Relè contro tiristori: qual è la soluzione migliore per accendere e spegnere rapidamente le luci a 230 V (~ 5 Hz)?


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Sto costruendo le mie luci da discoteca / festa. Lampadine da 230 V / 60 W e idealmente vorrei accenderle e spegnerle a 5 Hz.

Stavo progettando una semplice configurazione con un Arduino che controllava le luci. Il mio piano originale era di utilizzare i relè, in particolare SRD-05VDC-SL_C (scheda tecnica ) .

Dice "Accensione / spegnimento elettrici massimi" è di 30 / minuto, che è troppo lento per quello che avevo in mente. Questo sembra un tema comune con i relè, poiché dopo tutto c'è un interruttore meccanico all'interno.

Dopo alcune ricerche, i tiristori sembrano essere una possibile alternativa. Ho dato un'occhiata a TIC226m (scheda tecnica ) , ma non sono riuscito a trovare alcuna velocità di commutazione massima.

Sono utilizzabili per la mia configurazione? Altri suggerimenti e suggerimenti sono molto apprezzati.


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I tiristori sono buoni per l'accensione e lo spegnimento a 50/60 Hz, quindi 5 Hz non dovrebbe essere un problema.
Andy aka

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Faresti meglio ad usare array di LED COB a 12 o 24 V poiché puoi strozzarli per durate molto brevi e non devi assolutamente occuparti del design HV.
sstobbe,

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Prendi nota anche delle frequenze delle luci lampeggianti che possono indurre attacchi epilettici in soggetti sensibili. Progetta il tuo controller per evitare tali frequenze dividendo o moltiplicando le frequenze di flash per superare quelle zone. Più economico per acquistare budget già pronti o attrezzature usate.
KalleMP,

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Si noti che la stessa lampadina a incandescenza è piuttosto lenta e potrebbe essere troppo lenta per darti l'effetto che intendi a 5Hz. A meno che non ti piaccia questo effetto di dissolvenza in entrata e in uscita, i LED in effetti sono un po 'troppo brutali qui.
Agent_L

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5 Hz è abbastanza alto da indurre convulsioni epilettiche. <3Hz è molto più sicuro.
Salterio

Risposte:


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I relè meccanici non dureranno a lungo se forzati a passare a 5 Hz, ma i dispositivi a stato solido (tiristori, triac o transistor) sono perfetti per il tuo compito.

Invece di creare il tuo circuito a tiristori / transistor, ti suggerisco di utilizzare un relè a stato solido . È più facile e più sicuro. Sono costituiti da un fotoaccoppiatore (per l'isolamento elettrico dell'ingresso di livello logico), un circuito di pilotaggio e un qualche tipo di elemento di commutazione a stato solido, il tutto integrato in un unico pacchetto standard.


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E costano circa $ 2 al pezzo. Vale assolutamente la pena.
Janka,

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C'erano relè di contatto in metallo liquido per commutazione frequente. Ne ho visto uno inteso per circa 2Hz, quindi scommetto che è possibile un relè meccanico che dura 5Hz. Proprio nitpicking
:)

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@Agent_L Anche i relè reed possono cambiare abbastanza velocemente, spesso entro un millisecondo.
jms

@jms Hmm, la mia affermazione non era chiara. Quello che intendevo dire è che una bolla di vetro con una piscina di mercurio abbastanza grande da passare in modo affidabile 60 W è piuttosto pesante. Quindi puoi averlo fino a ms velocemente o puoi averlo quasi indistruttibile e ticking per anni - ma ottenere entrambi in un dispositivo rappresenterebbe una grande sfida IMHO
Agent_L

@Agent_L Non era poco chiaro. Sapevo che esistono relè di spostamento del mercurio, sebbene siano stati per lo più sostituiti da relè a stato solido. Ho appena aggiunto che anche i relè reed (un altro tipo di dispositivo di commutazione elettromeccanica) possono passare rapidamente. Naturalmente, i relè reed non sono adatti all'applicazione dei PO a causa della loro bassa corrente nominale.
jms,

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Tre problemi principali qui.

Il primo è che non sembri essere consapevole che stai effettivamente costruendo un circuito dimmer quando inizi a utilizzare la commutazione elettronica. Se lo "schema del dimmer per illuminazione teatrale" di Google troverai alcuni link utili, tra cui un vecchio articolo ePanorama su diversi tipi. Puoi trovare link utili anche sul sito dell'elettronica pratica quotidiana. Questo è quasi storico ora, dal momento che è stato sostanzialmente inventato negli anni '80 e non poteva essere fatto meglio / diversamente.

Il secondo problema principale è che non sei consapevole che il tuo design è gravemente difettoso. Le normali lampadine domestiche da 60 W non sono progettate per un'illuminazione decente del palcoscenico. Il tiro è tutto sbagliato, e inoltre non sono semplicemente abbastanza brillanti da fare tutto. L'illuminazione del palcoscenico ha bisogno di enormi quantità di energia se si utilizzano luci a incandescenza. Quando usi quel tipo di energia, però, ottieni molto calore e quindi hai bisogno del design di un livello pari per tenerlo sotto controllo. Quindi potresti anche acquistare pars di scena.

Solo che tutto quel potere è un incubo da gestire. È un vero lavoro assicurarti di non bruciare micce durante il tuo concerto. E peggio ancora, il tuo circuito di commutazione dovrà dissipare anche alti livelli di calore. Oltre a non interferire con il suono quando si accende e si spegne, il che è un problema perpetuo per ogni dimmer di rete mai realizzato, anche i migliori. In realtà, non importa il tuo suono - devi anche non bloccare la ricezione TV e radio per un paio di isolati intorno a te.

La soluzione che ogni palcoscenico e ogni DJ e musicista gigging utilizza in questi giorni è pars LED. Abbastanza economico, a bassa potenza, luminosità decente, controllabile su DMX. Lavoro fatto.

Quindi, se hai intenzione di costruire le tue luci in questi giorni, dovresti usare i LED. Fai il lavoro correttamente. Ovviamente ti costerà molto di più realizzarlo da solo che acquistarlo dallo scaffale, ma poi avresti avuto la stessa situazione con il tuo suggerimento originale, quindi presumo che lo stai facendo come un progetto per imparare l'elettronica, e non perché il risultato finale sarà molto utile o economico.

C'è anche un terzo problema, però. Ciò comporta la tensione di rete e chiaramente non sei ancora altamente specializzato nell'elettronica. Ciò rappresenta un chiaro pericolo per te, la tua casa e tutti coloro che vivono nella tua casa. Ti consiglio vivamente di non tentare questo, perché non sai ancora abbastanza per stare al sicuro con l'alimentazione di rete.

Modifica per aggiungere: se hai intenzione di esibirti come DJ, questo rappresenta anche un chiaro pericolo per tutti i tuoi concerti. Il kit homebrew non supererà un test di sicurezza elettrica. Se qualcosa va storto, allora sei direttamente responsabile della colpa grave e la tua assicurazione non ti coprirà. Questo significa che anche tu e la tua famiglia potreste perdere la casa e tutti i beni che possedete.

Se non lo avessi chiarito abbastanza, non dovresti davvero farlo ...


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Se hai intenzione di utilizzare lampade a incandescenza di consumo, il tipo alogeno lineare da 500 W è quello che fa per te. Hanno una sorta di modello di proiettore e una discreta quantità di energia. Una volta erano una buona opzione economica per aggiungere ulteriore potenza quando mancavano le lanterne appropriate e ciò può richiedere di essere infiammato senza bruciare lampadine costose.
Chris H,

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Inoltre, le luci da discoteca sono come, quindi negli ultimi millenni, amico.
IncondizionatamenteRestateMonica

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La soluzione migliore è probabilmente utilizzare SSR (relè a stato solido) che includano i circuiti di azionamento e isolamento in un unico pacchetto. Includono anche un tiristore e di solito uno spargitore di calore per interfacciarsi con un dissipatore di calore, se necessario, che è isolato elettricamente.

I relè meccanici non sono adatti, saranno rumorosi e si consumeranno molto rapidamente.

Tieni presente che gli SSR in genere forniscono cicli completi, quindi a 5Hz potresti vedere un battito indesiderato tra quello e la frequenza di rete.


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Non è possibile cambiare alimentazione.

Prima di tutto non dovresti cambiarlo perché l'alimentazione di rete è pericolosa e non dovresti farlo passare attraverso un gadget homebrew (viola il codice elettrico e annullerà la tua assicurazione se provoca un incendio / lesioni).

Ma il killer non ha lampade di rete abbastanza veloci .

  • Gli incandescenti hanno tempi di salita / discesa troppo lenti; a 5Hz non li faresti lampeggiare tanto quanto PWM li oscurerebbe.
  • I fluorescenti sono perfetti anche se "l'avvio istantaneo" è stato abbastanza veloce; le startup si stanno consumando estremamente con un fluorescente e bruceresti la vita utile nel tubo in circa mezz'ora.
  • Le lampade di rete che utilizzano la tecnologia LED sono troppo lente perché hanno un modulo driver elettronico davanti ai LED. Quel modulo elettronico non può passare da "on" a "off" abbastanza velocemente. Anche se trovi una lampadina senza conducente che può, è probabile che il modulo driver abbia una vita breve, e quindi come fa il tuo staff a trovarne un'altra?

Quindi questo accordo non accadrà alla rete .

Ora sei nel mondo DC 12/24 volt. Qui è facile Molti pacchetti di LED CC a bassa tensione utilizzano resistori per limitare la corrente e possono essere fatti lampeggiare a qualsiasi frequenza nel KHz. Qualsiasi LED in grado di essere oscurato con un controller PWM farà esattamente quello che vuoi. Nessun problema.

Non è nemmeno necessario progettare la commutazione ad alta potenza; puoi semplicemente utilizzare un "modulo amplificatore" standard (generalmente realizzato con 3-4 canali) e fare in modo che il tuo Arduino invii un segnale pilota all'amplificatore. Queste cose costano circa $ 9.

E bonus, hai evitato il pericolo della rete.

L'altra opzione è quella di utilizzare prodotti di illuminazione a LED "intelligenti" fabbricati che consentono di comandarli a vari livelli di colore / dim. Probabili probabilità che quelli oscurino il lato DC e siano in grado di rispondere istantaneamente. Quindi potresti comandare loro di illuminare / attenuare a 5 Hz, e loro potrebbero farlo.


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I relè sono dannosi per questo genere di cose perché ogni apertura del circuito si inarcerà e questo brucerà i contatti e li usurerà. OK, quindi stai cambiando A / C, quindi a volte lo prendi alla corrente nulla, quindi nessun arco, ma soprattutto avrai un sacco di archi in corso. Ciò sottoporrà il relè a un'elevata usura e creerà molto calore.

I tiristori funzioneranno meglio perché non ci saranno archi. Tuttavia, la commutazione genererà più calore rispetto allo stato "acceso" (se non a un passaggio a zero dell'A / C). Quando si passa a una bassa frequenza, diciamo almeno alcuni secondi tra i cicli, probabilmente non equivarrà a nulla, ma a 5 Hz, potrebbe esserci un ulteriore accumulo di calore. Potrebbe essere necessario prestare una piccola attenzione in più a come i dispositivi sono montati e raffreddati per garantire che non si surriscaldino.


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Le lampadine sono una fonte di luce terribile per la tua applicazione. Sono inefficaci e lenti. Un'alternativa molto migliore sta passando ai LED.

I loro vantaggi sono:

  1. Riduzione del calore residuo (devono essere comunque raffreddati)
  2. Sono necessarie tensioni più basse
  3. Necessarie correnti inferiori
  4. Dimensioni minori
  5. Colori predefiniti (rosso, verde, ambra, blu, bianco) più unità RGB
  6. Rapidi cambiamenti di luminosità
  7. Alta tolleranza alla commutazione rapida
  8. Facile regolazione della luminosità tramite PWM

E riguardo alla tua domanda principale: come altri hanno già suggerito, puoi acquistare relè a stato solido. In questo modo tutti i possibili problemi con la commutazione che dovresti affrontare sono stati affrontati anni fa e poiché sono in grado di cambiare le frequenze in ordine di kHz, puoi semplicemente regolare la luminosità anche nell'arduino.


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Non c'è niente di più veloce di un relè 230v. I contatti sono progettati per il carico e le ripetizioni e il metodo più sicuro.

E qualcuno ha menzionato Led. I regolatori di luce per alberi di Natale sono l'elettronica più pericolosa che genera fuoco e calore sulla terra. Anche a soli 2 a 6mv. Fuochi!

E solo uno spreco di calore per usare spurghi on / off controllati elettronici a stato solido su un relè secondario e poi su un relè principale.

Square D ha 230v con secondi o millisecondi di timer a stato solido che è possibile preimpostare e collegare direttamente sul lato anteriore o accanto al relè. I tuoi interruttori alla bobina da esso possono variare da 12 a 120 v internamente con quasi nessun filo o nessun filo. Interruttore manuale su timer a 230v per luci.

Maggiore è il relè, minore è il calore generato.

Il caso d'uso è che tutte le aziende di imbottigliamento del mondo sulle linee di riempimento utilizzano un packager con ritorno a spinta e / o confezionatori per contenitori da 3 o 2 litri. Anche questi funzionano 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Laddove le linee di confezionamento debbano commutare ripetutamente e molto rapidamente i motori in avanti, fermarsi per invertire più velocemente delle luci da discoteca.

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