Mạch điều chỉnh độ sáng bằng nút nhấn

Bài đăng giải thích chi tiết cấu tạo của mạch điều chỉnh độ sáng nút nhấn dựa trên triac có thể được sử dụng để điều khiển độ sáng đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang thông qua nhấn nút nhấn.

Một tính năng khác của bộ điều chỉnh độ sáng này là bộ nhớ của nó, giữ nguyên mức độ sáng ngay cả khi mất điện và cung cấp cường độ đèn như cũ sau khi có điện trở lại.

Bởi Robert Truce

Giới thiệu

Mạch làm mờ ánh sáng dễ vận hành, lắp ráp đơn giản và sử dụng chiết áp loại quay để điều khiển độ sáng của đèn.

Mặc dù các mạch như vậy khá đơn giản, nhưng có thể cần các tình huống làm mờ phức tạp hơn.

Sự xuất hiện của một mạch điều chỉnh độ sáng thường xuyên không phải là tốt nhất vì nó có một núm trông buồn tẻ để điều chỉnh cường độ ánh sáng.

Hơn nữa, bạn chỉ có thể xác định mức độ chiếu sáng từ vị trí cố định nơi lắp đặt bộ điều chỉnh độ sáng.

Trong dự án này, chúng tôi đang đề cập đến loại điều chỉnh độ sáng dạng nút nhấn với tính thẩm mỹ tốt hơn và linh hoạt hơn về vị trí lắp đặt. Có thể là ở hai bên cửa ra vào hoặc bàn cạnh giường, bộ điều chỉnh độ sáng được thảo luận trong bài viết này là độc quyền.

Phần này trang bị công tắc bật / tắt với một cặp nút nhấn - một nút để tăng cường độ sáng dần dần trong 3 giây và một nút khác làm ngược lại hoàn toàn.

Trong khi điều chỉnh núm, mức độ ánh sáng có thể được cố định ở mức mong muốn và duy trì trong 24 giờ mà không có bất kỳ thay đổi nào.

Bộ điều chỉnh độ sáng này thích hợp cho đèn sợi đốt hoặc đèn huỳnh quang được đánh giá đến 500 VA với một bộ tản nhiệt cụ thể. Khi được lắp đặt một bộ tản nhiệt lớn hơn, bạn thậm chí có thể lên tới 1000 VA.

Xây dựng

Tham khảo bảng 1 và bảng 2, chuẩn bị cuộn cảm và máy biến áp. Chú ý thêm để đảm bảo có đủ cách điện giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của máy biến áp xung.

Việc xây dựng sẽ cực kỳ đơn giản nếu PCB được khuyến nghị sau đây được sử dụng.

Đầu tiên, đặt tất cả các thành phần điện tử trên PCB bằng cách tham khảo cách bố trí các bộ phận. Đảm bảo chú ý đến cực tính của điốt và hướng của bóng bán dẫn trước khi hàn chúng.

Đối với bộ tản nhiệt, lấy một miếng nhôm nhỏ (30 mm x 15 mm) và uốn cong 90 độ ở giữa cạnh dài. Đặt nó dưới Triac và bộ tản nhiệt của bạn đã sẵn sàng.

Biến áp xung và cuộn cảm được đặt bằng cách sử dụng grommet cao su và được siết chặt vào vị trí bằng dây đồng đóng hộp xung quanh grommet. Sau đó, chúng được hàn vào các lỗ hiện có.

Kiểm tra xem tất cả các thành phần đã được hàn và các dây bên ngoài đã được liên kết chưa. Sau khi xác minh, lật PCB để lộ mặt dưới và sử dụng rượu mạnh metyl hóa để rửa sạch. Quá trình này loại bỏ bất kỳ dư lượng thông lượng tích tụ nào có thể gây rò rỉ.

PCB phải được cố định trên các vòng đệm vào một hộp kim loại có kết nối tiếp đất. Sau đó, bạn cần đặt một vật liệu cách nhiệt dày 1 mm bên dưới bảng để tránh các dây dẫn linh kiện dài tiếp xúc với khung máy.

Bạn nên chọn khối đầu cuối 6 chiều để kết nối tất cả hệ thống dây điện bên ngoài.

Đang cài đặt

Đảm bảo rằng tất cả các thiết lập và cấu hình đều được thực hiện bằng nhựa hoặc các dụng cụ được cách nhiệt kỹ lưỡng.

Mạch điều chỉnh độ sáng bằng nút nhấn này sẽ chứa điện áp chính khi được bật và do đó điều cực kỳ quan trọng là phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa.

Điều chỉnh chiết áp RV2 để có được độ chiếu sáng tối thiểu mong muốn trong khi giữ nút xuống.

Tiếp theo, điều chỉnh chiết áp RV1 để có cường độ ánh sáng tối đa trong khi giữ nút ấn lên. Làm điều này chỉ cho đến khi bạn đạt được mức tối đa và không nhiều hơn.

Các biện pháp phòng ngừa bổ sung là cần thiết nếu đèn tải thuộc loại huỳnh quang khi bạn thực hiện các điều chỉnh. Hơn nữa, bạn phải thực hiện lại việc điều chỉnh nếu tải huỳnh quang bị thay đổi.

Khi thay đổi độ chiếu sáng tối đa của đèn huỳnh quang, hãy tăng nhẹ mức độ ánh sáng cho đến khi đèn bắt đầu nhấp nháy.

Đúng lúc đó quay RV1 lại cho đến khi thấy cường độ sáng giảm. Khó khăn cài đặt tăng cao này là do các đặc tính cảm ứng của tải huỳnh quang.

Nếu mức sáng tối thiểu cần thiết không thể đạt được trong phạm vi RV2, bạn phải hoán đổi điện trở R6 với giá trị lớn hơn. Điều này sẽ cung cấp phạm vi mức ánh sáng thấp hơn. Nếu bạn sử dụng giá trị R6 nhỏ hơn, phạm vi mức sáng sẽ cao hơn.

Cách hoạt động của mạch

Chúng tôi đã sử dụng triac điều khiển theo pha để điều khiển công suất giống như các bộ điều chỉnh độ sáng gần đây.

Triac, được bật theo một xung tại một điểm được quyết định trước trong mỗi nửa chu kỳ và tự tắt vào cuối mỗi chu kỳ.

Theo truyền thống, bộ điều chỉnh độ sáng sử dụng một hệ thống RC và diac tiêu chuẩn để tạo ra xung kích hoạt.

Tuy nhiên, bộ điều chỉnh độ sáng này hoạt động với một thiết bị điều khiển bằng điện áp. 240 Vac từ nguồn điện được điều chỉnh bởi D1-D4.

Dạng sóng chỉnh lưu toàn sóng được cắt ở 12 V bởi điện trở R7 và Zener-diode ZD1.

Bởi vì không có bộ lọc, 12 V này sẽ giảm xuống 0 trong nửa phần nghìn giây cuối cùng của mỗi nửa chu kỳ.

Để cung cấp đúng thời điểm và năng lượng cần thiết để điều khiển triac, một bóng bán dẫn đơn liên kết có thể lập trình (PUT) Q3 được sử dụng với tụ điện C3.

Hơn nữa, PUT hoạt động giống như một công tắc theo cách sau. Nếu điện áp ở cực dương (a) lớn hơn điện áp ở cổng anốt (ag), thì một đoạn ngắn mạch xảy ra trong đường dẫn từ cực dương đến cực âm (k).

Điện áp trên cổng anốt được xác định bởi RV2 và thường vào khoảng 5 đến 10 V.

Tụ điện C3 được nạp điện qua điện trở R6 và khi điện áp trên nó tăng hơn cực 'ag', PUT bắt đầu phóng điện C3 bằng cách sử dụng phía sơ cấp của máy biến áp xung T1.

Đổi lại, điều này tạo ra một xung trong phần thứ cấp của T1 mà cổng trên triac.

Khi điện áp cung cấp cho điện trở R6 không được làm mịn, sự tăng điện áp trên tụ điện C3 sẽ gặp một tình huống gọi là một đoạn dốc biến đổi cosin. Điều này cung cấp sự thay đổi tỷ lệ thuận hơn về mức độ ánh sáng so với điện áp điều khiển.

Thời điểm tụ điện C3 phóng điện, PUT có thể bật hoặc tắt tùy thuộc vào từng bộ phận.

Có khả năng nó có thể bắn lại nếu nó tắt vì tụ điện C3 tích điện nhanh chóng. Trong cả hai tình huống, hoạt động của bộ điều chỉnh độ sáng vẫn không bị ảnh hưởng.

Hơn nữa, nếu C3 không sạc đến điện áp “ag” của PUT trước khi kết thúc nửa chu kỳ, điện thế “ag” sẽ giảm xuống và PUT sẽ hoạt động.

Phần quan trọng của hoạt động này bắt đầu đồng bộ hóa thời gian với điện áp nguồn. Vì lý do quan trọng này, nguồn cung cấp 12 V không được lọc.

Để điều chỉnh tốc độ sạc của C3 (và cuối cùng là thời gian cần để bật triac trong mỗi nửa chu kỳ), một mạng định thời thứ cấp của RS và D6 được sử dụng.

Vì giá trị của R5 thấp hơn R6 nên tụ điện C3 sẽ sạc nhanh hơn khi sử dụng con đường này.

Giả sử chúng tôi đặt đầu vào RS khoảng 5 V, khi đó C3 sẽ nhanh chóng sạc lên đến 4,5 V và chạy chậm lại do giá trị của R6. Loại sạc này được gọi là 'đường dốc và bệ đỡ'.

Do mức tăng ban đầu được cung cấp bởi RS, PUT sẽ hoạt động ngay từ đầu và triac sẽ bật sớm hơn trong khi phân phối nhiều năng lượng hơn cho tải.

Vì vậy, bằng cách điều chỉnh điện áp ở đầu vào của R5, chúng ta có thể cố gắng kiểm soát công suất đầu ra.

Tụ C2 có chức năng như một thiết bị nhớ. Nó có thể được xả bằng R1 bằng PB1 (nút lên) hoặc được sạc bằng R2 bằng PB2 (nút xuống).

Vì tụ điện C2 được nối từ cực dương của nguồn 12 V, nên tại thời điểm tụ điện phóng điện, điện áp sẽ tăng lên so với dòng không vôn.

Diode D5 ở đó để tránh điện áp tăng vượt quá giá trị đặt bởi RV1. Tụ C2 được mắc vào đầu vào của Q2 sử dụng điện trở R3.

Ngoài ra còn có một Transistor hiệu ứng trường (FET) Q2 có trở kháng đầu vào cao. Do đó, dòng điện đầu vào thực tế bằng 0 và nguồn theo dõi điện áp cổng ở một số mức. Phương sai điện áp xác định phụ thuộc vào FET cụ thể.

Kết quả là, nếu có sự thay đổi điện áp cổng thì cũng sẽ có sự thay đổi điện áp trên C2 và RS.

Khi nhấn PB1 hoặc PB2, điện áp của tụ điện kích hoạt điểm kích hoạt triac và công suất cung cấp cho tải có thể khác nhau.

Khi các nút nhấn được nhả ra, tụ điện sẽ 'giữ' điện áp này trong một khoảng thời gian dài ngay cả khi tắt nguồn!

Các yếu tố ảnh hưởng đến bộ nhớ mờ

Tuy nhiên, thời gian bộ nhớ phụ thuộc vào một số yếu tố như được trình bày dưới đây.

1. Bạn nên sử dụng tụ điện có điện trở rò rỉ hơn 100.000 megaohms. Hơn nữa, hãy chọn một tụ điện phù hợp với định mức điện áp ít nhất là 200 V. Bạn có thể chọn các nhãn hiệu khác nhau.
2. Công tắc nút nhấn phải được xếp hạng cho hoạt động 240 Vac. Các loại công tắc này có sự tách biệt tốt hơn và điều đó có nghĩa là cách điện tốt hơn giữa các tiếp điểm. Bạn có thể xác định xem nút nhấn có phải là nguyên nhân gây ra thời gian bộ nhớ thấp hay không bằng cách tháo dỡ vật lý.
3. Khi có rò rỉ trên bảng mạch PCB, đó là một vấn đề. Bạn có thể nhận thấy dường như có một con đường đi từ nguồn Q2 và có vẻ như không đi đến đâu. Đây là đường dây bảo vệ chống rò rỉ từ các thành phần điện áp cao. Nếu bạn đang áp dụng một cách tiếp cận xây dựng khác, hãy đảm bảo thiết lập các điểm nối của R3 và Q2, R3 và C2 thông qua các khớp nối giữa không khí hoặc bằng các giá đỡ bằng gốm chất lượng cao.
4. Tự nó, FET trang bị một điện trở đầu vào hữu hạn. Vô số FET đã được thử và tất cả chúng đều hoạt động. Tuy nhiên, hãy đảm bảo kiểm tra và không bỏ qua khả năng xảy ra.

Bạn có thể điều khiển bộ điều chỉnh độ sáng từ nhiều trạm bằng cách kết nối song song với các bộ nút bấm.

Không có thiệt hại nào được thực hiện nếu cả hai nút lên và xuống được nhấn đồng thời.

Tuy nhiên, hãy nhớ rằng việc tăng số lượng trạm điều khiển có thể làm tăng nguy cơ rò rỉ và mất thời gian bộ nhớ sau đó.

Luôn đảm bảo cố định bộ điều chỉnh độ sáng và nút nhấn ở vị trí khô ráo.

Bằng mọi giá, tránh sử dụng bộ điều chỉnh độ sáng này hoặc các nút ấn trong phòng tắm hoặc nhà bếp vì hơi ẩm sẽ làm hỏng bộ nhớ của mạch.

DANH SÁCH CÁC BỘ PHẬN
ĐIỆN TRỞ (Tất cả 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 = 50k
VỐN
C1 = 0,033uF 630V polyester
C2 = 1 uF 200V polyester
C3 = 0,047uF polyester
SEMICONDUCTORS
D1-D4 = 1N4004
D5, D6, D7 = 1N914
ZD1 = diode zener 12V
Q1 = SC141D, SC146DTriac
Q2 = 2N5458, 2N5459 FET
Q3 = 2N6027PUT
ĐIỀU KHOẢN KHÁC
L1 = Choke - xem bảng 1
T1 = Biến áp xung - xem bảng 2
Khối thiết bị đầu cuối 6 ngõ (240V), Hộp kim loại, 2 nút bấm
Công tắc, Tấm trước, Công tắc nguồn