Dimmer + Arduino

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El dimmer es un circuito que utiliza generalmente dispositivos de potencia que varían la intensidad de la corriente eléctrica que llega a una determinada carga eléctrica.
Son muchas las aplicaciones en las cuales se puede utilizar este circuito, en este proyecto veremos una de ellas, variar la intensidad de la corriente que llega a una lámpara incandescente. Al variar la cantidad de corriente que llega a la lámpara, varía la potencia que ésta recibe y de esa manera termina regulando la intensidad de luz que ésta brinda.

¿Alguna vez han entrado a la sala de una casa en donde se tienen distintas lámparas que al ir girando una perilla, éstas cambian su intensidad? Pues bien, eso es un circuito dimmer. El dimmer para regular la potencia que recibe la carga, lo hace a través de un potenciómetro para ir variando la resistencia y así tener distintas intensidades de corriente.

Los dimmers muchas veces son accionados como ya hemos descrito anteriormente, a través de una perilla pero también pueden ser accionados a través de leves toques en teclas digitales.

Algunos dimmers pueden ser controlados a través de protocolos como el DMX (Digital MultipleX), y también se suele tener un diseño más complejo de este circuito para regular la iluminación de lámparas fluorescentes por ejemplo.

En este proyecto, Clase 911 ha tomado como referencia el proyecto de Txapuzas y ha hecho ligeros cambios en su elaboración. En nuestro proyecto estaremos controlando un dimmer con un microcontrolador a través de la plataforma Arduino, y además, en vez de utilizar un potenciómetro analógico, llevaremos su función al mundo digital utilizando un potenciómetro digital.

Vamos a crear un potenciómetro digital a partir de resistencias discretas y optoacopladores. El optoacoplador es un tipo de circuito que posee dos elementos: un transmisor y un receptor. Por lo general, y en nuestro caso, el transmisor es un led que se activa por medio de una pequeña corriente que recibe gracias a un voltaje aplicado (en nuestro caso el voltaje que proviene de los pines digitales de nuestro Arduino). Cuando se aplica una pequeña corriente de activación en el led, el dispositivo de recepción, un fotodiac recibe el haz de luz proveniente del led, trabajando en modo de interruptor.

La principal ventaja de utilizar los optoacopladores en este circuito es que estamos separando la parte de potencia, de la parte digital. Recuerden que los voltajes y corrientes que estamos trabajando en una lámpara de casa no son voltajes de 3.3 V o corriente del orden de los mili Amperes, estamos trabajando con una X A a 110 V. Por lo tanto, es necesario separar estos dos circuitos para prevenir desastres en ambos lados.

Como los acopladores trabajan a modo de interruptores, colocáremos cada uno en paralelo con una resistencia, así dependiendo de cada voltaje presentado en la entrada del optoacoplador tendremos una alta impedancia o un corto circuito en nuestra salida.

¿Ya saben por dónde va el proyecto?

Utilizaremos tres resistencias que nos darán un total a la ponderación de cada resistencia individual, y que variaremos digitalmente el valor entre los dos puntos de la resistencia total a través del arduino.

Al tener tres optoacopladores, esto nos permitirá tener 8 combinanciones distintas que generarán un valor de resistencia entre los dos puntos de la resistencia total.

A continuación presento una tabla de los valores digitales y el valor de cada resistencia en paralelo con la salida del optoacoplador.

D1 (R1 = 30 kΩ) D2 (R2 = 100 kΩ) D3 (R3 = 47 kΩ) Rtotal
0 0 0 0 Ω
0 0 1 47 kΩ
0 1 0 100 kΩ
0 1 1 147 kΩ
1 0 0 30 kΩ
1 0 1 77 kΩ
1 1 0 130 kΩ
1 1 1 177 kΩ
  • Nivel: Intermedio
  • Costo: dinero > 30 USD.

Materiales:

  • 1 Bombilla A9 (60 W)
  • 3 Optoacopladores MOC3020
  • 3 DIP 6 pines
  • 3 Resistencias de 1 K (1/4 W)
  • 3 Resistencias de 47 K (1/2 W)
  • 1 Resistencia de 100 K (1/2 W)
  • 1 Resistencia de 30 K (1/2 W)
  • 1 Resistencia de 3.3 K (1/2 W)
  • 1 Resistencia de 100 (1/2 W)
  • 2 Capacitores de .1 uF
  • 2 Bornas de dos vías o 1 borna de cuatro vías
  • 1 Diac DB3 C502
  • 1 Triac BTA06
  • 1 Disipador
  • 1 Conector hembra 4 espadines
  • 1 Arduino UNO
  • 1 Placa para soldar
  • 1 Destornillador
  • 1 Tornillo para el disipador con tuerca de soporte
  • Cables de conexión (4 ft bastarán) ó Arduino Jumper Wires
  • Al mejor dos destornilladores
  • 1 Cajita (Opcional)

Una vez con los materiales comprados, se procede a hacer el circuito. Para ello, hemos decidido utilizar una placa universal de soldadura. También pueden montar el circuito en una placa virgen pero tomaría mucho más tiempo desarrollarlo y sinceramente no importa si utilizas cualquiera de las dos placas.

Recomiendo que antes de comenzar a soldar los componentes en la placa, verifiquen que todos sus componentes estén funcionando, haga prueba de continuidad por ejemplo, y luego pueden hacer sus pruebas en una protoboard para asegurarse de que el circuito en completo funciona. Yo realicé este circuito dos veces, la primera utilicé muchos de los componentes utilizados en txapuzas; Sin embargo, como no estamos a 220 V sino a 110 V muchos valores de resistencias los tuve que cambiar y ajustar a mis necesidades.

Estuve estudiando el modelo matemático que tiene este circuito y es algo complejo, muchos circuitos colocados en internet utilizan valores de componentes que han sido obtenidos a través de la experiencia. Recuerdo que el primer diac que compré no limitaba mucho la corriente de compuerta que llegaba al triac y esto se notaba a la hora de conectar el circuito completo ya que la variación de luz era bastante brusca.

A continuación se presenta el esquema del circuito a armar.

Ver esquemático

Una vez que hayan comprado que el circuito funciona en la protoboard, pueden proceder a soldar los componentes en la plaqueta.

Paso 2: Creando el programa

Para este proyecto, he creado un programa básico en Arduino que nos permitirá ver los ocho estados en acción.

Paso 3: Presentación del proyecto

Agrego unos vídeos del circuito funcionando y alguna fotos. Espero que les haya gustado y si tienen alguna pregunta, por favor no duden en comentar.

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Es una chica geek, ingeniera en el área de electrónica y telecomunicaciones. Sus áreas de interés son los sistemas embebidos, microcontrolandores, procesamiendo digital de señales, y programación.
  • Carlos Alonzo

    tengo unas dudas en cuestion de la conexion del arduino a la placa.. espero y alguien me pueda asesorar?

  • Carlos Alonzo

    este circuito solo controlaria una carga, o le podria modificar ciertas cosas para que pueda controlar mas de 3 cargas, asi como la modificacion de la programacion en arduino.
    o tendria que implementar un circuito para cada carga?

  • Oscar Manuel

    disculpa amigo estoy muy interesado en tu proyecto solo que tengo algunas dudas en tu esquematico me podrias respaldar?

  • José Rafael Reyes Guerra

    Esta excelente tu circuito, lo armé y funciona muy bien para el foco, lo quisé probar con un motor de CA universal pero el triac se calienta mucho en menos de un minuto. ¿Hay triacs que puedan dispar más calor o trabajar con más `potencia que el que estamos utilizando?

    • Antony García González

      Sí hay TRIACs que disipan mñas potencia, pero en el caso de las cargas inductivas como los motores AC hay que tener precauciones especiales debido a lo que es el factor de potencia. Normalmente este tipo de circuitos solo se usan con cargas resistivas

      • José Rafael Reyes Guerra

        ¿qué me recomiendas utilizar para variar la potencia de un motor de CA de un cuarto de caballo?

  • Gaby Leon

    Me puedes ayudar con el video de funcionamiento del circuito