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GiovanniG1

Interfaccia TRIAC e MOSFET (fotoaccoppiate) per Aduino

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GiovanniG1

Ciao amici! Ho aggiunto Arduino per una pura sciccheria )) Sappiamo che alla fine abbiamo a che fare sempre più o meno con gli stessi parametri.

Ho bisogno di vostri gentili consigli e della vostra esperienza in questo campo. Sto realizzando dei dimmer, un "braccio" operativo per la Rasberry che monta Node Red. In pratica si tratta di un Mega2560 con la funzionalità di ricevere i comandi attraverso l'I2c (con un convertitore di tensione/interfaccia) e di pilotare tramite PWM i Mosfet per i led a bassa tensione, e di un altro Arduino Mini con un ATmega328 dedicato alla gestione dello zero crossing e pilotaggio TRIAC.
Il pilotaggio è secondo me una parte critica della progettazione, devo cercare di creare qualcosa di estremamente affidabile nel tempo, i compoeneti devono operare entro le loro finestre e senza stress. Dalla corrente del fotodiodo all'innesco del gate del TRIAC, per esempio, ma ora vengo alle domande precise:

Per pilotare il TRIAC mi sono guardato un pò in giro e ho trovato essenzialmente due schemi:
1) FBpmtHpA2gA-1.jpg.57406b5b32cf910be8cfdd4e4b7e60ed.jpg

fin troppo semplice, utilizza solo una resistenza da 1k.

2) AC-board-schematic.jpg.1b8b4971950becc8bde14f0a3063858c.jpg

Usa solo 56ohm per pilotare il gate, mi chiedo a questo punto se intendono pilotare il triac solo all'inizio della semionda garantendo una corrente sufficiente anche a basse tensioni.. perchè va bene che come il triac si eccita taglia completamente la corrente di gate, ma supponiamo che piloti il fotodiodo a metà della semionda, quando di picco ci sono 310volt, meno una ventina di soglia del DIAC sono comunque 5Amper di picco nel gate.. siamo sicuri che sto circuito sia indicato a questo scopo? A me pare piuttosto che vogliano lavorare sul carico facendo uscire una semionda ogni tot sempionde.. piuttosto di "tagliarle" col metodo classico.
Rimanendo in tema, al contrario, mi pare che con 1k ohm si rischi di non avere abbastanza corrente per accendere subito il triac dopo lo zero.. anzi se in più ci aggiungiamo la caduda del DIAC.. questo circuito potrebbe attivarsi a una tensione troppo alta, tagliando troppo la semionda? In effetti per fare i 2,5mA che il BT136 ha bisogno bastano 2,5 volt.. quindi direi che questo problema non c'è..  (il picco a 300v sarebbe di 300mA, ben al di sotto dei 2A massimi), ma allora perchè si inventano gli schemi con resistenze bassissime?

Volevo chiedervi anche del'importanza della rete capacitiva C1/R4, premetto che io piloto lampade LED 220V dimmerabili, ed eviterei di avere componenti che lasciano passare anche minime correnti, forse a volte bastano per caricare qualche codensatore.. e innescare un lampeggio. Serve solo per eventuali carichi induttivi?

 

MOSFET:
per il mosfet vorrei usare uno schema simile (canale N)
 

arduinoMosfet.jpg.b59bc24b7869ea2c3de6ad7d799c836b.jpg


La questione qui è scegliere un fotoaccoppiatore che permetta di caricare la capacità del mosfet in tempi brevi e senza danneggiarsi, tenendo conto che allo stesso tempo dovrà anche forzare la R2 alla tensione di lavoro, ed essendo la R2 appunto un valore che permetta una rapita scarica della capacità interna (per evitare di far lavorare il mosfet in zona lineare, che con tutti quegli amper andrebbe a dissiparmi un casino) la cosa mi pare non troppo semplice. Voi cosa consigliate? Forse sarebbe opportuno limitare la corrente di carica per non danneggiare nel tempo il fotoaccoppiatore
Lo so che ci sono accoppiatori "logici" che hanno due transistor interni, funzionanti alternativamente, ma io ho l'handicap di avere delle tensioni differenti sui led, a volte 24, 12 e 5, con i suoi diversi alimentatori.. insomma montare un convertitore Dc/dc non mi pare una gran trovata. Secondo me il compromesso per non fare lavorar eil mosfet in zona lineare e non stressare troppo il fotoaccoppiatore c'è.

Grazie mille per le cortesi risposte!!

 

Edited by GiovanniG1

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GiovanniG1

Specifico che la frequenza di PWM che voglio usare è 500Hz, secondo me un valore che tiene in considerazione della lunghezza dei cavi e delle possibili vibrazioni della luce. Credi si ridcano anche i possibili effetti di risonanza ed impulsi contrari

 

Molto interessante usare un doppio fotoaccoppiatore sfruttando sia il livello logico alto che quello basso del processore.. credo che userò questa soluzione

optocoupler-1-1024x1024.thumb.jpg.d3c7b24e96d275e62171cd91758b3a0f.jpg

PS: mi consigliate di usare diodi shotty (in parallelo al carico, sui mosfet ci sono già, almeno in qeullo che ho scelto) per eliminare eventuali picchi contrari del carico? Credo sia una buona idea..

Edited by GiovanniG1

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tesla88

Rispondo brevemente. 

Per quanto riguarda la parte "TRIAC" e in particolare al secondo schema in cui nutri la perplessità del :

Quote

supponiamo che piloti il fotodiodo a metà della semionda, quando di picco ci sono 310volt, meno una ventina di soglia del DIAC sono comunque 5Amper di picco nel gate

Lo schema riporta un MOC3041, essendo un fotoaccoppiatore con Zero Cross integrato, il problema non sussiste, ma non penso vada bene per quello che vuoi fare, dato che vuoi dimmerare...

 

Per quanto riguarda il primo circuito, considera che ci sono Triac con gate molto sensibili, es. dato che nello schema riporta BT137 - 800 , se prendi un BT137-800E, la Igt vale 5-10mA...

Comunque anche a stare un poco più bassi con la R sul gate, es 470 ohm, grossi problemi non ce ne sono, considera sempre che una volta innescato il Triac la tensione ai suoi capi è molto bassa, diciamo 0, perciò la corrente di Gate di conseguenza diventa nulla.

 

C1/R4 formano uno snubber , dipende dal tuo carico.  

 

Per quanto riguarda il pilotaggio Mosfet, conviene usare un fotoaccoppiatore Totem Pole tipo il TLP251 se ricordo bene.

Non so se nell'ultima immagine ti riferivi a questo, ma non è molto corretto lo schema. 

Molto meglio far lavorare il mosfet con Source a massa e carico (LED ?) tra Vcc+ e Drain. 

 

Per quanto riguarda i Diodi in parallelo al carico, se il carico sono dei LED non vedo quale Back EMF possano generare, quindi puoi metterli ma non servono a nulla.

 

 

 

Edited by tesla88

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_angelo_

Interessante, ma mi chiedo, piuttosto che tirare di mezzo i triac che a mio avviso hanno qualche complessita', per dimmerare non si puo ad esempio usare un unico mosfet canale N che tenga 10A e variare il duty cycle ?

Edited by _angelo_

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