PIC DIMMER

 

INTRODUZIONE

Circuito di un variatore di luminosità per lampade ad incandescenza in AC che utilizza microcontrollore che semplifica e migliora l'efficienza rispetto ai classici circuiti.

TEORIA

I vecchi regolatori della luminosità erano circuiti molto semplici, in pratica reostati ad alta corrente (resistore variabile) in serie con la lampada. Per la condizione di basso-luminosità erano settati in modo da avere un'alta resistenza per ridurre la corrente attraverso il filamento della lampada. Per la condizione di massima luminosità, venivano settati ad un valore di bassa resistenza per aumentare la corrente nel filamento. Tuttavia, essendo essenzialmente un resistore di limitazione per la corrente, tipicamente dissipavano molto calore, particolarmente a metà regolazione. Così la ricerca tecnologica si e' rivolta verso un metodo più efficiente per il controllo della luminosità detto anche "dimming".  Un nuovo metodo di dimming e' stato inventato grazie all'introduzione di dispositivi a semiconduttore come i  tiristori. Il nuovo metodo consiste nel ritardare, di un tempo controllato, l'innesco di un TRIAC a partire dal passaggio per lo zero della tensione dei alimentazione del carico posto in serie al TRIAC. Poiché ad ogni passaggio per lo zero il TRIAC si spegne e non conduce, ritardare la accensione del TRIAC vuol dire alimentare la lampada con un impulso modulato in larghezza ( tecnica PWM:Pulse Width Modulation), fornendo quindi alla lampada solo un a porzione della potenziale corrente di un ogni ciclo con la conseguente variazione della luminosità (dimming). 

La generazione del ritardo dell'innesco del TRIAC inizialmente era realizzata mediante una rete resistiva- capacitiva RC con la resistenza R variabile con cui si variare il delay e quindi si la luminosità. Tuttavia, un circuito semplice come quello RC per il controllo della gate soffre della non linearità dovuto alla natura sinusoidale delle forme d'onda interessate. I regolatori della luminosità di produzione hanno attenuato questo problema utilizzando potenziometri ad hoc con resistenza non lineare, che permettevano un dimming quasi lineare. Ma, a causa delle alte tensioni in gioco, c' era ancora una quantità significativa di calore dissipata nel resistore. Allora si e' pensato di usare circuiti elettronici i più complessi fino ad arrivare all'uso di microcontrollori per pilotare il TRIAC. Il motivo principale e' la possibilità di generare un adatto ritardo di innesco per produrre una curva di dimming lineare e al tempo stesso di avere un certo numero di possibili di interfaccia utente. Purtroppo, i microcontrollori non funzionano al tensioni AC, ma hanno bisogno di una bassa tensione di alimentazione in corrente continua per funzionare. In tal caso alimentatori senza trasformatori potrebbe essere utilizzati per alimentare questi circuiti ma per il loro basso rendimento potrebbero dissipare una quantità significativa di calore. Dato il relativo consumo estremamente basso dei nuovi microcontrollori, è possibile ridurre il calore generato nel circuito di alimentazione senza trasformatore ad un livello ragionevole.

Caratteristiche elettriche del dimmer

Il progetto del dimmer proposto utilizza un microcontrollore Microchip realizzato con tecnologia basso consumo  ed e'utilizzato per portare avanti il progetto di un regolatore della luminosità per le lampade AC ad incandescenza con le seguenti caratteristiche:

 1. potenza massima regolabile di 100-200 watt con alimentazione (220V) 

2. due interfacce utente: una basata su un sistema controllo remoto ad infrarosso ed il secondo ha basato sulle interruzioni causato dall'utente mediante l'interruttore 

3. alimentatore a bassa dissipazione basato su resistori e privo di trasformatore. 

4. piccolo fattore di forma.