logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Czujnik zmierzchu z triakiem - problem z działaniem triaka

Świetlówka kompaktowa 24 Lut 2025 09:02 324 5
REKLAMA
  • #1 21453568
    Świetlówka kompaktowa
    Poziom 15  
    Posty: 174
    Pomógł: 1
    Ocena: 35
    Witam wszystkich,

    rozpoczynam temat ponieważ nie znalazłem odpowiedzi na forum (użyłem wcześniej przycisku "szukaj") i widzę, że chyba nikt tego tematu nie poruszał lub nie miał z tym problemów.
    Problem dotyczy czujnika zmierzchu, w którym elementem wykonawczym jest triak / tyrystor. Układ to dość prosty schemat z histerezą zaczerpnięty z gotowego zestawu Jabela (wersja J-012) - schemat bazowy wklejam w załączniku.

    Schemat układu z czujnikiem zmierzchu Jabela J-012

    Układ ten działa na zasadzie sterowania bramką tyrystora lub triaka i w zasadzie na tym polega całe działanie układu. W schemacie, głównym trzonem jest przerzutnik Schmitta, zbudowany na dwóch tranzystorach bipolarnych (PNP i NPN) co zapewnia odpowiednią histerezę możliwą do regulacji za pomocą rezystora R6.

    Oryginalny schemat okazał się trochę mało użyteczny z kilku względów - choćby dlatego, że tyrystor dostarczony w zestawie umożliwiał zasilanie odbiornika prądem jednopołówkowym (co możliwe jest jedynie w przypadku żarówek i niektórych LEDów). Dokonałem więc kilku przeróbek - oryginalny fotorezystor zastapiłem fototranzystorem IR (żeby układ reagował tylko na światło dzienne / naturalne), zwiększyłem wartość R1 z 1M do 6,8M (aby układ był bardziej czuły), zmniejszyłem wartość R6 z 1M do 620k (aby zwiększyć histerezę) i wywaliłem kondensator C2, bo zwłoka czasowa nie była mi potrzebna przy dość dużej histerezie. No i najważniejsze - zastąpiłem oryginalny tyrystor C106 triakiem.

    Pierwszy triak który użyłem - model o oznaczeniu L4004L6 działał bardzo dobrze - lampa LED na wyjściu świeciła normalnie, zasilana pełnookresowo, czyli w rozumieniu sensu przeróbek wszystko było ok. Nawet kondensator wejściowy C3 zmieniłem z oryginalnego 470nF na 220nF, bo triaki L4004L6 mogą być sterowane niższym prądem. Takich układów na tych triakach zrobiłem kilkanaście i wszędzie gdzie je zamontowałem działają bardzo dobrze.

    Pojawił się jednak problem natury logistycznej, bo akurat triaki o wspomnianym oznaczeniu nie są już dostępne i w elektroniku dostałem informację, że zostały wycofane. Poza tym postanowiłem spróbować układ zminiaturyzować, a dokładniej pozbyć się kondensatora C3 i zastąpić go jedynie samym rezystorem, żeby zrobić sterowanie jak w czujnikach oferowanych przez Interbar i stosowanych w niektórych zewnętrznych oprawach Lena Lighting. Zacząłem więc szukać alternatyw i tutaj zaczęły się schody.

    Do testów poszły triaki Z0107 oraz Z0103 - fajne bo dużo mniejsze, o niższym prądzie roboczym i mniejszym prądzie bramki. Po podłączeniu triaków zaczęły one co prawda działać, ale z jakiegoś powodu przepuszczają prąd tylko jednokierunkowy. Bramkę w tych triakach sterowałem na różne sposoby i różnymi prądami - zaczynałem od małego rezystorka 68k, kończąc na kondensatorze 820nF i przez cały ten czas problem był ten sam - układ na chwilę zasilał lampkę prądem pełnookresowym, po czym wracał efekt prostownikowy. Od razu dodam, że lampa LED była sprawna, bo podłączałem różne lampki na wyjściu i wszędzie było to samo. I teraz pytanie - co może być przyczyną takiego działania i to w każdym z podłączanych triaków z tych serii? Co ewentualnie zmodyfikować w układzie żeby to zadziałało w poprawny sposób?

    Mam przy okazji także drugi problem - otóż w jednej z kombinacji triak zastąpiłem tyrystorem puszczonym przez mostek Graetza (po prostu w miejscu triaka są wyprowadzenia AC mostka, a do zacisków DC jest podłączony tyrystor). Bramka sterowana jest jak tutaj jak wcześniej. No i problem polegał na tym, że tyrystor w tej konfiguracji nie wyłącza się - przewodzi cały czas niezależnie od oświetlenia fototranzystora. Co w tym przypadku jest problemem i dlaczego tyrystor się nie wyłącza? Dodam, że na wyjściu mostka nie dodawałem żadnych elektrolitów, które mogłyby podtrzymywać działanie tyrystora.

    Wiem, że trochę przydługi ten wstęp, ale chciałem mozliwie dokładnie opisać problem.

    Pozdrawiam wszystkich
  • REKLAMA
  • #2 21453594
    tomekptk
    Poziom 19  
    Posty: 210
    Pomógł: 40
    Ocena: 95
    Świetlówka kompaktowa napisał:
    Co w tym przypadku jest problemem i dlaczego tyrystor się nie wyłącza?

    Tyrystory można wyłączyć tylko wtedy, gdy prąd płynący przez niego spadnie poniżej prądu podtrzymującego. Czyli w przypadku sterowania prądem przemiennym przy zaniku napięcia na bramce wyłączy się przy najbliższym zaniku napięcia (przejściu sinusoidy). Czyli w konfiguracji z prostownikiem jest to prawidłowe zachowanie.
  • REKLAMA
  • #3 21453669
    acctr
    Poziom 39  
    Posty: 4554
    Pomógł: 389
    Ocena: 2021
    Świetlówka kompaktowa napisał:
    Bramkę w tych triakach sterowałem na różne sposoby i różnymi prądami - zaczynałem od małego rezystorka 68k, kończąc na kondensatorze 820nF i przez cały ten czas problem był ten sam

    Jakie to konfiguracje i jakie prądy? Sterowanie triaka prądem wpływającym do bramki jest zwykle mało efektywne, dlatego stosuje się zasilacze beztransf. z kondensatorem na ujemnej części zasilania. Wszystko do doczytania w dokumentacji triaka.

    Świetlówka kompaktowa napisał:
    Mam przy okazji także drugi problem - otóż w jednej z kombinacji triak zastąpiłem tyrystorem puszczonym przez mostek Graetza (po prostu w miejscu triaka są wyprowadzenia AC mostka, a do zacisków DC jest podłączony tyrystor).

    To jest błędne podłączenie. Na oryginalnym schemacie masz tyrystor podłączony do minusa układu, który stanowi jeden z zacisków AC. W mostku Graetza minus ma inny potencjał niż linia AC (L lub N) i to nie ma prawa działać tak jak założyłeś - poprawnie musiałbyś cały układ umieścić za mostkiem.
    Pomogłem? Kup mi kawę.
  • REKLAMA
  • #4 21588834
    Świetlówka kompaktowa
    Poziom 15  
    Posty: 174
    Pomógł: 1
    Ocena: 35
    acctr napisał:

    To jest błędne podłączenie. Na oryginalnym schemacie masz tyrystor podłączony do minusa układu, który stanowi jeden z zacisków AC. W mostku Graetza minus ma inny potencjał niż linia AC (L lub N) i to nie ma prawa działać tak jak założyłeś - poprawnie musiałbyś cały układ umieścić za mostkiem.


    No właśnie mam wrażenie, że w niektórych czujnikach sterowanie jest z innego obwodu niż ten za którym jest tyrystor. Pod lupę wziąłem czujnik Interbar DS-A (taka czarna mini kostka z fototranzystorem IR stosowana w zewnętrznych oprawach Lena Lighting), taki jak ten: https://www.interbaer.de/en/products/special-products/twilight-switch-ds-a-type-8812
    Rozebrałem taki czujnik i w środku na płytce jest scalak na bramkach logicznych NAND, a także tyrystor z czułą bramką puszczony przez mostek. Obciążenie podłącza się po stronie AC. I co ciekawe ze schematu wyszło, że sterowanie tego tyrystora jest poprzez diodę prostowniczą niezależnie od tyrystora, który jest za mostkiem. W jaki sposób to działa, skoro teoretycznie sterowanie powinno odbywać się za tym samym mostkiem za którym jest tyrystor?

    Dodam, że sterowanie tyrystora za pomocą zewnętrznej diody sprawia, że można podłączyć pod czujnik obciążenie AC bez problemów z przysiadem napięcia sterowania po jego załączeniu.
    Takie samo rozwiązanie zauważyłem w czujnikach ruchu PIR budowanych w oparciu o tyrystory z czułą bramką (takie miniaturowe gdzie cały czujnik jest schowany pod soczewką fresnela, przykręcane nakrętką do klosza).


    A teraz kolejna sprawa - dotycząca wcześniej omawianych rzeczy i tego co odkryłem:

    Mała aktualizacja tematu po kilku miesiącach. Tamten układ zgodnie z sugestiami zrobiłem i zadziałało, rzeczywiście umieszczenie tyrystora i jego sterowania za wspólnym mostkiem Graetza wyeliminowało problemy.

    Pojawił się jednak inny temat. Otóż w układzie który zrobiłem zaczęły się pojawiać dziwne zachowania przy sterowaniu LEDami zasilanymi układem RC. Modyfikacja polega na tym, że - owszem za mostkiem jest główna część układu tzn. czujnik zmierzchu oraz obciążenie czyli LED - ale na wejściu przed mostkiem musiałem dać układ RC, który stabilizuje prąd pracy diod. No i sprawa wygląda tak że gdy diod stanowiących obciążenie nie jest dużo w szeregu to układ reaguje na każde zakłócenie w okolicy. Gdy włączę światło w pokoju, albo nawet w sąsiednim pokoju, wtyczkę urządzenia do gniazdka, przedłużacz itp itd to LEDy na sekundę gasną (oczywiście w stanie zasłoniętego fototranzystora, czyli "w nocy"). Dodam, że cały człon czujnika zmierzchu czyli w zasadzie bramki tyrystora stabilizowany jest rezystorem za mostkiem, gdyż użyłem tyrystor o czułej bramce (prąd bramki 25uA, rezystor 100k jako ograniczenie prądu wystarczyło). W czujniku zrezygnowałem z opóźnienia czasowego bo po zastosowaniu fototranzystora jego uzyskanie we wcześniej prezentowanym schemacie okazało się niewykonalne w obie strony (tylko zwłoka gdy robi się ciemno, w drugą stronę nijak nie dało się tego zrobić). Jednak pozostała dość spora histereza, więc układ nie wchodzi w niestabilną pracę na progu załączania.

    Mam pewną teorię na to, ale dobrze by było gdyby ktoś to potwierdził. Otóż zasilanie przez wspólny układ RC czujnika i obciążenia przy mniejszej liczbie diod może powodować, że obciążenie w pewnym sensie mostkuje czujnik, bo gdy dałem kilkadziesiąt diod w szeregu (tak by spadek napięcia na nich był bliski napięciu zasilania) lub rezystor 2,7k (druga konfiguracja), problem znikł. Wnioskuję, że w momencie załączania innych odbiorników na kondensatorze pojawiają się drobne przepięcia, co następnie skutkuje przepływem prądu zwarciowego przez diody i jednocześnie odłączeniem na ułamek sekundy bramki tyrystora, czyli odłączeniem czujnika. Mignięcie trwa tyle na ile czujnik potrzebuje czasu do ponownego zapłonu (jak wspomniałem zrezygnowałem z opóźnienia czasowego czujnika, jedynie histereza została).

    Problem częściowo udało się wyeliminować kondensatorem przeciwzakłóceniowym na wejściu (ale nie w 100%, czasem dalej mignie, ale już rzadziej) oraz lekkim zmniejszeniem rezystora stabilizującego prąd bramki (z 100k na 82k). Strata mocy na czujniku w trybie dziennym zmieniła się z wcześniejszych 0,4W do 0,5W więc jeszcze akceptowalne. Pytanie jednak czy jeszcze inaczej da się to rozwiązać i przy okazji uprościć konstrukcję?
  • REKLAMA
  • #5 21588880
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22621
    Pomógł: 4179
    Ocena: 6059
    W układach z triakiem zasilanych beztransformatorowo, często spotykałem napięcie zasilania ujemne względem A1 tym sposobem unika się pracy w IV ćwiartce gdzie czułość wyzwania jest najgorsza. Układy z triakiem i bez kondensatorów też mi reagowały na zakłócenia (chwilowym załączeniem żarówki). Ale wyłączenia z powodu zakłóceń nie widziałem. Bez kompletnego schematu trudno mi sobie wyobrazić to o czym piszesz w ostatnim akapicie .
  • #6 21588964
    acctr
    Poziom 39  
    Posty: 4554
    Pomógł: 389
    Ocena: 2021
    Świetlówka kompaktowa napisał:
    sprawa wygląda tak że gdy diod stanowiących obciążenie nie jest dużo w szeregu to układ reaguje na każde zakłócenie w okolicy.

    Jednym z podstawowych parametrów triaka czy tyrystora to minimalny prąd podtrzymania Ih.
    Jak jest mało diod to i prąd jest mały. A szereg diod nie przewodzi od zera tylko od kilkudziesięciu czy kilkuset V.
    Pomogłem? Kup mi kawę.
REKLAMA