Control de intensidad luminosa de una bombilla

Hola gente, hace mucho que no pasaba por aquí (años) porque poco a poco mi vida se alejo de la electrónica, pero mira tu que últimamente me ha salido un proyectillo de un amigo que quiere controlar desde un ordenador varias luces.

En principio el tema lo resuelvo con un simple circuito de un optoacoplador y un triac conectados al puerto paralelo y con este doy la orden de encender o apagar (por cierto, ya de paso, si alguno me puede confirmar que el triac puede soportar también cargas inductivas se lo agradecería, por si acaso, es un equivalente a un bt137).

En fin, hasta aquí todo perfecto, controlo hasta ocho enchufes sin problemas. Mi conflicto surge cuando quiero controlar que una de las bombillas no encienda al 100%, sino que vaya encendiendo/apagando gradualmente (y tengo que poder controlar el tiempo que tarda en encender/apagar). En un principio,yo pensé que podría hacerlo por modulación de ancho de pulso (es decir, apagando y encendiendo muy rápido para que a la bombilla le pasen un tanto por ciento de ondas de la tensión alterna), pero el otro día comenzé con las pruebas y por más que bajo los tiempos de conmutación entre encendido y apagado, lo único que consigo es que la bombilla encienda y apague muy rápido, pero no que ilumine menos.

Pensé que podía ser un problema de velocidad del puerto paralelo (cosa la cual me extrañaba, porque este puede mover alrededor de 30kBps sin problemas y el PC no estaba haciendo nada más que eso), y me he montado un pequeño oscilador con un 555. El caso, es que con este, el comportamiento es el mismo, la bobilla enciende y apaga, pero no baja la intensidad luminosa.

Otra cosa que estaba pensando es sustituir el circuito de potencia (el optoacoplador y el triac) por un relé de estado sólido (pensando que el triac no conmute a la velocidad necesaria) pero me gustaría pediros vuestra opinión de expertos.

En fin, ¿podría alguien decirme como puedo conseguir controlar la intensidad con la que ilumina una bombilla (evidentemente hablo de bombillas incandescentes normales de las de toda la vida) de manera digital (vamos que no me vale poner una resistencia salvo que pueda variar su valor digitalmente)? (he estado buscando por Internet pero no encuentro nada, si alguien tiene alguna URL que pueda ayudarme también se lo agradecería).

Bueno, gracias por leeros todo el rollo que os acabo de soltar y si alguien pudiese ayudarme o darme alguna pista...

Ah, para el que le interese, el proyecto es para controlar la iluminación de un belén (de aquí el que tenga que controlar la intensidad luminosa, para simular amaneceres).

Y por último, si hay algo que no me he explicado o que es básico en electrónica y no lo conozco, perdón desde ya, pero es que soy informático y mi relación con la electrónica es puramente por aficción y la tenía parada desde hace varios años ;-)

Gracias y un saludo a todos

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Roberto
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El control de la intensidad de luz que emiten las bombillas, consiste en controlar la cantidad de energía que se les suministra, y no es tanto una tarea de conmutación, como de sincronismo.

Una forma de controlar la intensidad, es la que estas utilizando, consistente en tener luz durante periodos mas o menos cortos de tiempo, de forma que la potencia promedio resulte menor a la que se tendría dejando la bombilla lucir todo el rato, pero ésto sólo funciona bien si los tiempos de respuesta de la bombilla son suficientemente rápidos. Con un diodo led el método es efectivo, pero no así con una bombilla incandescente.

La otra forma, que es la que se utiliza en los reguladores de intensidad para tensión alterna, consiste en hacer que a la bombilla le llege una tensión de pico menor por semiciclo, de forma que se controla la máxima intensidad a la que puede lucir haciendo que sea capaz de disipar una menor potencia. Hacerlo es sencillo, y sólo requiere disparar al triac en el momento adecuado, el resto lo hace el cruce por cero de la tensión de red.

Lo que se hace es tomar una muestra de la tensión de red (en módulo), y retrasar el disparo del triac en mas de 90 grados a partir del cruce por cero de la tensión, de forma que disparamos en 90 + a grados. Si a = 0, el valor de la tensión será máximo y la bombilla lucirá con máxima intensidad en ese momento. Si a = 15 grados, habrá menos tensión, y la bombilla lucirá con menor intensidad. Así hasta que a = 90 grados, y la intensidad será nula (nunca se disparará el triac por coincidir siempre con los pasos por cero de la tensión).

¿Cómo se retrasa el disparo del triac? Sencillo. La velocidad de fase de la red eléctrica a 50Hz, son 2*Pi*50 rad/seg. Un retraso de 90 grados (pi/2) implicará esperar durante 1/200 seg., lo cual se puede hacer con monoestable que se dispare con el cruce por cero. Utilizando un comparador, se puede programar el disparo al angulo que se quiera.

Hay circuitos integrados que hacen esta función, pero no se ahora mismo ninguna referencia.

Lo que podrías implementar es un circuito que controle el ángulo de disparo a partir de la señal PWM generada por la salida del puerto (integrando con una red RC la señal PWM, obtienes un valor DC proporcional al ciclo de trabajo). De esta forma, si quieres encender una bombilla, simplemente cambias el ciclo de trabajo al valor adecuado a la intensidad que deseas, y listo.

Saludos, Jorge

"Roberto" escribió en el mensaje news: snipped-for-privacy@nispero.mad.tiscali.red...

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Jorge Sánchez

Roberto expuso:

Necesita un condensador y un inductor de filtro, busca en Google por snubber network triac

Por un lado, los 50Hz son apenas visibles así que cualquier frecuencia de conmutación menor se hará visible. Por el otro, con un triac no puedes conseguir una frecuencia de conmutación menor a 50Hz, ya que una vez lo disparas, no deja de conducir aunque dejes de polarizarlo, un triac no es un transistor. Solo deja de conducir cuando pasa por el cruce por cero. Para controlar la intensidad luminosa con un triac debes hacerlo como los reguladores de luz: dispararlo en un punto de la onda que no sea el principio. Para ello deberías samplear la onda eléctrica, por ejemplo con un detector de paso por cero, y disparar el triac un tiempo X después del paso por cero. Cuanto más tiempo tarde, menos luz hará la bombilla.

A nivel de control por el PC, lo que te interesa para minimizar la complejidad del circuito es detectar la frecuencia de red, da igual que sea justo al pasar por cero, en el pico o donde sea, eso sí, siempre el mismo punto. Así, disparas el triac el tiempo X después del paso por cero + o - una constante que corrige el punto donde el detector se sincroniza con la red y ya lo tienes. Si dicho detector solo detecta un semiciclo, basta con disparar el triac otra vez después de 10 ms del primer disparo.

Espero que ahora entiendas porque no funciona.

Hay integrados pero son muy difíciles de conseguir.

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Jeroni Paul

El triac una vez disparado sigue conduciendo hasta que la corriente pasa por cero -> no se puede usar un tren de pulsos, la forma correcta es un solo pulso por semiciclo a un determinado angulo.

Busca en Google con "light dimmer" triac y "digital dimmer" triac.

De los integrados especificos para control de fase que he visto todos estan pensados para variar con potenciometro, para usarlos digitalmente habria que simular la funcion del pote. ( ver integrados con Google "phase control IC" )

Saludos. Eduardo.

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Eduardo

Bueno, daros las gracias a los tres que me habéis contestado por ahora (Jorge, .Jeroni y Eduardo).

Por lo que me comentáis, estaba bien encaminado pero tengo un problema de sincronización (la verdad es que intuía algo de eso, pero no tenía ni idea de porque y como tenía que sincronizar).

Así que ahora me queda investigar las búsquedas que me comentáis a ver que me aparece, porque por ahora la única forma que se me ocurre para detectar el paso por cero es poner un transformador que baje la tensión y pasar la salida a un chip (supongo que poniendo un rectificador en medio para convertir la semionda negativa en positiva), pero seguro que existe alguna forma de hacerlo mejor, más barata y más pequeña.

En fin, gracias de nuevo, y ahora me pondré a trabajar sobre vuestros comentarios, pero supongo que tendré que volver a molestaros en un futuro porque la alterna y yo no es que nos hayamos conocido nunca demasiado bien.

Por cierto, (a falta de mirar las búsquedas que me habéis comentado) ¿no os suena a nadie que exista un "aparato" en venta que permita conectar un ordenador y una bombilla y que el ordenador le diga la potencia a la que quiere que encienda la bombilla??? es que me ha extrañado mucho no ver nada por ahora y lo mismo a alguno os puede interesar hacerlo para ofrecerlo al mundo ;-)

"Roberto" escribió en el mensaje news: snipped-for-privacy@nispero.mad.tiscali.red...

poco

modulación

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vuestra

bombillas

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Roberto

con un transformador tendras problemas de fase, yo he visto alguna solucion con un optoacoplador (CNY65), la corriente para el led del opto la reducia con un par de resistencias de 47K, asi detectaba el paso por cero de una fase, el otro paso por cero lo calculaba el micro midiendo el tiempo entre paso y paso y lo dividia entre 2. es una posible solucion, la otra requiere un poco de mas componentes, es decir duplicando el mismo montaje pero invirtendo la polaridad del CNY65 y conectando las salidas del opto. Saludos!!

"Roberto" escribió en el mensaje news: snipped-for-privacy@nispero.mad.tiscali.red...

bien.

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si

intensidad

informático

parada

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ne0

Gracias por el comentario.

Si tenéis un ratito, me gustaría que echéis un vistazo a este par de webs que he encontrado (entre otras, gracias a la palabra mágica que me comentaron por aquí "dimmer" en google ;-) ) a ver que os parece (es que me da un poco de palo conectar chips a 220V).

Además, en una de ellas dicen que lo del control del ángulo de fase es algo que genera ruido y que para una aplicación de andar por casa puede valer, pero no para temas más serios :-o (lo que no dice es como lo hacen si no es así).

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En esta hablan de los PIC16C5X que puedes conectar directamente sus entradas directamente a 220V con una resistencia bien calculada y gracias a esto se le puede utilizar como detector de paso por cero (además me podría venir bien porque puedo hacer que sea este el que controle el amanecer y anochecer quitando trabajo al ordenador).

Y la segunda es

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en el apartado titulado: PIC16F84 based TRIAC / IGBT phase controller for 50/60Hz brightness control by Mike Pearce

Hay un zip con el proyecto entero que me ha parecido bastante interesante, pero este es el que dice lo del ruido y que no cumple no sé que estándar o normativa...

Bueno, lo dicho si alguien quiere opinar sobre el tema se lo agradeceré, sino, aquí tenéis unos enlaces que me han parecido interesantes para si alguien busca esto en un futuro.

Saludos a todos

"ne0" escribió en el mensaje news:dl0fn5$sv8$ snipped-for-privacy@huron.algomas.org...

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agradecería).

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Roberto

Generar ruido genera, pero depende de la potencia manejada. Yo he manejado dimmers profesionales de tropecientosmil watios y no generaban nada de ruido, otros sin enbargo nada mas encenderlos se inducia por todos los sitios y generaba ruidos en los sistemas de amplificacion. El esquema del dimmer que tengo por aqui utiliza una bobina de 50uH/6A montada en un anillo de ferrita en serie con el triac y un condensador de

100nF/400V de poliester. No se si funcionara ya que es un momntaje de la revista Resistor nº204, a saber. En cuanto al post anterior de que si existe algo para conectarlo al ordenador, si existe, vete a cualquier tienda de iluminacion de expectaculos y pregunta, te venderan un dimmer y un aparatito que se conecta al puerto serie, paralelo o usb y este a su vez al dimmer mediante un conector xlr( mas conocido como canon), el protocolo que se utiliza es el DMX512 ( creo que la interfaz fisica es parecida al RS485, por lo menos los aparatos que he reparado todos montan el SN75176B), hay mil y un aparatitos de esos, y suelen ser bastantes simples, un pic16f628, SN75176B y un cristal y a funcionar. Lo que yo haria, me buscaria un dimmer baratito y de baja potencia, asi me evitaria tener que tratar con la alterna y me montaria el emisor DMX pra el ordenador. Yo tengo uno que puedo certificar que funcionay ademas el programa de control esta hecho en Visual Basic 6 y viene con el codigo fuente y todo. Si lo necesitas solo tienes que pedirlo. Saludos!! "Roberto" escribió en el mensaje news: snipped-for-privacy@nispero.mad.tiscali.red...

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ne0

ah y se me olvidaba, se pueden controlar hasta 64 canales a la vez. Saludos!! "ne0" escribió en el mensaje news:dl61mn$6gt$ snipped-for-privacy@huron.algomas.org...

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ne0

Bueno, continuo dándote las gracias (a ti y a todos los que han contestado porque me estáis conduciendo a aprender más de este tema...) y ahora al rollo ;-)

Lo primero, si no te entiendo mal, lo que me dices que me puedes pasar es el programa que implementa el protocolo ese DMX512 (que por cierto, efectivamente me he encontrado en mis últimas indagaciones por Internet, también me parece haber visto otro llamado X-10)? si es así, y no te cuesta mucho, me interesaría tenerlo (mi dirección de correo la puedes sacar de este mensaje quitando la palabra "QUITAR"), porque no sé si me decidiré por esto, pero mejor no perder la oportunidad que me brindas ;-).

En cuanto a lo que voy ha hacer, me parece que voy a arriesgar un chip PIC16F84 que tengo por aquí y con el que he jugado un poquillo en el pasado a ver si no lo hago estallar (la dirección que os mandé en el anterior me parece bastante fiable como para que la información que dan sea buena y no pase nada, aunque en la documentación del chip este no hacen referencia a que se pueda hacer tal cosa...). Más que nada porque me gusta tener control total de lo que hacen mis aparatitos je je.

De todas formas, por supuesto no descarto la opción que me propones (y también la investigaré) porque aunque para lo que quiero ahora mismo me parece un poco fuerte aprender a manejar ese protocolo siempre puede servir para ampliar mucho los horizontes una vez aprendido de forma fácil.

En fin, gracias de nuevo y si no os importa, seguiré poniendo por aquí mis avances para que me hagáis los comentarios que consideréis oportunos.

Un saludo

"ne0" escribió en el mensaje news:dl7sl8$ij4$ snipped-for-privacy@huron.algomas.org...

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Roberto

Por cierto, se me olvidaba, la potencia que tengo que manejar es de hasta 1000W (vale, un poco fuerte para un belén, pero es que ya que lo hago quiero aprovechar el equipo para otras cositas).

"Roberto" escribió en el mensaje news: snipped-for-privacy@nispero.mad.tiscali.red...

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Roberto

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