Przekaźniki a tyrystory: co jest najlepsze do szybkiego włączania i wyłączania świateł 230 V (~ 5 Hz)?

Buduję własne lampy dyskotekowe / imprezowe. Żarówki 230 V / 60 W i idealnie chciałbym je włączać i wyłączać przy 5 Hz.

Planowałem prostą konfigurację z Arduino kontrolującym światła. Mój pierwotny plan polegał na użyciu przekaźników, a dokładniej SRD-05VDC-SL_C ( karta katalogowa) .

Mówi, że „Maksymalne elektryczne włączanie / wyłączanie” wynosi 30 / minutę, co jest zbyt wolne dla tego, co miałem na myśli. To wydaje się być częstym tematem w przekaźnikach, ponieważ w końcu jest w nim mechaniczny przełącznik.

Po niektórych badaniach triaki / wyłączanie bram wydaje się być możliwą alternatywą. Spojrzałem na TIC226m (arkusz danych) , ale nie mogłem znaleźć żadnej maksymalnej szybkości przełączania.

Czy można je wykorzystać w mojej konfiguracji? Wszelkie inne wskazówki i sugestie są mile widziane.

Przekaźniki mechaniczne nie wytrzymają długo, jeśli zostaną zmuszone do przełączenia przy 5 Hz, ale urządzenia półprzewodnikowe (tyrystory, triaki lub tranzystory) są idealne do tego zadania.

Zamiast wymyślić własny obwód tyrystorowy / tranzystorowy, sugeruję użycie przekaźnika półprzewodnikowego . To łatwiejsze i bezpieczniejsze. Składają się one z transoptora (do elektrycznej izolacji wejścia poziomu logicznego), obwodu sterownika i pewnego rodzaju półprzewodnikowego elementu przełączającego, wszystkie zintegrowane w jednym gotowym pakiecie.

Trzy główne problemy tutaj.

Po pierwsze, nie zdajesz sobie sprawy, że skutecznie budujesz obwód ściemniacza, kiedy zaczynasz używać przełączania elektronicznego. Jeśli użyjesz w Google „schematu ściemniacza oświetlenia teatralnego”, znajdziesz kilka przydatnych linków, w tym stary artykuł na temat różnych typów ePanorama. Przydatne linki można również znaleźć na stronie codziennej elektroniki praktycznej. Jest to już prawie historyczne, ponieważ zostało w zasadzie wynalezione w latach 80. XX wieku i nie można tego zrobić lepiej / inaczej.

Drugi poważny problem polega na tym, że nie zdajesz sobie sprawy, że twój projekt jest bardzo wadliwy. Zwykłe domowe żarówki 60 W nie są przeznaczone do przyzwoitego oświetlenia sceny. Rzut jest zły, a poza tym po prostu nie są wystarczająco bystrzy, żeby zrobić wszystko. Oświetlenie sceniczne wymaga niesamowitej mocy, jeśli używasz żarówek. Kiedy używasz tego rodzaju mocy, dostajesz dużo ciepła, a następnie potrzebujesz projektu sceny równej, aby utrzymać ją pod kontrolą. Więc równie dobrze możesz kupić pary sceniczne.

Tyle że cała ta moc jest koszmarem do opanowania. To prawdziwa praca, aby upewnić się, że nie będziesz wysadzał bezpieczników podczas koncertu. Co gorsza, obwód przełączający będzie musiał również rozpraszać wysokie poziomy ciepła. Poza tym, że nie musi zakłócać dźwięku podczas włączania i wyłączania, co jest wiecznym problemem dla każdego ściemniacza sieciowego, jaki kiedykolwiek wyprodukowano, nawet najlepszego. Właściwie nie przejmuj się dźwiękiem - nie musisz blokować odbioru telewizji i radia przez kilka bloków wokół ciebie.

Rozwiązaniem, z którego obecnie korzysta każdy etap i każdy występujący DJ i muzyk, są diody LED. Dość tania, niska moc, przyzwoita jasność, kontrolowana przez DMX. Zadanie wykonane.

Więc jeśli zamierzasz budować własne światła w tych dniach, powinieneś używać diod LED. Wykonuj pracę poprawnie. Oczywiście zrobienie go samemu będzie kosztować znacznie więcej niż zakup go z półki, ale wtedy będziesz miał taką samą sytuację z oryginalną sugestią, więc zakładam, że robisz to jako projekt uczyć się elektroniki, a nie dlatego, że efekt końcowy będzie bardzo przydatny lub opłacalny.

Jest też trzeci problem. Wiąże się to z napięciem sieciowym, a Ty najwyraźniej nie masz jeszcze wysokich umiejętności w dziedzinie elektroniki. Stanowi to wyraźne zagrożenie dla ciebie, twojego domu i wszystkich osób mieszkających w twoim domu. I zdecydowanie radzimy nie próbować tego, bo nie wystarczy znać jeszcze pewności z sieci.

Edytuj, aby dodać: Jeśli planujesz występować jako DJ, stanowi to również wyraźne zagrożenie dla wszystkich na twoich koncertach. Zestaw homebrew nie przejdzie testu bezpieczeństwa elektrycznego. Jeśli coś pójdzie nie tak, to jesteś winien rażącego niedbalstwa, a twoje ubezpieczenie cię nie obejmie. Oznacza to, że Ty i Twoja rodzina możecie także stracić dom i każdą posiadaną własność.

Jeśli nie wyjaśniłem wystarczająco jasno, naprawdę nie powinieneś robić tego ...

Najlepszym rozwiązaniem jest prawdopodobnie użycie przekaźników SSR (przekaźników półprzewodnikowych), które obejmują układ napędowy i izolacyjny w jednym pakiecie. Obejmują one także tyrystor i zwykle rozpraszacz ciepła do połączenia z radiatorem, w razie potrzeby, który jest elektrycznie izolowany.

Przekaźniki mechaniczne są nieodpowiednie, będą głośne i bardzo szybko się zużyją.

Należy pamiętać, że przekaźniki SSR zwykle dają pełne cykle, więc przy częstotliwości 5 Hz może wystąpić niepożądane uderzenie między tą częstotliwością a częstotliwością sieciową.

Nie możesz przełączyć sieci.

Po pierwsze, nie należy go przełączać, ponieważ zasilanie sieciowe jest niebezpieczne i nie należy go przepuszczać przez gadżet homebrew (narusza kod elektryczny i unieważnia ubezpieczenie, jeśli spowoduje pożar / obrażenia).

Ale zabójcą nie jest to, że lampy sieciowe są wystarczająco szybkie .

• Żarówki mają zbyt wolny czas narastania / opadania; przy 5Hz nie będziesz ich flashował tak bardzo, jak ściemnianie PWM.
• Fluorescencje są gotowe, nawet jeśli „natychmiastowy start” był wystarczająco szybki; start-upy bardzo zużywają się na świetlówki i można by spalić żywotność lampy w około pół godziny.
• Lampy sieciowe wykorzystujące technologię LED są zbyt wolne, ponieważ mają elektroniczny moduł sterownika przed diodami LED. Ten moduł elektroniczny nie może wystarczająco szybko przejść z „włączania” na „wyłączania”. Nawet jeśli znajdziesz żarówkę bez sterownika, która może, moduł sterownika będzie prawdopodobnie miał krótką żywotność, a zatem, w jaki sposób pracownicy mogą znaleźć inną?

Więc ta umowa nie nastąpi w sieci .

Teraz jesteś w świecie prądu stałego 12/24 V. Tutaj jest łatwo. Wiele niskonapięciowych pakietów DC LED wykorzystuje rezystory do ograniczania prądu, które mogą być emitowane z częstotliwością do KHz. Każda dioda LED, którą można przyciemnić za pomocą kontrolera PWM, zrobi dokładnie to, co chcesz. Nie ma problemu.

Nie musisz nawet projektować przełączania dużej mocy; możesz po prostu użyć gotowego „modułu wzmacniacza” (zazwyczaj wykonanego z 3-4 kanałów) i poprosić Arduino o przesłanie sygnału pilotującego do wzmacniacza. Te rzeczy kosztują około 9 USD.

Co więcej, uniknąłeś niebezpieczeństwa związanego z siecią.

Inną opcją jest użycie produkowanych „inteligentnych” produktów oświetleniowych LED, które pozwalają na sterowanie nimi różnymi poziomami koloru / przyciemnienia. Uczciwi ludzie stawiają ściemnianie po stronie prądu stałego i są w stanie natychmiast zareagować. Możesz więc rozkazać im, aby rozjaśniły / przyciemniły przy 5 Hz i mogliby to zrobić.

Przekaźniki są złe dla tego rodzaju rzeczy, ponieważ każde otwarcie obwodu będzie łukowe, co spowoduje spalenie styków i ich zużycie. OK, więc przełączasz A / C, więc czasami złapiesz go przy zerowym prądzie, więc nie ma łuku, ale przeważnie będziesz miał dużo łuków. To zarówno wystawi przekaźnik na duże zużycie, jak i wytworzy dużo ciepła.

Tyrystory będą działać lepiej, ponieważ nie będzie łuku. Ale przełączanie generuje więcej ciepła niż stan stacjonarny „włączony” (jeśli nie przy przecięciu zera A / C). Przy przełączaniu z niską częstotliwością, powiedz przynajmniej kilka sekund między cyklami, prawdopodobnie nie będzie to miało znaczenia, ale przy 5 Hz może wystąpić dodatkowe nagromadzenie ciepła. Konieczne może być zwrócenie większej uwagi na sposób montażu i chłodzenia urządzeń, aby nie dopuścić do ich przegrzania.

Żarówki są strasznym źródłem światła dla twojej aplikacji. Są nieskuteczne i są powolne. Znacznie lepszą alternatywą jest przejście na diody LED.

Ich zalety to:

1. Niższe ciepło odpadowe (chociaż należy je schłodzić)
2. Potrzebne niższe napięcia
3. Potrzebne niższe prądy
4. Mniejsze wymiary
5. Domyślne kolory (czerwony, zielony, bursztynowy, niebieski, biały) oraz jednostka RGB
6. Szybkie zmiany jasności
7. Wysoka tolerancja na szybkie przełączanie
8. Łatwa regulacja jasności za pomocą PWM

A jeśli chodzi o twoje główne pytanie: jak już inni sugerowali, możesz kupić przekaźniki półprzewodnikowe. W ten sposób wszystkie możliwe problemy z przełączaniem, z którymi musiałbyś się zmierzyć, napotykały lata temu, a ponieważ są one w stanie przełączać częstotliwości rzędu kHz, możesz po prostu regulować jasność również w arduino.

Nie ma nic szybszego niż przekaźnik 230 V. Styki są zaprojektowane pod kątem obciążenia i powtórzeń oraz najbezpieczniejszej metody.

I ktoś wspomniał o Led. Kontrolery oświetlenia choinki są najniebezpieczniejszym elektroniką wytwarzającą ogień i ciepło na ziemi. Nawet przy 2 do 6mv. Pożary!

I tylko marnotrawstwo ciepła, aby użyć półprzewodnikowego elektronicznego kontrolowanego włączania / wyłączania do drugiego przekaźnika, a następnie do głównego przekaźnika.

Kwadrat D ma napięcie 230 V z przekaźnikami półprzewodnikowymi o czasie drugim lub milisekundowym, które można wstępnie ustawić i podłączyć bezpośrednio z przodu lub obok przekaźnika. Twoje przełączniki na cewkę z tego zakresu mogą wynosić od 12 do 120 V wewnętrznie przy prawie żadnych drutach lub bez nich. Przełącznik ręczny do timera na 230 V do świateł.

Im większy przekaźnik, tym mniej wytwarzanego ciepła.

Przypadkiem użycia jest każda firma zajmująca się butelkowaniem na świecie na liniach napełniających, wykorzystująca pakowacz zwrotny typu push-drop i / lub 3 lub 2 litrowe pakowarki do butelek. Działają one również 24/7. Tam, gdzie linie pakujące muszą powtarzalnie i bardzo szybko przełączać silniki z przodu, zatrzymaj się, aby cofnąć szybciej niż światła dyskotekowe.