Quiero trabajar un poco con la automatización de las luces navideñas a finales de este año y mi amigo y yo creemos que los relés pueden ser el camino a seguir. Después de pensar un poco más, creo que sería mejor si las luces pudieran controlarse con algún tipo de resistencia variable que se "controle" a través de arduino o alguna otra fuente de bajo voltaje. No estoy muy familiarizado con la gran cantidad de piezas que hay, ¿existe algo como esto?
No dijiste lo que quieres lograr con esta resistencia variable. Atenuación? Debes decir lo que quieres lograr sin asumir el método. Una resistencia variable es una mala idea en este caso.
Lo que parece que quieres se llama "relé de estado sólido". Estos funcionan de manera muy parecida a los relés mecánicos para su propósito, pero pueden cambiarse rápidamente sin agotarse. También puede obtener versiones que se activan y desactivan en el próximo cruce por cero de la línea de alimentación después de la nueva entrada de control. Esa es una buena idea en este caso, ya que reducirá las interferencias de radio generadas por su configuración y, en general, será más fácil con los rellenos.
Estas cosas son interruptores, por lo tanto, están siempre activadas o desactivadas. Para obtener un efecto de atenuación, enciéndalos y apáguelos rápidamente. Por ejemplo, la alternancia de ciclos de línea activada y desactivada será más tenue que completa. Sin embargo, no iría demasiado lejos con esto. Las luces no se atenuarán linealmente, y con diversos inconvenientes entre los brillos, el período de reposición será tan largo como sea perceptible. Diseñaría la pantalla para un simple control de encendido / apagado y no trataría de atenuar, excepto tal vez a 1/2.
La razón por la que no desea un resistor variable para la atenuación es que disipará una gran cantidad de energía. El poder que toma algo es el voltaje que lo atraviesa y la corriente a través de él. Un interruptor o relé está siempre lleno o apagado. Cuando está completamente apagado, no hay corriente, por lo que no se pierde energía. Por completo, no hay voltaje a través del relé, por lo que nuevamente no se pierde energía. Digamos que sus luces dibujan 1A a 110V para 110W. Eso significa que en su totalidad aparecen como una resistencia de 110V / 1A = 110Ω cuando están encendidos. Si coloca otra resistencia de 110Ω en serie con las luces (y supone por ahora que las luces siguen pareciendo una resistencia de 110Ω), entonces cada una de ellas deja caer la mitad del voltaje. Ahora hay dos veces la resistencia total a través de la línea, por lo que la corriente será la mitad de lo que era antes, o 500 mA. Eso significa que un total de 55W irá a alguna parte. En este caso, la mitad de eso va a las luces y la otra mitad calentará la resistencia. Eso es muy ineficiente.
En la práctica, la resistencia aparente de las luces incandescentes disminuye con un voltaje más bajo. Esto se debe a que la resistividad del material de relleno cambia con la temperatura. Dado que las luces incandescentes trabajan para crear una temperatura lo suficientemente alta como para que brille, la diferencia de temperatura y, por lo tanto, la diferencia de resistencia puede ser grande (varias veces menos cuando está frío). Sin embargo, las matemáticas sobre una resistencia variable que disipa el poder todavía son válidas. Es por eso que desea cambiar rápidamente (llamado PWM, Modulación de ancho de pulso) en lugar de usar una resistencia variable real para lograr la intensidad.
Parece que probablemente estás pensando en controlar el brillo de las luces con tu arduino. Si ese es el caso, usted quiere investigar la modulación de ancho de pulso (PWM), que como la suerte lo tiene, también es algo que el arduino puede hacer. La razón es que al usar el control resistivo, desperdiciará mucha energía y generará mucho calor molesto y no deseado, mientras que la PWM es mucho más eficiente.
El control PWM sobre luces de ese tipo implicaría el uso de un elemento de conmutación, y podría lograrse de varias maneras diferentes. Sin embargo, con la popularidad del arduino en estos días, me sorprendería si no hay un 'escudo' para eso.
Si las luces navideñas son incandescentes, puede usar un atenuador de 120 V, que se basa en un triac (un tipo de interruptor) y usa una resistencia variable (potenciómetro) para controlar la cantidad de cada ciclo en que permanece el triac. - Una forma de modulación de ancho de pulso (PWM). Y luego puede quitar la resistencia variable original y reemplazarla con un fotorresistor, pegar un LED al fotorresistor, encerrar este par pegado dentro de algo opaco y conducir el LED utilizando un método PWM (alternar el pin de encendido del LED de 0 a 100). % del tiempo) desde su microcontrolador. Pero si esto puede funcionar depende de cuánta potencia requiera el regulador para su resistencia variable, que está determinada por las resistencias en serie: P = V * V / (R1 + R2) donde V = 120 voltios. La mayoría de los fotoresistores pueden manejar solo 1/8 de vatio. Puede reducir la potencia disipada en estas resistencias aumentando proporcionalmente la resistencia tanto de la resistencia variable como de la otra resistencia en serie con ella (que juntas forman un divisor de voltaje). Pero entonces necesitaría disminuir proporcionalmente la capacitancia (porque C trabaja con R para crear la constante de tiempo R * C que determina el ancho del pulso) y reduciría proporcionalmente la corriente de la compuerta en el triac, por lo que es posible que deba cambiar el triac también, para alguien cuya puerta se puede activar mediante una corriente porporcionalmente más pequeña.
Podrías estudiar los principios básicos de la electrónica y luego la teoría de operación de los triacs y los reguladores de CA. Pero, por favor, no construya ni abra ningún circuito de alimentación de CA hasta que sepa qué es peligroso y cómo evitar que se lastime.
O puede buscar en productos como PowerSSR Tail y su producto hermano que detecta cruces por cero. Estos encierran todas las piezas de alto voltaje en plástico y el único cableado con el que tiene que lidiar es el cableado de bajo voltaje que puede conectar directamente a su microcontrolador.