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Serie led Natale e Arduino


Claudio Valter Prete

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Claudio Valter Prete

Buongiorno,
ho delle serie led natalizie da 200 led controllate ognuna da una centralina che controlla i 200 led a gruppi di 50 su quattro distinte uscite della centralina.
La centralina è alimentata in ingresso a 220V AC e, in uscita su ognuno dei 4 canali fornisce una tensione massima di 200V DC.
La centralina al suo interno ha un ponte di diodi 1N4007 , un processore che gestisce gli effetti luce, e per pilotare i led utilizza 4 PCR406X, questi vengono portati in conduzione con una tensione di pilotaggio fornita dal processore e che al massimo arriva a 5V.


Siccome non sono soddisfatto degli effetti prodotti da questa centralina, ho realizzato un programmino con arduino che mi consente di gestirle a mio piacimento, quindi ho escluso dal circuito il suo processore e ho pensato di collegare 4 uscite PWR di arduino ai gate dei PCR406X, ma ovviamente per funzionare dovevo anche mettere in comune il negativo della centralina con il GND di arduino.

(In allegato c'è lo schema della centralina senza il processore)


Prima di collegare arduino ho voluto verificare se fornendo alimentazione al gate dei PCR questi andavano in conduzione, quindi ho collegato una pila nel seguente modo: il negativo sul punto 1 e positivo sul gate dei PCR, punti 2,3,4,5 (uno per volta), ho potuto verificare che tutto funzionava, i PCR andavano in conduzione e tra il punto A e i punti B ,C D E, erano presenti i 200V e la serie led si accendeva.

Forte di questo risultato sono passato a collegare, al posto della pila, arduino, quindi come per la pila, pensavo di dover collegare il GND di arduino sul punto 1 e le uscite PWR sui punti 2,3,4,5. Ho alimentato la centralina con la 220V AC, quindi ho alimentato arduino alla USB del PC, poi ho connesso il GND di arduino al punto 1 della centralina, ma appena messo in comune il GND arduino con il negativo della centralina, Arduino è scattato il salvavita di casa e arduino si è rotto.

Perché con il negativo della pila funziona mentre con la massa di arduino no?
Dove sbaglio?
C'è un sistema per risolvere il problema?
Grazie a tutti
 

Senza titolo-1.jpg

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  1. Sei sicuro dello schema allegato? Quella resistenza in serie alcondensatore di filtro non mi torna.
  2. Come alimenti arduino?
2 ore fa, Claudio Valter Prete scrisse:

C'è un sistema per risolvere il problema?

 

Certo, per quanto riguarda il corto circuito. Però c'è il rischio, abbastanza probabie, che il programma di arduino, una volta collegato alle luci, vada un po' per i fatti suoi.

 

Questo è uno schema più "umano" di come dovrebbe essere il tuo circuito.

 

image.png.5c54d975c890b0369437f262cc4b01f6.png

 

 

2 ore fa, Claudio Valter Prete scrisse:

ho pensato di collegare 4 uscite PWR di arduino ai gate dei PCR406X,

 

 

Cosa intendi per uscite PWR? Se intendi le uscite PWM è inutile, perchè gli SCR si spengono solo quando il valore di corrente si annulla; in questo caso, perchè l'alimentazione è tratta da un ponte raddrizzatore quindi si ha una semisinusoide con periodo di 10ms ci sarà un passaggio per lo zero ogni 10 ms. Anche se togli il comando al gate lo SCR rimane in conduzione almeno sino al primo passaggio per lo zero.

Se vuoi evitare cortocircuiti e stragi di schede "arduino" devi:

  1. Aduino dovrà essere alimentato da un alimentatore isolato da rete tramite trasformatore.
  2. I comandi generati da arduino tramite 4 uscite digitali dovranno essere applicate ai gates degli SCR non direttamente,ma tramite 4 foto accoppiatori con isolamento garantito eguale o maggiore di 250 VRMS. La scheda arduino non deve in alcun modo essere accoppiata direttamente alla parte luci.

 

Se poi vuoi anche avere un discreta garanzia di funzionamento senza problemi dovrai filtrare molto bene le alimentazioni di arduino, anche il primario del trassformatore tramite un buon filtro di rete.

 

Modificato: da Livio Orsini
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Claudio Valter Prete

Si scusa intendo PWM, il mio scopo è di poter accendere e spegnere le 4 catene però non on/off ma gradualmente. I led devono dare l'impressione di lampeggiare ma senza mai spegnersi del tutto.
Sulla centralina originale, quando si seleziona questo tipo di gioco luci, sui gate dei PCR vedo che la tensione varia da 0 a 4 volt gradualmente, quindi ho pensato di fornire tramite arduino, escludendo il modulo originale, una tensione gradualmente variabile usando le uscite PWM.
Lo schema che ho allegato l'ho ricavato dalla basetta della centralina, magari ho sbagliato a seguire qualche pista, ma , disegno a parte, appena collego il GND arduino ai catodi degli SCR mi scatta il salvavita e si rompe arduino, nè ho già fatti fuori due.
Arduino l'ho alimentato con la USB del PC


 

14 minuti fa, Livio Orsini scrisse:
  1. Sei sicuro dello schema allegato? Quella resistenza in serie alcondensatore di filtro non mi torna.
  2. Come alimenti arduino?

 

Certo, per quanto riguarda il corto circuito. Però c'è il rischio, abbastanza probabie, che il programma di arduino, una volta collegato alle luci, vada un po' per i fatti suoi.

 

Questo è uno schema più "umano" di come dovrebbe essere il tuo circuito.

 

image.png.5c54d975c890b0369437f262cc4b01f6.png

 

 

 

 

Cosa intendi per uscite PWR? Se intendi le uscite PWM è inutile, perchè gli SCR si spengono solo quando il valore di corrente si annulla; in questo caso, perchè l'alimentazione è tratta da un ponte raddrizzatore quindi si ha una semisinusoide con periodo di 10ms ci sarà un passaggio per lo zero ogni 10 ms. Anche se togli il comando al gate lo SCR rimane in conduzione almeno sino al primo passaggio per lo zero.

Se vuoi evitare cortocircuiti e stragi di schede "arduino" devi:

  1. Aduino dovrà essere alimentato da un alimentatore isolato da rete tramite trasformatore.
  2. I comandi generati da arduino tramite 4 uscite digitali dovranno essere applicate ai gates degli SCR non direttamente,ma tramite 4 foto accoppiatori con isolamento garantito eguale o maggiore di 250 VRMS. La scheda arduino non deve in alcun modo essere accoppiata direttamente alla parte luci.

 

Se poi vuoi anche avere un discreta garanzia di funzionamento senza problemi dovrai filtrare molto bene le alimentazioni di arduino, anche il primario del trassformatore tramite un buon filtro di rete.

 

 

Modificato: da Claudio Valter Prete
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Claudio Valter Prete
7 minuti fa, gabri-z scrisse:

Sei convinto che 2,3,4e5 siano le gate e non gli anodi? 

Si , sono i gate dei 4 PCR. Allego la foto della scheda. Il filo marrone l'ho saldato su un punto della pista     e va al catodo comune dei PCR e i 4 fili che avrei dovuto collegare alle uscite arduino sono saldati     si 4 gate, i quali sono stati isolati dal modulo originale tagliando le piste che provenivano da esso.
Senza che collego le uscite arduino ai 4 gate, basta che collego solo il filo marrone     l GND di arduino e questi si rompe

23 minuti fa, Livio Orsini scrisse:
  1. Sei sicuro dello schema allegato? Quella resistenza in serie alcondensatore di filtro non mi torna.
  2. Come alimenti arduino?

 

Certo, per quanto riguarda il corto circuito. Però c'è il rischio, abbastanza probabie, che il programma di arduino, una volta collegato alle luci, vada un po' per i fatti suoi.

 

Questo è uno schema più "umano" di come dovrebbe essere il tuo circuito.

 

image.png.5c54d975c890b0369437f262cc4b01f6.png

 

 

 

 

Cosa intendi per uscite PWR? Se intendi le uscite PWM è inutile, perchè gli SCR si spengono solo quando il valore di corrente si annulla; in questo caso, perchè l'alimentazione è tratta da un ponte raddrizzatore quindi si ha una semisinusoide con periodo di 10ms ci sarà un passaggio per lo zero ogni 10 ms. Anche se togli il comando al gate lo SCR rimane in conduzione almeno sino al primo passaggio per lo zero.

Se vuoi evitare cortocircuiti e stragi di schede "arduino" devi:

  1. Aduino dovrà essere alimentato da un alimentatore isolato da rete tramite trasformatore.
  2. I comandi generati da arduino tramite 4 uscite digitali dovranno essere applicate ai gates degli SCR non direttamente,ma tramite 4 foto accoppiatori con isolamento garantito eguale o maggiore di 250 VRMS. La scheda arduino non deve in alcun modo essere accoppiata direttamente alla parte luci.

 

Se poi vuoi anche avere un discreta garanzia di funzionamento senza problemi dovrai filtrare molto bene le alimentazioni di arduino, anche il primario del trassformatore tramite un buon filtro di rete.

 

 

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Allora non ti resta, come già detto, che isolare totalmente L'Arduino dalla scheda. Attenzione al USB, controlla se il negativo è collegato al case (GND) e valuta la situazione. 

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Claudio Valter Prete
19 minuti fa, gabri-z scrisse:

Allora non ti resta, come già detto, che isolare totalmente L'Arduino dalla scheda. Attenzione al USB, controlla se il negativo è collegato al case (GND) e valuta la situazione. 

Si ma il fatto è che arduino era praticamente isolato, le 4 uscite PWM non le ho mai collegate, più isolato di così... Ho collegato solo il GND di arduino al filo marrone che ho saldato e che è connesso ai catodi dei PCR406. Istantaneamente salta arduino. Ma come devo mettere in comune il GND di arduino con il negativo dei catodi?
Scusate ma non sono un genio dell'elettronica e non capisco come fare e perché salta arduino
Forse perché sul catodo dei PCR vi è lo zero di una 220V raddrizzata dal ponte di diodi e non è stabile a zero?
Non so, se il problema è questo come posso avere una 220V DC stabilizzata?

Modificato: da Claudio Valter Prete
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La USB ti porta la terra a GND alias negativo (anche se non hai messo uno schema COMPLETO). Hai collegato il negativo ai catodi dei SCR  ;dal ponte raddrizzatore hai collegato il negativo al GND, per cui ti trovi un bel CORTO verso la terra per le semionda negative....... Metti uno schema completo di quel che hai fatto per capirci meglio. Finora è una mia ipotesi.... 👍

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Claudio Valter Prete
8 minuti fa, gabri-z scrisse:

La USB ti porta la terra a GND alias negativo (anche se non hai messo uno schema COMPLETO). Hai collegato il negativo ai catodi dei SCR  ;dal ponte raddrizzatore hai collegato il negativo al GND, per cui ti trovi un bel CORTO verso la terra per le semionda negative....... Metti uno schema completo di quel che hai fatto per capirci meglio. Finora è una mia ipotesi.... 👍

Ho interrotto le piste che dal controllore della scheda andavano ai gate dei PCR (vedi punto A in rosso sullo schema) e volevo collegare sui gate le uscite arduino che però non ho collegato, quindi le due piste sui punti A sono rimaste aperte e basta.
Ho saldato un filo, quello marrone sul punto B (vedi disegno) .
Arduino alimentato su USB, appena alimento la scheda delle luci con la 220V salta Arduino, ripeto ho connesso tra le due schede solo GND arduino e il punto B sulla scheda delle luci.
Aggiungo anche che i led non erano collegati alla scheda.

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Lo schema continua essere un rebus , se vuoi metterlo a posto 'sto circuito prima di Natale e senza tirare a indovinare , sostituisci il quadretto che chiami MODUL con quello che lui esattamente contiene , metti anche l'Arduino nello schema (CON la sua alimentazione in dettaglio ) e poi vediamo di ragionare e NON di cercare a capire cosa intendi dire.....

non occorre  chi sa che CAD , fai lo schema anche a matita , ma che sia preciso .:thumb_yello:

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15 ore fa, Claudio Valter Prete scrisse:

Si scusa intendo PWM, il mio scopo è di poter accendere e spegnere le 4 catene però non on/off ma gradualmente. I led devono dare l'impressione di lampeggiare ma senza mai spegnersi del tutto.

 

Non lo pui fare!

Se vuoi fare questo devi lavorare sull'angolo di accensione dello SCR. Lavorando in PWM al massimo avrai un guazzabuglio di acceso-spento.

 

15 ore fa, Claudio Valter Prete scrisse:

Si ma il fatto è che arduino era praticamente isolato, le 4 uscite PWM non le ho mai collegate, più isolato di così... Ho collegato solo il GND di arduino al filo marrone che ho saldato...

NOoo!

Hai collegato arduino alla rete!!

 

te lo stiamo chiedendo da subito: disegna, anche sulla carta del formaggio, come è alimentato arduino, come hai realizzato realmente il circuito, altrimenti il problema non lo risolvei nemmeno in tempo per il Natale 2022!

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Claudio Valter Prete
27 minuti fa, Livio Orsini scrisse:

 

Non lo pui fare!

Se vuoi fare questo devi lavorare sull'angolo di accensione dello SCR. Lavorando in PWM al massimo avrai un guazzabuglio di acceso-spento.

 

NOoo!

Hai collegato arduino alla rete!!

 

te lo stiamo chiedendo da subito: disegna, anche sulla carta del formaggio, come è alimentato arduino, come hai realizzato realmente il circuito, altrimenti il problema non lo risolvei nemmeno in tempo per il Natale 2022!

Avevo già detto dall'inizio e poi anche in successive risposte, che avevo alimentato Arduino con la USB del PC, e penso che il problema sia stato proprio quello. Ho verificato che la massa della USB del PC è collegata alla terra della 220V CA di casa, di conseguenza il GND di arduino è anch'esso a massa sulla terra di casa.
Quando collego il GND di arduino al negativo della 220V si crea il corto.
Vi allego lo schema che ho realizzato, e spero possiate confermarmi o meno la mia versione.
A me in sostanza serve che le 4 catene di led possano, attraverso arduino, creare effetti di accensione e spegnimento in dissolvenza, quindi devo fornire alle 4 catene led una tensione continua che varia continuamente da 0V a 200V e poi scendere nuovamente a 0V

15 ore fa, gabri-z scrisse:

La USB ti porta la terra a GND alias negativo (anche se non hai messo uno schema COMPLETO). Hai collegato il negativo ai catodi dei SCR  ;dal ponte raddrizzatore hai collegato il negativo al GND, per cui ti trovi un bel CORTO verso la terra per le semionda negative....... Metti uno schema completo di quel che hai fatto per capirci meglio. Finora è una mia ipotesi.... 👍

Ho interrotto le piste che dal controllore della scheda andavano ai gate dei PCR (vedi punto A in rosso sullo schema) e volevo collegare sui gate le uscite arduino che però non ho collegato, quindi le due piste sui punti A sono rimaste aperte e basta.
Ho saldato un filo, quello marrone sul punto B (vedi disegno) .
Arduino alimentato su USB, appena alimento la scheda delle luci con la 220V salta Arduino, ripeto ho connesso tra le due schede solo GND arduino e il punto B sulla scheda delle luci.
Aggiungo anche che i led non erano collegati alla scheda.

IMG_20190124_092025.jpg

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1 ora fa, Claudio Valter Prete scrisse:

Quando collego il GND di arduino al negativo della 220V si crea il corto.

 

Non solo in questo modo.

Se colleghi lo zero volt di arduino al punto B dello schema precedente, che poi è il GND del tuo schema, colleghi comunque arduino alla rete perchè i diodi non separano. Devi fisicamente separare arduno dal circuito delle lampade usando dei fotoaccoppiatori. Arduino poi lo alimenti tramite un trasformatore in questo modo arduino è completamente isolato dalla rete, come deve essere.

 

Ricapitolando, la connessione deve essere fatta così:

  • Alimentatore per arduino (durante la fase di sviluppo può essere alimentato dalla linea USB)
  • nessuna connessione fisica tra arduino ed il circuito luci
  • foto accoppiatori; connettere il diodo emettitore dell'opto ad arduino (uscita + gnd), connettere foto transistor al circuito luci.

 

1 ora fa, Claudio Valter Prete scrisse:

A me in sostanza serve che le 4 catene di led possano, attraverso arduino, creare effetti di accensione e spegnimento in dissolvenza, quindi devo fornire alle 4 catene led una tensione continua che varia continuamente da 0V a 200V e poi scendere nuovamente a 0V

 

Come ti ho già scritto questo non lo ottieni modulanto in PWM il gate di uno SCR.

Al più ottieni un guazzabuglio random dovuto al momento di innesco casuale rispetto al passaggio dello zero.

Se vuoi ottenere questo effetto modulando in PWM con arduini devi usare 4 MOSFET in luogo dei 4 SCR.

Con gli SCR puoi solo agire sull'angolo di accensione dello SCR.

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Claudio Valter Prete
44 minuti fa, Livio Orsini scrisse:

 

Non solo in questo modo.

Se colleghi lo zero volt di arduino al punto B dello schema precedente, che poi è il GND del tuo schema, colleghi comunque arduino alla rete perchè i diodi non separano. Devi fisicamente separare arduno dal circuito delle lampade usando dei fotoaccoppiatori. Arduino poi lo alimenti tramite un trasformatore in questo modo arduino è completamente isolato dalla rete, come deve essere.

 

Ricapitolando, la connessione deve essere fatta così:

  • Alimentatore per arduino (durante la fase di sviluppo può essere alimentato dalla linea USB)
  • nessuna connessione fisica tra arduino ed il circuito luci
  • foto accoppiatori; connettere il diodo emettitore dell'opto ad arduino (uscita + gnd), connettere foto transistor al circuito luci.

 

 

Come ti ho già scritto questo non lo ottieni modulanto in PWM il gate di uno SCR.

Al più ottieni un guazzabuglio random dovuto al momento di innesco casuale rispetto al passaggio dello zero.

Se vuoi ottenere questo effetto modulando in PWM con arduini devi usare 4 MOSFET in luogo dei 4 SCR.

Con gli SCR puoi solo agire sull'angolo di accensione dello SCR.

Perfetto, scusa se abuso della tua pazienza, non essendo molto pratico di elettronica, come certo avrai compreso, potresti disegnarmi uno schema indicandomi anche le sigle dei componenti da inserire?
Tieni conto del fatto che in realtà, con ognuna delle 4 uscite PWM di arduino, devo pilotare 4 serie di 50 led messe in parallelo tra loro, quindi ogni mosfet in uscita deve fornire tensione variabile da 0V  a 200V 
Dovendo alimentare in tutto 16 serie da 50 led, 4 serie in parallelo tra loro per ogni canale, forse anche la parte di circuito che raddrizza la 220V dovrebbe essere modificata? devo sostituiore  i diodi del ponte (1N4007) con altro tipo? Devo cambiare anche resistenza e condensatore?
Ti prego aiutami 🙂

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Modificato: da Claudio Valter Prete
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4 ore fa, Claudio Valter Prete scrisse:

Perfetto, scusa se abuso della tua pazienza, non essendo molto pratico di elettronica, come certo avrai compreso, potresti disegnarmi uno schema indicandomi anche le sigle dei componenti da inserire?

 

se hai pazienza posso anche farlo, però magari lo mette qualcun altro prima di me.

4 ore fa, Claudio Valter Prete scrisse:

Dovendo alimentare in tutto 16 serie da 50 led, 4 serie in parallelo tra loro per ogni canale, forse anche la parte di circuito che raddrizza la 220V dovrebbe essere modificata? devo sostituiore  i diodi del ponte (1N4007) con altro tipo? Devo cambiare anche resistenza e condensatore?

 

Dovresti darci le caratteristiche dei LEDs o almeno indicare la corrente assorbita da una serie di questi 50 LEDs

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Claudio Valter Prete
2 minuti fa, Livio Orsini scrisse:

 

se hai pazienza posso anche farlo, però magari lo mette qualcun altro prima di me.

 

Dovresti darci le caratteristiche dei LEDs o almeno indicare la corrente assorbita da una serie di questi 50 LEDs

Grazie, aspetto con gratitudine il tuo circuito 🙂
Ogni serie di 50 led assorbe 0,75A , su ogni canale sono 4 serie, quindi 3A su ogni canale in totale i canali sono 4 e quindi 12A totali

Modificato: da Claudio Valter Prete
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Claudio Valter Prete
46 minuti fa, Claudio Valter Prete scrisse:

Grazie, aspetto con gratitudine il tuo circuito 🙂
Ogni serie di 50 led assorbe 0,75A , su ogni canale sono 4 serie, quindi 3A su ogni canale in totale i canali sono 4 e quindi 12A totali

Per il momento ho partorito un circuito, che probabilmente sarà pieno di errori, in ogni caso lo posto.
P.S. Tra le altre cose non so se serve il condensatore e la resistenza e se servono non so di che tipo e valore

Circuito.jpg

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Ti avvicini... I LED dei fotoaccopiatori devi alimentari dal Arduino, senza collegamento al negativo del ponte sulla rete. Poi per le gates, ti serve una tensione..... 

Abbi un po' di pazienza che torniamo a casa... 

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Claudio Valter Prete
13 minuti fa, gabri-z scrisse:

Ti avvicini... I LED dei fotoaccopiatori devi alimentari dal Arduino, senza collegamento al negativo del ponte sulla rete. Poi per le gates, ti serve una tensione..... 

Abbi un po' di pazienza che torniamo a casa... 

Ok, quindi tolgo la connessione dei fotoaccoppiatori dal ponte. Attendo altri suggerimenti, tra le altre cose non so se i componenti che ho inserito siano quelli giusti...
Grazie

Circuito.jpg

Modificato: da Claudio Valter Prete
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1 ora fa, Claudio Valter Prete scrisse:

Ogni serie di 50 led assorbe 0,75A

Sei certo di questo valore? A meno che non stiamo parlando di LED di una certa potenza, montati su dissipatore, la corrente dovrebbe essere circa 100 volte meno.

La corrente massima per un normale LED è in genere 20 mA, ma già con meno di 10 si ottiene una discreta luminosità, quindi quei 750 mA mi sembrano davvero troppi.

 

Ciao, Ale.

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Claudio Valter Prete
6 minuti fa, ilguargua scrisse:

Sei certo di questo valore? A meno che non stiamo parlando di LED di una certa potenza, montati su dissipatore, la corrente dovrebbe essere circa 100 volte meno.

La corrente massima per un normale LED è in genere 20 mA, ma già con meno di 10 si ottiene una discreta luminosità, quindi quei 750 mA mi sembrano davvero troppi.

 

Ciao, Ale.

Sono 50 led per ogni serie , ho messo a calcolo 15mA a led quindi 15x50=750mA (dove ho sbagliato?)

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Claudio Valter Prete
14 minuti fa, gabri-z scrisse:

Opps. Adesso ho visto, non ci sono SRC.... 

Livio Orsini mi aveva detto di mettere dei  mosfet ed io ho messo gli  STP7NK40Z 

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Claudio Valter Prete

Purtroppo sono neofita , lo schema che ho fatto è solo indicativo dell'idea di cosa voglio ottenere, quindi di sicuro ho commesso errori nello schema e magari anche nella scelta dei componenti, inoltre non so nemmeno se servono condensatore e resistenza dopo il ponte ed eventualmente le loro caratteristiche.
Mi fareste un grande favore se poteste voi farmi un circuito.
Grazie a tutti 🙂

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