Sterowanie napięciem prądu zmiennego

[piter10p]

Hej

Planuję budowę prostego układu inteligentnego oświetlenia do pokoju.
Składać się będzie z:

• Arduino (NANO)
• Moduł bluetooth
• Czujnik ruchu
• Czujnik temp/wilgotności
• Wyświetlacz oled

Projekt zakłada zasilenie wszystkich powyższych układów zasilaczem podłączonym bezpośrednio do sieci - napięcie i masa wspólne z żarówką.

Nie mam jednak bladego pojęcia, jak bezpiecznie sterować napięciem prądu żarówki (zależy mi na możliwości sterowania jasnością światła), zwykły przekaźnik 230V więc tutaj nie zadziała.

Załączam też prosty schemat dla zobrazowania:

Z góry dzięki za pomoc 🙂

 

Edytowano Maj 10, 2020 przez piter10p

[ethanak]

Uściślijmy: to jest na pewno żarówka? Taka z włóknem w środku co się grzeje do tysiąca stopni i świeci? Czy może jakaś "żarówka" LED albo energooszczędny wynalazek? Bo każde z tych źródeł światła steruje się inaczej...

[Philip]

Czasem dużo nie potrzeba. Do regulacji prądu żarówki żarowej wystarczy zwykły ściemniacz, czyli potencjometr. Żarówka żarowa z wolframowym żarnikiem sama w sobie jest rezystorem o pewnej rezystancji. Tylko to nie może być też taki zwykły potencjometr. Wiadomo o pewnej mocy.

[piter10p]

3 godziny temu, ethanak napisał:

Uściślijmy: to jest na pewno żarówka? Taka z włóknem w środku co się grzeje do tysiąca stopni i świeci? Czy może jakaś "żarówka" LED albo energooszczędny wynalazek? Bo każde z tych źródeł światła steruje się inaczej...

Lampa z paroma żarówkami energooszczędnymi 230V 50/60Hz.

Mógłbyś powiedzieć coś więcej o tych różnicach? Przyznam szczerze że nie sądziłem, że jakiekolwiek istnieją w sposobie sterowania.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[ethanak]

Bo ta "żarówka" energooszczędna to najprawdopodobniej w rzeczywistości świetlówka, czyli zwykłym ściemniaczem na triaku nic nie zrobisz. Chyba że masz napis "przeznaczona do ściemniaczy". Masz?

 

Edytowano Maj 11, 2020 przez ethanak

[piter10p]

26 minut temu, ethanak napisał:

Bo ta "żarówka" energooszczędna to najprawdopodobniej w rzeczywistości świetlówka, czyli zwykłym ściemniaczem na triaku nic nie zrobisz. Chyba że masz napis "przeznaczona do ściemniaczy". Masz?

 

Dzięki za wytłumaczenie 😁

Wygląda na to, że będę musiał w takim razie zrezygnować z regulacji jasności.

W każdym razie dzięki chłopaki za pomoc 😄

[ethanak]

Poczekaj, niech ktoś jeszcze się wypowie, bo ja się nie muszę na wszystkim znać!

Inna sprawa, że na początek nie bawiłbym się w ściemnianie, dałbym zwykły moduł z przekaźnikiem i miałbym na szybko i bez cackania się zrobione zapalanie i gaszenie. Jak to będzie działać to będzie można pomyśleć o czyms bardziej skomplikowanym (np. pasek led, bardzo ładnie daje się regulować).

Edytowano Maj 11, 2020 przez ethanak

[Robtyk54]

Można zawsze kupić dedykowany ściemniacz razem z żarówką LED i przerobić go, dodając do niego serwo, którym mógłbyś sterować za pomocą Arduino Nano i Bluetooth.

[Jawi]

Dnia 12.05.2020 o 11:47, Robtyk54 napisał:

Można zawsze kupić dedykowany ściemniacz razem z żarówką LED i przerobić go, dodając do niego serwo, którym mógłbyś sterować za pomocą Arduino Nano i Bluetooth.

Cześć,

Bardzo dobra sugestia. Pod warunkiem posiadania lamp przystosowanych do ściemniacza. Bardzo dobra bo zapewnia izolację od sieci. Żeby zastosować Arduino, trzeba zapewnić optoizolację. To nie może być pierwszy lepszy moduł na triaku np.  W przeciwnym wypadku szkoda elektroniki, użytkownika lub mieszkania.

W tym przypadku można by pomyśleć o sterowaniu modułem przekaźników załączających poszczególne lampy.Jakby Ci zależało na regulacji oświetlenia i zaangażowania do tego mikrokontrolera czy RPI to wymienić w pokoju oświetlenie na ledowe i do tego zakupić zasilacz do LED sterowany napięciem. Wtedy można dużo i bezpiecznie. Wystarczy zastosować PWM w Aduino. No może czasami jeden czy dwa tranzystory bo często poziom napięcia sterującego musi się mieścić w zakresie 0-10V. Ale to już szczegół. Oświetlenie trzeba przemyśleć i sobie zaprojektować.

 

pozdrawiam

[adam30010]

Cześć!

1 godzinę temu, Jawi napisał:

Żeby zastosować Arduino, trzeba zapewnić optoizolację.

Nie, nie trzeba. Trzeba jednak dobrze wiedzieć co się robi i jak robić to bezpiecznie oraz bez ewentualnych szkód materialnych. Można przyjąć jednak że dla osób początkujących jest to konieczność. 

1 godzinę temu, Jawi napisał:

zakupić zasilacz do LED sterowany napięciem

Tego też nie trzeba. Można iść w tę stronę, ale można iść w stronę zwykłego zasilacza + porządnego tranzystora który będzie w stanie zasilić (wytrzymać prąd) LED'y.

 

Większości świetlówek nie da się ściemniać. A te które można są wyraźnie droższe. Tak samo jest ze standardowymi "żarówkami LED", sprzedawanymi jako zamienniki zwykłych żarówek.

Najprostsze rozwiązanie (i chyba najbardziej ekonomiczne) to taśmy LED'owe + MCU + tranzystor + ewentualnie coś co umożliwi zdalne sterowanie tym czymś (np. tani moduł radiowy z pilotem, dla przykładu https://yaboo.pl/product-pol-967-Pilot-4-kanalowy-z-odbiornikiem-SC2272.html?utm_source=iai_ads&utm_medium=google_shopping&curr=PLN). Jeśli byś wybrał arduino jako początkujący to powinieneś dać radę to wszystko połączyć i oprogramować w jeden wieczór. 

[Jawi]

 

5 godzin temu, adam30010 napisał:

Nie, nie trzeba. Trzeba jednak dobrze wiedzieć co się robi i jak robić to bezpiecznie oraz bez ewentualnych szkód materialnych. Można przyjąć jednak że dla osób początkujących jest to konieczność. 

I w tym kontekście przecież pisałem, bo w pytanie zawiera: '... jak bezpiecznie sterować ...". Jako ciekawostkę napiszę, że zdecydowana większość sterowników urządzeń AGD nie ma separacji od sieci. Bo rzeczywiście w prawidłowo zaprojektowanym układzie i obudowie nie jest potrzebna.

5 godzin temu, adam30010 napisał:

Tego też nie trzeba. Można iść w tę stronę, ale można iść w stronę zwykłego zasilacza + porządnego tranzystora który będzie w stanie zasilić (wytrzymać prąd) LED'y.

A co to zwykły zasilacz czy porządny tranzystor? LED'y sterujemy prądowo, nie napięciowo. Tranzystor dołożony do zasilacza tego warunku nie spełnia, tym bardziej do "zwykłego". I to była tylko jedna z moich propozycji, możemy sobie wyobrazić wiele innych rozwiązań. Ale zastosowanie zasilacza dedykowanego do LED daje nam bezpieczeństwo nie tylko dla użytkownika i elektroniki sterującej, ale dla LED też.  Zresztą zbaczamy z głównego wątku, bo autor pytania nie chce budować od podstaw oświetlenia tylko wykorzystać istniejące oparte na świetlówkach czy nawet prostych lampach LED i nim sterować. I tu się sprawa komplikuje, bo to nie jest proste podłączanie Arduino, zasilacza czy tranzystora.

 

[adam30010]

No dobra, ale nie napisałeś że można by ze względów bezpieczeństwa, tylko że trzeba. Więc nie trzeba, można z różnych względów ale nie jest to konieczne. Jeżeli ktoś jest początkującym to byłoby to zalecane. Tak samo nie trzeba korzystać z przekaźników - można do tego użyć optotriaków, czy nawet połączenia transoptora z tyrystorem - nic nie stoi na przeszkodzie. Jednak w każdym z tych wypadków będą występować wysokie napięcia, które mogą być niebezpieczne.

Co do drugiej części. To i owszem LED'y steruje się prądowo. Ale tylko jako samodzielne elementy. W większości przypadków dodaje się rezystor szeregowy z diodą by ten ograniczył prąd diody przy określonym napięciu. Wszystkie paski ledowe które przewinęły mi się przez ręce posiadały takie rezystory, można więc nimi było sterować poprzez regulację średniego napięcia podawanego na pasek, de facto regulując średni prąd płynący przez diody. W zasadzie jedynymi paskami w których tego nie można użyć to paski ze diodami ze sterownikiem (np. WS2812B) czy wręcz moduły posiadające osobny sterownik do sterowania LED'ami jak TLC5952. Dlatego mówiłem o paskach ledowych (które ów rezystor będą posiadały) + zasilacz + tranzystor kluczujący. Jak zapewne wiesz takim tranzystorem steruje się PWM'em regulując średnie napięcie podawane na pasek. Zasilacz dedykowany do led (stałoprądowy) wcale nie gwarantuje większego bezpieczeństwa od zasilacza stałonapięciowego. Ba - stwarza nawet większe zagrożenie. Dlaczego? Ano dlatego, że w przypadku braku obciążenia (lub obciążenia mniejszego niż znamionowe) taki zasilacz będzie starał się podbić napięcie do poziomu gdy uzyska prąd znamionowy. Jakie to napięcie może być to już zależy od konkretnego zasilacza (jego budowy, czy ma zabezpieczenia zapobiegające zbytniemu podbijaniu napięcia przy zbyt małym prądzie), ale śmiało można stwierdzić że będzie to co najmniej kilkadziesiąt V. W pewnych warunkach takie napięcie może już być niebezpieczne, a już na pewno nie za przyjemne w odczuciu.

 

A wracając do tematu, to fakt. Sterowanie jasnością świetlówki do tego nieprzystosowanej jest niemożliwe. Można tylko sterować na zasadzie włącz/wyłącz (przez przekaźnik, kontaktron, triak, tyrystor). Tak samo jak prostymi lampami led (zamiennikami zwykłych żarówek).