Circuit de gradateur d'éclairage à bouton-poussoir

Le message explique les détails de construction d'un circuit de gradateur à bouton-poussoir basé sur un triac qui peut être utilisé pour contrôler la luminosité d'une lampe à incandescence et fluorescente en appuyant sur un bouton-poussoir.

Une autre caractéristique de ce variateur est sa mémoire, qui conserve le niveau de luminosité même pendant les pannes de courant et fournit la même intensité de la lampe après le rétablissement de l'alimentation.

Par Robert Truce

introduction

Les circuits de gradation de lumière sont faciles à utiliser, simplement assemblés et utilisent un potentiomètre de type rotatif pour contrôler la luminosité de la lampe.

Bien que de tels circuits soient assez simples, des situations de gradation plus complexes peuvent être nécessaires.

L'apparition d'un circuit de gradateur de lumière ordinaire n'est pas le meilleur car il a un bouton terne avec lequel l'intensité lumineuse est ajustée.

De plus, vous ne pouvez déterminer le niveau d'éclairage qu'à partir de la position fixe où le gradateur est installé.

Dans ce projet, nous parlons d'un variateur de type bouton poussoir avec une meilleure esthétique et plus flexible en termes d'emplacements de montage. Que ce soit de chaque côté de la porte ou des tables de chevet, le gradateur discuté dans cet article est exclusif.

Cette partie équipe un interrupteur à bascule marche / arrêt avec une paire de boutons-poussoirs - un pour augmenter progressivement l'intensité lumineuse sur 3 secondes et un autre pour faire exactement le contraire.

Lors du réglage du bouton, le niveau d'éclairage peut être fixé au niveau souhaité et maintenu pendant 24 heures sans aucune modification.

Ce variateur convient aux lampes à incandescence ou fluorescentes d'une puissance nominale jusqu'à 500 VA avec un dissipateur thermique particulier. Une fois installé un dissipateur plus grand, vous pouvez même aller jusqu'à 1000 VA.

Construction

En vous référant aux tableaux 1 et 2, préparez le starter et le transformateur. Prendre des précautions supplémentaires pour assurer une isolation suffisante entre les enroulements primaire et secondaire des transformateurs d'impulsions.

La construction sera extrêmement simple si le PCB recommandé suivant est utilisé.

Tout d'abord, placez tous les composants électroniques sur le PCB en vous référant à la disposition des pièces. Veillez à faire attention à la polarité des diodes et à l’orientation des transistors avant de les souder.

Pour le dissipateur thermique, prenez un petit morceau d'aluminium (30 mm x 15 mm) et pliez-le à 90 degrés au milieu du côté long. Placez-le sous le Triac et votre radiateur est prêt.

Le transformateur d'impulsions et le starter sont placés à l'aide d'œillets en caoutchouc et serrés en position à l'aide d'un fil de cuivre étamé autour des œillets. Ensuite, ils sont soudés dans les trous existants.

Vérifiez si tous les composants sont soudés et si les fils externes sont liés. Après vérification, retournez le PCB pour révéler le dessous et utilisez de l'alcool méthylé pour le rincer. Ce processus élimine tout résidu de flux accumulé qui pourrait provoquer des fuites.

Le PCB doit être fixé sur des rondelles dans une boîte métallique avec des connexions de mise à la terre. Après cela, vous devez placer un matériau isolant de 1 mm d'épaisseur sous la carte pour éviter que de longs fils de composant n'entrent en contact avec le châssis.

Il est recommandé de sélectionner un bornier à 6 voies pour connecter tout le câblage externe.

Mise en place

Assurez-vous que toutes les installations et configurations sont réalisées à l'aide d'outils en plastique ou parfaitement isolés.

Ce circuit de gradateur d'éclairage à bouton-poussoir contiendra la tension du secteur lorsqu'il est allumé et il est donc extrêmement important de prendre des mesures de précaution.

Ajustez le potentiomètre RV2 pour obtenir l'éclairage minimum souhaité tout en maintenant le bouton bas.

Ensuite, ajustez le potentiomètre RV1 pour obtenir l'intensité lumineuse maximale tout en maintenant le bouton-poussoir vers le haut. Faites ceci jusqu'à ce que vous obteniez le niveau maximum et pas plus.

Des précautions supplémentaires sont nécessaires si les charges de la lampe sont de type fluorescent lorsque vous effectuez les réglages. De plus, vous devez refaire le réglage si la charge fluorescente est modifiée.

Lors du changement de l'éclairage maximum sur une charge fluorescente, augmentez doucement le niveau de lumière jusqu'à ce que les lampes commencent à clignoter.

À ce moment, tournez RV1 jusqu'à ce que vous voyiez une baisse d'intensité lumineuse. Cette difficulté de réglage élevée est due aux caractéristiques inductives des charges fluorescentes.

Si le niveau d'éclairage minimum requis ne peut pas être atteint dans la plage de RV2, vous devez permuter la résistance R6 avec une valeur plus grande. Cela fournira la plage de niveau de lumière inférieure. Si vous utilisez une valeur R6 plus petite, la plage de niveau de lumière sera plus élevée.

Comment fonctionne le circuit

Nous avons utilisé un triac à commande de phase pour le contrôle de la puissance, tout comme les gradateurs récents.

Le triac est mis en marche par une impulsion à un point prédéterminé dans chaque demi-cycle et s'éteint de lui-même à la fin de chaque cycle.

Traditionnellement, les gradateurs utilisent un système RC et diac standard pour produire l'impulsion de déclenchement.

Cependant, ce variateur fonctionne avec un appareil commandé en tension. Le 240 Vac du secteur est redressé par D1-D4.

La forme d'onde redressée pleine onde est ajustée à 12 V par la résistance R7 et la diode Zener ZD1.

Parce qu'il n'y a pas de filtrage, ce 12 V tombera à zéro pendant la dernière demi-milliseconde de chaque demi-cycle.

Pour fournir le bon timing et l'énergie nécessaire pour piloter le triac, un transistor unijonction programmable (PUT) Q3 est utilisé avec le condensateur C3.

De plus, le PUT fonctionne comme un interrupteur de la manière suivante. Si la tension anode (a) est supérieure à la tension anode-grille (ag), un court-circuit se développe dans le trajet anode-cathode (k).

La tension sur la grille d'anode est déterminée par RV2 et se situe généralement autour de 5 à 10 V.

Le condensateur C3 est chargé à travers la résistance R6 et lorsque la tension à ses bornes augmente par rapport à la borne «ag», le PUT commence à décharger C3 en utilisant le côté primaire du transformateur d'impulsions T1.

En retour, cela crée une impulsion dans la section secondaire de T1 qui porte sur le triac.

Lorsque l'alimentation en tension de la résistance R6 n'est pas lissée, l'augmentation de tension sur le condensateur C3 subira un scénario appelé rampe modifiée en cosinus. Cela fournit un changement plus proportionnel du niveau de lumière par rapport à la tension de commande.

Au moment où le condensateur C3 est déchargé, le PUT peut rester allumé ou s'éteindre en fonction de la pièce individuelle.

Il est possible qu'il se déclenche à nouveau s'il s'éteint car le condensateur C3 se charge rapidement. Dans les deux cas, le fonctionnement du gradateur reste inchangé.

De plus, si C3 ne parvient pas à se charger à la tension «ag» du PUT avant la fin du demi-cycle, le potentiel «ag» chutera et le PUT se déclenchera.

Cette partie cruciale de l'opération résulte de la synchronisation de la temporisation avec la tension du secteur. Pour cette raison importante, l'alimentation 12 V n'est pas filtrée.

Pour réguler le taux de charge de C3 (et éventuellement le temps nécessaire pour activer le triac dans chaque demi-cycle), un réseau de synchronisation secondaire de RS et D6 est utilisé.

Puisque la valeur de R5 est inférieure à R6, le condensateur C3 se chargera plus rapidement en utilisant ce chemin.

Disons que nous réglons l'entrée sur RS à environ 5 V, puis C3 se chargera rapidement jusqu'à 4,5 V et ralentira en raison de la valeur de R6. Ce type de charge est appelé «rampe et piédestal».

En raison de la poussée initiale donnée par RS, le PUT se déclenchera au début et le triac s'allumera plus tôt tout en distribuant plus de puissance à la charge.

Ainsi, en régulant la tension à l'entrée de R5, nous pouvons tenter de contrôler la puissance de sortie.

Le condensateur C2 fonctionne comme un dispositif de mémoire. Il peut être déchargé par R1 en utilisant PB1 (bouton haut) ou chargé avec R2 en utilisant PB2 (bouton bas).

Puisque le condensateur C2 est connecté à partir de la borne positive de l'alimentation 12 V, au moment où le condensateur est déchargé, la tension augmente par rapport à la ligne zéro volt.

La diode D5 est là pour éviter que la tension ne dépasse la valeur définie par RV1. Le condensateur C2 est relié à l'entrée de Q2 à l'aide de la résistance R3.

Il existe également un transistor à effet de champ (FET) Q2 qui maintient une impédance d'entrée élevée. Par conséquent, le courant d'entrée est pratiquement nul et la source suit la tension de grille à plusieurs niveaux. La variance de tension définie dépend du FET spécifique.

En conséquence, s'il y a un changement dans la tension de grille, il y aura également des changements dans les tensions sur C2 et RS.

Lorsque vous appuyez sur PB1 ou PB2, la tension du condensateur qui déclenche le point de déclenchement du triac et la puissance fournie à la charge peuvent être diverses.

Lorsque les boutons-poussoirs sont relâchés, le condensateur «maintiendra» cette tension pendant une période prolongée même lorsque l'alimentation est coupée!

Éléments affectant la mémoire du gradateur

Cependant, le temps de mémoire dépend de plusieurs facteurs, comme indiqué ci-dessous.

1. Vous devez utiliser un condensateur avec une résistance de fuite de plus de 100 000 mégohms. En outre, choisissez un condensateur décent avec une tension nominale d'au moins 200 V. Vous pouvez choisir différentes marques.
2. L'interrupteur à bouton-poussoir doit être conçu pour un fonctionnement à 240 Vca. Ces types d'interrupteurs ont une meilleure séparation et cela signifie une meilleure isolation entre les contacts. Vous pouvez identifier si le bouton-poussoir est la cause de temps de mémoire faibles en le démontant physiquement.
3. Lorsqu'il y a une fuite à travers la carte PCB, c'est un problème. Vous remarquerez peut-être qu'il semble y avoir un chemin partant de la source de Q2 et semble ne pas aller nulle part. Il s'agit d'une ligne de garde qui empêche les fuites des composants haute tension. Si vous adoptez une approche de construction différente, assurez-vous d'établir les jonctions de R3 et Q2, et R3 et C2 par des joints à mi-air ou par des entretoises en céramique de haute qualité.
4. À lui seul, le FET équipe une résistance d'entrée finie. D'innombrables FET ont été essayés et tous ont fonctionné. Cependant, assurez-vous de vérifier et de ne pas négliger la possibilité.

Vous pouvez contrôler le variateur à partir de plusieurs stations en effectuant simplement des connexions parallèles aux ensembles de boutons-poussoirs.

Il n'y a aucun dommage si les boutons haut et bas sont enfoncés simultanément.

Cependant, gardez à l'esprit que l'augmentation du nombre de stations de contrôle peut aggraver les risques de fuite et de perte ultérieure de temps de mémoire.

Assurez-vous toujours de fixer le gradateur et le bouton-poussoir dans une position dépoussiérée sèche.

A tout prix, évitez d'utiliser ce variateur ou ces boutons poussoirs dans une salle de bain ou une cuisine car l'humidité va corrompre la mémoire du circuit.

LISTE DES PIÈCES
RÉSISTANCES (Toutes 1 / 2W 5% CFR)
R5 = 4k7
R6 = 10k
R4 = 15 000
R7 = 47k 1W
R9 = 47 000
R3 = 100 000
R2 = 1 M
R1 = 2M2
R6 = 6M8
RV1, RV2 = pot de garniture 50k
CONDENSATEURS
C1 = polyester 0,033 uF 630 V
C2 = 1 uF polyester 200 V
C3 = polyester 0,047 uF
SEMI-CONDUCTEURS
D1-D4 = 1N4004
D5, D6, D7 = 1N914
ZD1 = diode zener 12 V
Q1 = SC141D, SC146DTriac
Q2 = 2N5458, 2N5459 FET
Q3 = 2N6027PUT
DIVERS
L1 = starter - voir tableau 1
T1 = transformateur d'impulsions - voir tableau 2
Bornier 6 voies (240 V), boîtier métallique, 2 boutons poussoirs
Commutateurs, plaque avant, interrupteur d'alimentation