03-07-2013

Dimmer

Universidad Nacional de Ingeniería

Recinto Universitario Simón Bolívar

Facultad de Electrotecnia y Computación

Metodología de La Investigación

Elaborado por: Roosevelt José Lindo Vargas

Grupo: 5N2Eo.

Docente: MSc. J. Manuel Arcia

Diseño Dimmer

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Dimmer

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INTRODUCCION

Un dimmer es un dispositivo usado para regular el voltaje de una o varias lámparas, de manera que es posible variar la intensidad de la luz, siempre y cuando las propiedades de la lámpara lo permitan.

La disminución del valor eficaz en la bombilla se logra recortando la señal en el momento de subida en el punto que se elija (es decir si interrumpimos la señal cuando la onda llega a 10 V p.p. se encenderá con muy poca intensidad, mientras que si la interrumpimos al llegar a 120 V la intensidad será casi máxima).

Existen sistemas más complejos capaces de regular el flujo de iluminación para otro tipo de lámparas (fluorescentes, de bajo consumo, etc.) pero son más complicados.

Algunos dimmer pueden ser controlados remotamente a través de controladores y protocolos especiales. En el caso de la iluminación para escenarios uno de los protocolos más utilizados es DMX (Digital MultipleX), que es un protocolo de comunicaciones usado para controlar la iluminación de escenarios, o DMX512, el cual permite que la intensidad de las luces convencionales pueda ser sincronizada con las luces de efectos especiales, máquinas de humo, etc.

COMPONENTES DEL DIMMER

1. El TRIAC

El TRIAC es un tiristor bidireccional de tres terminales que permite el paso de corriente del terminal MT1 al MT2 y al revés y puede ser disparado con tenciones de puerta de ambos signos. Básicamente equivale a dos SCR opuestos y acoplados lateralmente, con una región de puerta próxima a uno de los dos terminales. Su estructura se representa en las siguientes figuras:

Figura No.1: Estructura del TRIAC

Como pudo observarse, equivale a dos SCR conectados en paralelo y con el cátodo y el ánodo invertidos el uno con respecto al otro. Cabe destacar que las tensiones y

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corrientes necesarias para producir la transición del TRIAC son distintas según sean las polaridades de las tenciones aplicadas.

Características del TRIAC

Versátil para el control de corrientes alternas. Funciona como switch electrónico y también a pila. Se utilizan TRIACs de baja potencia en muchas aplicaciones como

atenuadores de luz, controles de velocidad para motores eléctricos, y en los sistemas de control computarizado de muchos elementos caseros.

2. DIAC

Figura No.2: Estrucutura DIAC

El DIAC (es un dispositivo cuyas características alternas similares a las del TRIAC. Es un diodo Shockley pero bidireccional. Consiste en una estructura de tres capas, similar a la del transistor bipolar aunque sin terminal de base. La tensión a la que se produce la transición al estado de conducción suele ser de unos 5 a 40 V. Suele utilizarse fundamentalmente en los circuitos de disparo de los TRIAC..

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

R1

100kΩKey=A

50%

R2

330ΩC1150nF

D1

ECG6411

D2BT137-G

C2150nF

R31kΩ

4

1

V1

120 Vrms 60 Hz 0°

X1

120V_100W5

6

2

4

3

Este circuito envía pulsos a la compuerta de el TRIAC para poder controlar el ángulo de disparo, esto se logra gracias a la Segunda Ley de la Conmutación: carga y

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descarga de capacitores en las resistencias dondeτ=Rτ∗C τ. Ya que el periodo de una

señal senoidal es de frecuencia de 60Hz traducido a el periodo tenemos 16.66msegen

3600 podemos decir entonces que un semiciclo senoidal 1800 es de 8.33mseg.

Nosotros podemos variar el tiempo con una resistencia variable para controla la luminosidad de la lámpara incandescente. En mi circuito esta una resistencia de 1KΩ antes del potenciómetro de 75KΩ por dos motivos uno para proteger el potenciómetro como resistencia limitadora y dos para dejarle un mínimo tao para encender el TRIAC. El DIAC está en la compuerta del TRIAC y funciona para que cuando rebase su voltaje de excitación de 32 V mande un pulso a la compuerta del TRIAC en el semiciclo positivo cuando realice el cruce por cero el tiene un voltaje de ruptura de 32 V abriéndose y apagando al TRIAC.

El principio de funcionamiento, se basa en el control de potencia que se logra variando el ángulo de conducción de un TRIAC, de 20º a 180º. A continuación describiré los elementos de importancia utilizados en el Dimmer:

τ=Rτ∗C τ

Para una constante de tiempo mínimo con una resistencia de 1KΩ el valor es:τ=1KΩ∗150ηF=0.15mseg

Para una constante de tiempo máximo con una resistencia de 110kΩ: τ=110KΩ∗150ηF=16.5mseg

En mi circuito incluí otro capacitor del mismo valor de 150nf para retardar más el disparo del TRIAC pero se tiene que poner con un resistor de bajo ohnmeaje por que si no estuviera esa resistencia seria dos capacitores en paralelo y se sumaría su faradeaje.

COSTO ELEMENTOS UTILIZADOS

Elemento Cantidad CostoTRIAC serie BTA 12 A 600 V 1 34.09

DIAC DB3 2 A 32 V 1 26.68Potenciómetro 100KΩ 1 25.94

Terminal Block 1 15.57Resistores 330Ω 2 2.22

Cepo AG 1 17Bujía 50 W 1 12

Condensadores 0.22 µF, 250 W 2 24.54Total 184.8

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CONCLUSIONES

Se puede apreciar como un conjunto de resistores, capacitores, un DIAC y un TRIAC puedo controlar el ancho de una onda senoidal no solo para una bujía incandescente si no que puede controlar velocidad de motores de corriente alterna pero de potencia baja.

Pude observar de forma práctica cómo funciona el disparo por compuerta del TRIAC y que la una de las formas para disparar al TRIAC es por el DIAC a través de este trabajo de curso.

Aprendí como una red extra de capacitores a mi circuito original puede darle más linealidad a la respuesta de la intensidad de la bujía.

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ANEXOS (DATASHEETS)

TRIAC

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DIAC

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