIO zamiast przekaźnika (+3,3V i GND)
Ma dać efekt powolnego zapalania i gaszenia światła.
Stosując rozwiązania które już działają w domu chciałbym wykorzystać MOC3041 (mam ich dużo) przenosząc cześć układu odpowiedzialną za sterowanie bramką tranzystora do nóżki 4 optotriaka i tym samym sterować bramką triaka BT136, oczywiście z dopasowaniem wartości rezystorów i kondensatora i modyfikacją schematu.
Układ ma sterować włączaniem oświetlenia domowego tzn halogeny do 3W, żarówki ledowe itp.

W prosty sposób można to wykonać stosując komparator, który jedno wejście miałby sterowane piłą synchronizowaną z siecią a drugie w podobny sposób jak na schemacie Autora (tranzystor z kondensatorem). Idealnie nie będzie, ale moim zdaniem efekt powinien być zadowalający; tylko trzeba by dobrać pojemność tak, by czas był odpowiedni.

Quote:

Układ ma być podłączony do ESP8266-12S i sterowany jednym z GPIO zamiast przekaźnika (+3,3V i GND)
Ma dać efekt powolnego zapalania i gaszenia światła.

Nie wolisz zrobić tego tak jak sie realizuje takie rzeczy tzn, z wykrywaniem zera sieci i włączeniem w każdym okresie przez mikrokontroler? Dodatkowo bedziesz mógł w prosty sposób regulować czas włączania i wyłączania, lub włączyć na stałe np na 10% jasności....

Quote:

Układ ma sterować włączaniem oświetlenia domowego tzn halogeny do 3W, żarówki ledowe itp

Nie będziesz mógł sterować żarówkami LED w ten sposób.

Poczytaj to, masz schemat:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3205740.html

Najprościej zrobisz sterowanie taśmami led na 12 V i regulację jasności przez PWM, sterujący tranzystorem N-mosfet. Łącznie 3 elementy.

398216 Usunięty
Tak jak napisałem w pierwszym zdaniu - jestem laikiem. Cieszy mnie szybka odpowiedź, ale niewiele z niej zrozumiałem. Byłbym wdzięczny za bardziej łopatologiczne wyjaśnienie, a najlepiej jakiś odręczny schemacik. Przyznaję, że o ile nie mam problemu z metodą prób i błędów "na pałę" z niskimi napięciami, to nie chciałbym w ten sposób eksperymentować z napięciem 230V, gdyż czuję do niego duży respekt.

Dodano po 4 [minuty]:

japycz321
Mam na myśli żarówki LED do złudzenia przypominające zwykłe żarówki a nie tasmy LED. Generalnie chodzi o rozjaśnianie i ściemnianie przy przełączaniu lamp 230V.

limerick_irl wrote:

jestem laikiem

To chyba coś w tym rodzaju:
https://pl.pinterest.com/pin/480970435179743863/
Automatic dimmer...

398216 Usunięty
Tak, widziałem ten schemat. Wciąż jednak wymaga zastosowania np. MOC3021 którego nie mam, natomiast mam dużo MOC3041. Mieszkam w miejscu, gdzie trudno jest zdobyć podzespoły elektroniczne "od ręki" i jedyną alternatywą jest zamawianie przez internet i czekanie miesiąc lub dłużej. Dlatego zależy mi na przeniesieniu całej akcji na stronę gdzie jest napięcie 230V. Jednym zdaniem: podłączam zasilanie prąd zmienny 230V - żarówka rozjaśnia się, rozłączam zasilanie (pin 4-6 optotriaka MOC3041) - żarówka powoli gaśnie. Takie rozwiązanie byłoby dla mnie idealne.

Niby można zastosować jakiś układ z MOS-Fet'em w roli regulatora, ale nie jest to rozwiązanie idealne - duże straty mocy na elemencie regulacyjnym. Co prawda tylko w momencie rozjaśniania/ściemniania, ale jednak.
Cóż - elektronika ma pewne ograniczenia...
Dlatego też sterowanie jasnością lamp opartych na LED w roli źródła światła (zasilanych z 230V) w tym wypadku może być niemożliwe (są co prawda LED na 230V~z możliwością ściemniania, ale... typowe "Żarówki LED" do nich nie należą.
Poza tym sam układ sterowania musi być podłączony do zasilania cały czas - regulację można realizować tylko poprzez sterowanie go innym napięciem. Niemożliwe wiec jest (przynajmniej w prosty sposób) wykorzystać do włączania (z jednoczesnym rozjaśnianiem) i wyłączania (z jednoczesnym ściemnianiem) typowego wyłącznika instalacyjnego - jeśli miałeś taki pomysł to niestety - odpada.
Napisz coś więcej = do czego w jakim zastosowaniu chcesz użyć tego układu; może coś się wymyśli.

limerick_irl wrote:

Mam na myśli żarówki LED do złudzenia przypominające zwykłe żarówki a nie tasmy LED.

Napisałem już że nie możesz takimi sterować w ten sposób. W środku jest przetwornica a diody sterowane są stałopradowo w takiej żarówce. Proste sterowanie na triaku nadaje się głównie do zwykłych żarówek żarnikowych...

I tu wychodzi mój "laizm". W moim "inteligentnym" domu mam miedzy wieloma innymi żarówki HUE, które w chwili włączania rozświetlają się, a przy wyłączaniu ściemniają. Byłem przekonany, że inne żarówki w technologii LED mogą zrobić tak samo jeśli im stopniowo zwiększę napięcie. Wiem że nie da się tego zrobić z energooszczędnymi, ale nie sądziłem ze ledowe również mają z tym problem. Jednak można by zastosować efekt ściemniania przy żarówkach halogenowych, których też trochę mam. Większość źródeł światła steruję za pomocą ESP8266 wykorzystując układ z triakiem taki jak na schemacie, ale przełączany optotriakiem MOC3041. Chciałem przy jak najmniejszych zmianach systemu doprowadzić do przyjemniejszego efektu włączania świateł.
Reasumując:
rozjaśnianie i ściemnianie mógłbym wykorzystać przy wielu kinkietach gdzie są po trzy żarówki halogenowe. Świetnie wyglądało by stopniowe włączanie tych żarówek np co pół sekundy i do tego z efektem kinowym. Myślę też o indywidualnym włączaniu każdej z żarówek halogenowych osobno w razie potrzeby lub wszystkich trzech jednocześnie i co ważne wiem jak to zrobić od strony automatyki domowej. W skrócie: każdy kinkiet będzie sterowany osobnym ESP8266-12S, każda żarówka na osobnym GPIO, natomiast nazwy będą miały główny człon wspólny z kolejnym numerem. Automatyka załatwi resztę.

Moc3041 załącza w zerze i nie nadaje się do regulacji świecenia - otrzymasz efekt w rodzaju stroboslopu. Można go wykorzystać, np. jako on/off lub do regulacji mocy grzałki sterując grupowo. Tobie potrzeba sterowania fazowego aby móc w dowolnym momencie sinusoidy załączyć triak. Tylko tak uzyskasz płynne rozjaśnianie/ściemnianie, a zrealizować to można z MOC3021.

Udalo mi sie kupic MOC3021 na sasiedniej wyspie i mam jeszcze wiekszy problem. W ukladzie z zalaczonego schematu mam wstawiona diode LED z rezystorem 220 ohm w miejscu MOC. Dziala pieknie lagodnie wlaczajac i wylaczajac diode. W chwili gdy zamiast diody podlaczylem MOC3021 i po drugiej stronie triak BT136 zarowka zapala sie bez efektu sciemniania czyli od razu pelnym swiatlem. Wiem ze czegos nie rozumiem ale nie wiem czego. Bylem pewien ze zarowka bedzie sie sciemniac lagodnie tak jak dioda. W samym schemacie drobne zmiany. Zamiast 10k jest teraz 100k a zamiast 100uF 47 uF.

Nie działa, bo nie ma synchronizacji z siecią. Lektura na dziś: google -> sterowanie fazowe.

No to bardzo pomogles. Temat rzeka i wiele juz przeczytalem ale nie widze punktow wspolnych. Wszedzie chodzi o lagodne strowanie moca za pomoca potencjometru. Nie wiem jak to wykorzystac w fade-in i fade-out. Przypomne ze chce uzyskac efelt sciemniania od 0 do pelnej mocy i odwrotnie w czasie 1-2 sek bez dotykania (automatyczne). Dioda LED tak juz robi. Bylem przekonany ze gdy wlacze w obwod inna diode (w optotriaku) to prad po drugiej stronie rowniez bedzie narastal tak jak na diodzie. Chcesz pomoc to zmien lub uzupelnij ten konkretny schemat a wtedy latwiej bedzie mi zrozumiec i bede wiedzial czego szukac zeby zglebic temat i nadal to udoskonalac. Nie jestem elektronikiem co nie znaczy ze aby zrobic potrzebny mi uklad musze isc do szkoly elektronicznej lub na studia i stac sie fachowcem aby moc pouczac innych 😁

limerick_irl wrote:

No to bardzo pomogles. Temat rzeka i wiele juz przeczytalem ale nie widze punktow wspolnych. Wszedzie chodzi o lagodne strowanie moca za pomoca potencjometru. Nie wiem jak to wykorzystac w fade-in i fade-out. Przypomne ze chce uzyskac efelt sciemniania od 0 do pelnej mocy i odwrotnie w czasie 1-2 sek bez dotykania (automatyczne).

Źle mnie oceniasz, bo nie orientujesz się w elektronice. Wydaje Ci się, że jak sobie coś wymyślisz to tak będzie działać. WYDAJE CI SIĘ., ale niech Ci będzie. To nie jest temat rzeka.
Zasada sterowania fazowego jest prosta i do opisania w kilku zdaniach. Ty chcesz gotowca, którego trzeba najpierw zaprojektować. W twoim przypadku chcesz to pod ESP podłączyć, a więc potrzebny jest jeszcze układ detektora zera, który pozwoli ESP zsynchronizować impulsy załączające triak z siecią. Można też to zrealizować na malutkim uC attiny13 i sterować go później włącz/wyłącz, a on już zajmie się kontrolą jasności. Niestety z twoją aktualną wiedzą raczej nie podołasz wyzwaniu i ktoś to musi zaprojektować za Ciebie poświęcając swój czas. Dostałeś ode mnie wystarczająco dużo informacji. Nie pozostaje nic innego jak wziąć się za naukę, na którą nigdy nie jest za późno.

SylwekK wrote:

więc potrzebny jest jeszcze układ detektora zera, który pozwoli ESP zsynchronizować impulsy załączające triak z siecią

Być może da się użyć odpowiednio skonfigurowanych przerwań i wystarczy tylko ESP. Nie próbowałem tego tam zrobić więc informacja do weryfikacji.

Zresztą pisałem na samym początku:

japycz321 wrote:

Nie wolisz zrobić tego tak jak sie realizuje takie rzeczy tzn, z wykrywaniem zera sieci i włączeniem w każdym okresie przez mikrokontroler?

japycz321 wrote:

Być może da się użyć odpowiednio skonfigurowanych przerwań i wystarczy tylko ESP. Nie próbowałem tego tam zrobić więc informacja do weryfikacji.

Tu nie ma co weryfikować. Sterowanie fazowe MUSI być synchronizowane z siecią. W sterowaniu grupowym można timerami załatwić sprawę - gdzieś na elektrodzie nawet jest projekt, w którym tak zrobiłem.

SylwekK wrote:

Tu nie ma co weryfikować. Sterowanie fazowe MUSI być synchronizowane z siecią.

Oczywiście że tak, ale być może nie jest potrzebny dodatkowy uC o którym pisałeś. Zero sieci musisz wykryć przy użyciu dodatkowych elementów, jeśli da się skonfigurować przerwania w sposób o jakim myślę to resztę załatwi ESP.

uC to tylko jedna z opcji i nie upieram się przy nim... Po prostu ja bym to na uC zrobił, bo dla mnie najłatwiej, wiele możliwości łatwej zmiany parametrów, itd.

Dodano po 6 [minuty]:

Przykład sterowania fazowego na uC w układzie uproszczonym do minimum:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3299530.html

I jeszcze jako przykład, układ regulacji grupowej bez synchronizacji z siecią:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2395271.html

limerick_irl wrote:

W ukladzie z zalaczonego schematu mam wstawiona diode LED z rezystorem 220 ohm w miejscu MOC. Dziala pieknie lagodnie wlaczajac i wylaczajac diode. W chwili gdy zamiast diody podlaczylem MOC3021 i po drugiej stronie triak BT136 zarowka zapala sie bez efektu sciemniania czyli od razu pelnym swiatlem. Wiem ze czegos nie rozumiem ale nie wiem czego.

Optotriak działa w tym wypadku jak układ zero-jedynkowy. A raczej nie tyle nawet optotriak, co sam triak. Gdy dostanie na bramkę odpowiedni sygnał - otwiera i jest otwarty, do momentu gdy napięcie pomiędzy A1 i A2 nie będzie równe (w przybliżeniu) 0 V. Ponieważ w sieci masz napięcie zmienne a na bramkę podajesz sygnał stały (nie synchronizowany siecią) triak jest otwarty (czyli przewodzi) cały cza. Dioda zamiast MOC (a nawet ta wewnątrz MOC'a) działa liniowo (też nie do końca, ale można przyjąć do tych rozważań że tak jest) - czyli im większy prąd płynie przez nią tym świeci jaśniej - z kolei wewnętrzny triak (wewnątrz MOC) działa jak pisałem wyżej - zero-jedynkowo; po otrzymaniu odpowiedniego sygnału na bramce - przewodzi . Jak sygnał jest za mały - nie przewodzi.
Regulacja fazowa polega na cyklicznym włączaniu triaka w odpowiednim (ustalonym przez użytkownika lub procesor - jak ktoś lubi) miejscu sinusoidy. Więc - jeśli włączenie następuje natychmiast po przejściu sinusa napięcia przez zero (a pamiętaj, że triak wyłączy się dopiero gdy napięcie spadnie do zera) - na wyjściu regulatora będzie napięcie równe napięciu sieciowemu. Gdy włączenie nastąpi w szczytach sinusoidy - w przybliżeniu na wyjściu będzie 1/2 napięcia sieci - i ta zasada jest obowiązująca dla każdego innego miejsca włączenia triaka - im wcześniej od przejścia przez zero będzie włączony - tym napięcie na wyjściu będzie większe. Oczywiście kluczowym tu jest to, aby sygnał włączający triaka (wprawiający go w przewodzenie) występował zawsze w odpowiednim momencie sinusoidy - i dlatego potrzebny jest układ, który będzie na bieżąco mierzył napięcie sieci i wysyłał impuls wyzwalający w odpowiednim momencie po przejściu napięcia przez zero.

Najprościej można to zrobić "na piechotę" porównując komparatorem napięcie sieci (oczywiście zmniejszone do bezpiecznej wartości - np. transformatorem obniżającym napięcie) z napięciem zadanym z dzielnika oporowego (może być ne od częstotliwości sieci potencjometryczny). Na wyjściu komparatora otrzymamy w ten sposób impulsy ściśle zależne od częstotliwości sieci i od ustalonego dzielnikiem napięcia.

Grupowa regulacja mocy (celowo zaznaczam - MOCY) to nic innego jak włączanie triakiem napięcia na określony czas, potem czas przerwy i znów włączenie... w wypadku sterowania takim regulatorem np. grzałki ma ona na tyle dużą bezwładność, że nie zauważy się tego "migotania" bo średnia moc będzie ważna, ale gdyby zamiast grzałki podłączyć żarówkę - będzie migać.
A sama nazwa "GRUPOWA regulacja mocy" wynika stąd, że czas jest niejako liczony w okresach napięcia sieci. Czyli przykładowo na 10 okresów napięcie jest włączane, na kolejnych 10 wyłączane itd... - w efekcie uzyskamy (mniej więcej)1/2 mocy na obciążeniu. Albo 10 okresów włączone napięcie, potem 100 okresów wyłączone i znów 10 włączone... i na obciążeniu będzie 1/10 mocy.
Oczywiście powyższe to jedynie moja nieudolna próba wytłumaczenia w prosty sposób zasady tych regulacji - ale nic straconego; w sieci można znaleźć bardziej "inżynierkie" wytłumaczenia.

Dobrze wytłumaczone tylko jedna mała uwaga

398216 Usunięty wrote:

Najprościej można to zrobić "na piechotę" porównując komparatorem napięcie sieci (oczywiście zmniejszone do bezpiecznej wartości - np. transformatorem obniżającym napięcie)

Na trafo następuje przesunięcie, które należy wziąć pod uwagę przy wyznaczaniu przejścia przez zero.

SylwekK wrote:

Na trafo następuje przesunięcie, które należy wziąć pod uwagę przy wyznaczaniu przejścia przez zero.

Nie mniej jednak jest to wykonalne. Sam w ten sposób robiłem kilka najróżniejszych ściemniaczy oświetlenia - od jednokanałowych do wielokanałowych czy nawet trójfazowych (w tym ostatnim każda faza oczywiście musiała być synchronizowana indywidualnie).
Zresztą; gdzieś w sieci ostatnio widziałem praktycznie identyczne rozwiązanie.

398216 Usunięty wrote:

SylwekK wrote:

Na trafo następuje przesunięcie, które należy wziąć pod uwagę przy wyznaczaniu przejścia przez zero.

Nie mniej jednak jest to wykonalne. Sam w ten sposób robiłem kilka najróżniejszych ściemniaczy oświetlenia - od jednokanałowych do wielokanałowych czy nawet trójfazowych (w tym ostatnim każda faza oczywiście musiała być synchronizowana indywidualnie).
Zresztą; gdzieś w sieci ostatnio widziałem praktycznie identyczne rozwiązanie.

Teraz troche wiecej zrozumialem
Dziekuje
Pewnie projekt ten przekracza moje mozliwosci poznawcze ale zawsze warto bylo sprobowac. Pozostaje mi ograniczyc sie do pierwotnego pomyslu aby kolejne lampy w kinkiecie wlaczaly sie w polsekundowych odstepach i to musi wystarczyc. Uklad zasilajacy poszczegolne lampy juz mam i dziala w innych projektach a przesuniecie w czasie wlaczania kolejnych lamp zrobie na Node-Red. Tez bedzie ladnie.

398216 Usunięty wrote:

SylwekK wrote:

Na trafo następuje przesunięcie, które należy wziąć pod uwagę przy wyznaczaniu przejścia przez zero.

Nie mniej jednak jest to wykonalne. Sam w ten sposób robiłem kilka najróżniejszych ściemniaczy oświetlenia - od jednokanałowych do wielokanałowych czy nawet trójfazowych (w tym ostatnim każda faza oczywiście musiała być synchronizowana indywidualnie).
Zresztą; gdzieś w sieci ostatnio widziałem praktycznie identyczne rozwiązanie.

Teraz troche wiecej zrozumialem
Dziekuje
Pewnie projekt ten przekracza moje mozliwosci poznawcze ale zawsze warto bylo sprobowac. Pozostaje mi ograniczyc sie do pierwotnego pomyslu aby kolejne lampy w kinkiecie wlaczaly sie w polsekundowych odstepach i to musi wystarczyc. Uklad zasilajacy poszczegolne lampy juz mam i dziala w innych projektach a przesuniecie w czasie wlaczania kolejnych lamp zrobie na Node-Red. Tez bedzie ladnie.

Dodano po 6 [minuty]:

Trudno powiedzieć że problem rozwiązany, ale "398216 Usunięty" podchodząc do tematu konkretnie, bez mądrzenia się i niepotrzebnych uwag, które zdarzają się innym bardzo rzeczowo nakierował mnie na właściwą drogę pokazując gdzie leży problem. Być może na razie przekracza to moje możliwości poznawcze, ale zawsze czegoś więcej się nauczyłem.