диммер, фазорез, фазорезка, фазовый (фазный) регулятор мощности
Планое управление нагрузкой (мощностью) 220V
.
Готовый блок DimmerPro здесь.
.
Довольно часто на форуме возникают вопросы по теме регулирования мощности в сети 220V. Как правило первый ответ форумчан - фазорезка. Связанных с этим вопросом тем, на форуме довольно много. Пользовательских блоков тоже достаточно. При должном усердии можно найти штук пять от разных авторов. Так же есть и симисторные схемы для управления с помощью этих блоков.
Итак, кратко о принципе работы фазорезки.
Переменное напряжение в бытовой сети 220В 50Гц представляет собой синусоиду c периодом 20мс соответственно ток в ней изменяет направление 100 раз в секунду (1 раз в 10мс). Напряжение 220В рассчитывается исходя из среднеквадратичного напряжения, т.е. берется интеграл от синусоиды в 310 В. Для тех кто позабыл или пропустил что такое интеграл, можно ориентироваться на площадь ограниченную полуволной. .
Одним из способов регулировки среднеквадратичного напряжения, является отрезание части полуволны, сокращая тем самым рабочую площадь. Т.е. если супер-тумблером включать нагрузку в самом пике полуволны и выключать при переходе через ноль, то мы уменьшим среднеквадратичное напряжение в 2 раза (до 110В). А если сдвигать точку включения, то получим подобие ШИМ регулирования. .
Резонно было бы заметить, что правильней было бы включать при нуле, а сдвигать точку отключения. Типа помех будет меньше, не будет создаваться "ударного" напряжения. Однако самым распространенным полупроводниковым устройством для работы с переменным напряжением является симистор, а он так не умеет. Симистор может открыться в любой момент, а закроется он только при переходе синусоиды рабочего напряжения через ноль. Самые пытливые могут легко найти физику этого процесса в глобальной сети. (пока она еще есть )
Переходим непосредственно к регулированию.
Как правило, столкнувшись с такой задачей как регулирование мощности нагрузки сетевого напряжения, кулибины начинают собирать схему фазорезки и искать блок для управления этой схемой. Дело конечно хорошее и позже мы это все разберем. Однако, на сей момент, существуют и более простые промышленные, надежные решения.
Как выяснилось, далеко не все знают что существуют твердотельные реле (SSR), которые могут не только включать выключать но и регулировать переменное сетевое напряжение по принципу той же самой фазорезки. Кроме того по типу управления существует аж три варианта.
- Управление напряжением 0-5 В (0-10 В)
- Управление током 4-20 мА (и другие)
- Управление переменным сопротивлением.
Не на много сложней управление по току. В цепь надо всего лишь добавить сопротивление. Такое, что бы при 5 V протекал ток соответствующий максимальному указанному на SSR. При подборе твердотелки следует учесть максимально допустимый ток на цифровом пине контроллера. К примеру у AVR - не более 40 мА. .
Не все твердотелки реагируют одинаково на пульсацию после сглаживания. Поэтому возможно потребуется поднять частоту ШИМ, вставив в setup следующий код:
Код: Выделить всё
void setup() {
// Для пинов D3 и D11 - 8 кГц
TCCR2B = 0b00000010; // x8
TCCR2A = 0b00000011; // fast pwm
}
Можно сделать блок с этим кодом и просто вставить его в проект.
На управлении SSR с помощью переменного сопротивления останавливаться не буду. Думаю что и так все интуитивно понятно. Контроллер здесь вообще лишний.
.