Dimmer

Regulación de la Potencia Eléctrica Aplicaciones Personales

Dimmer para Lampara usando el PIC16F84
Autor: Carlos A. Narváez V. Ingeniero Electricista Universidad de Oriente Email: cnarvaez@bolivar.udo.edu.ve

Propósito
Existe gran cantidad de aplicaciones donde se requiere la regulación de la corriente alterna, entre ellas, el control de velocidad de motores, la soldadura eléctrica y lacantidad de iluminación. Esto se puede lograr con el uso de autotransformadores o introduciendo resistencias variables. Ninguno de estos dos métodos resultan aconsejables, el primero resulta muy caro y el segundo muy ineficiente. El desarrollo de los SCR y los Triac han hecho del control de potencia eléctrica un proceso relativamente sencillo y barato. El presente proyecto tiene como propositomostrar la regulación de potencia eléctrica utilizando el PIC16F84 y agregando como hardware adicional un optoacoplador que aisla a este del circuito de potencia constituido por un Triac y una Lampara de 120VAC 100W. La técnica se basa en que la potencia de salida puede variarse regulando la fase de conducción del Triac tanto en el semiciclo positivo como en el semiciclo negativo de la onda sinosoidal.Teoría de Operación
El TRIAC es un interruptor de silicio de tres terminales que se puede disparar (hacer conducir) con impulsos positivos y negativos de la puerta cuando los potenciales del anodo son positivos o negativos respectivamente, es decir pueden conducir en las dos semiondas de la corriente alterna. Utilizando el optoacoplador K3020P, este tiene un triac el cual al ser dispardo porla luz del diodo autocontenido, produce el disparo del triac de potencia BT136 tanto en el semiciclo positivo como en el negativo. Haciendo variar la fase del disparo podemos regular la potencia en la carga. El circuito contiene un transformador de corriente alterna cuya salida es conectada al pin RA0 del PIC16F84 a fin de sensar el cruce por cero de la onda sinosoidal y poder sincronizar laoperación del software. El pin RA4 es utilizado como salida de los pulsos que disparan el optoacoplador. Dos pulsadores conectados a los pines RB0 y RB1 son utilizados para elevar y bajar respectivamente la potencia suministrada a la carga.

Carlos A. Narváez V. 2002

Regulación de la Potencia Eléctrica Aplicaciones Personales

La fig. 1 muestra la tensión de entrada, y la tensión aplicada a lacarga. Durante el ángulo de retraso el triac no conduce, por lo que la carga no recibe tensión, luego se dispara (conduce) y la parte que falta para completar el semiciclo positivo es aplicada a la carga. Esto se repite para el semiciclo negativo. El control de los tiempos de disparo del triac nos permite regular la tensión aplicada a la carga.

Fig 1 Tensión de entrada y aplicada a la carga
Lafig. 2 muestra la relación del ángulo de conducción versus el voltaje aplicado a la carga para un triac típico. Las curvas muestran la tensión pico a pico, la tensión efectiva o RMS y el promedio de ambas.

Fig. 2 Voltaje en la carga versus Angulo de Conducción del Triac

Carlos A. Narváez V. 2002

Regulación de la Potencia Eléctrica Aplicaciones Personales Hardware
El hardware diseñadopara este proyecto se muestra en la figura 3. Este circuito puede manejar cargas de 120VAC de hasta 100watt. El Pin MCLR el cual es activo bajo, se configura como entrada y es usado como Reset del microcontrolador. La frecuencia de trabajo es de 4Mhz y todo el circuito es alimentado con +5 voltios. Los pulsadores son utilizados para incrementar y disminuir la tensión aplicada a la carga: unalampara incandecente.
+V +V Reset 1k 100 PIC16F84
RA2 RA1 RA3 RA0 RA4 OSC1 MCLR OSC2 Vss VDD RB0 RB7 RB1 RB6 RB2 RB5 RB3 RB4

15pF 470 4MHZ 15pF +V K3020P 10k

L1

120VAC BT136

Brillo

1k 1k

Dimming

1M 120VAC 12VAC

Fig. 3 Controlador de potencia electrico basado en el PIC16F84

Carlos A. Narváez V. 2002

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