如何使用Arduino和TRIAC構建交流燈調光器

　　在我們的家庭中，大多數電器都是由交流電源供電的，例如燈、電視和風扇等。如果需要，我們可以通過構建家庭自動化設置使用 Arduino 和繼電器以數字方式打開/關閉它們。但是，如果我們需要控制這些設備的功率，例如調暗 AC 燈或控制風扇的速度，該怎么辦。在這種情況下，我們必須使用相位控制技術和TRIAC等靜態開關來控制交流電源電壓的相位。

　　所以在本教程中，我們將學習使用 Arduino 和 TRIAC 的交流燈調光器。這里使用 TRIAC 來切換交流燈，因為這是一種電力電子快速開關器件，最適合這些應用。

　　使用的組件：

　　Arduino UNO-1

　　MCT2E光耦-1

　　MOC3021光耦-1

　　BT136 TRIAC-1

　　（12-0）V， 500mA 降壓變壓器-1

　　1K、10K、330ohm電阻器

　　10K電位器

　　帶燈交流燈座

　　交流電線

　　跳線

　　在繼續之前，我們將了解過零、TRIAC 和光耦合器。

　　過零檢測技術

　　要控制交流電壓，我們要做的第一件事就是檢測交流信號的過零。在印度，交流信號的頻率為 50 HZ，因為它本質上是交替的。因此，每次信號到達零點時，我們必須檢測該點，然后根據功率要求觸發 TRIAC。交流信號的過零點如下圖所示：

　　TRIAC 工作

　　TRIAC是一種三端交流開關，可由其柵極端的低能量信號觸發。在 SCR 中，它僅在一個方向上導通，但在 TRIAC 的情況下，可以在兩個方向上控制功率。在這里，我們使用BT136 TRIAC 進行交流燈調光。

　　如上圖所示，通過向 TRIAC 施加一個小的柵極脈沖信號以 90 度的觸發角觸發 TRIAC。時間“t1”是我們必須根據調光要求給出的延遲時間。例如，在這種情況下，由于觸發角為 90%，因此功率輸出也將減半，因此燈也會以一半的強度發光。

　　我們知道這里交流信號的頻率是50赫茲。所以時間周期為 1/f，即 20ms。所以對于半個周期，這將是 10ms 或 10，000 微秒。因此，為了控制我們的交流燈的功率，“t1”的范圍可以在 0-10000 微秒之間變化。

　　光耦合器

　　光耦合器也稱為光隔離器。它用于保持兩個電路（如直流和交流信號）之間的隔離?；旧?，它由發射紅外光的 LED 和檢測紅外光的光電傳感器組成。在這里，我們使用MOC3021 光耦合器從微控制器信號（直流信號）控制交流燈。

　　電路原理圖：

　　交流調光器的電路圖如下：

　　TRIAC和光耦連接圖：

　　我在 perf 板上焊接了 TRIAC 和光耦合器 MOC3021 的電路。焊接后如下圖所示：

　　我還在perf 板上焊接了光耦合器 MCT2E ，用于將其連接到變壓器以提供交流電源：

　　Arduino Lamp Dimmer的完整電路如下所示：

為交流調光器編程 Arduino：

成功完成硬件設置后，現在是時候對 Arduino 進行編程了。最后給出了帶有演示視頻的完整程序。在這里，我們逐步解釋了代碼，以便更好地理解。

第一步，聲明將在整個代碼中使用的所有全局變量。這里 TRIAC 連接到 Arduino 的引腳 4。然后聲明dim_val以存儲我們將在程序中使用的調光步驟的值。

詮釋燈 = 4;
int dim_val=0;

接下來，在設置函數內部將 LAMP 引腳聲明為輸出，然后配置一個中斷以檢測過零。在這里，我們使用了一個名為attachInterrupt的函數，它將 Arduino 的數字引腳 2 配置為外部中斷，當它在其引腳上檢測到任何中斷時，它將調用名為zero_cross的函數。

無效設置（）
{
  pinMode（燈，輸出）；
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), zero_cross, CHANGE);
}

在無限循環中，從連接在 A0 的電位器讀取模擬值。然后將其映射到 (10-49) 的值范圍。要找出這一點，我們必須做一個小計算。之前我說過，每半個周期相當于 10,000 微秒。所以，讓我們需要控制 50 步的調光（這是一個任意值。你也可以改變它）。我將最小步數設為 10，而不是零，因為 0-9 步會產生大致相同的功率輸出，實際上不建議采用最大步數。因此，我將最大步數設為 49。

那么每一步的時間可以計算為 10000/50= 200 微秒。這將在代碼的下一部分中使用。

無效循環（）
{
    整數數據=模擬讀取（A0）；
    int data1 = map(數據, 0, 1023,10,49);
    暗淡=數據1；
}

在最后一步，配置中斷驅動函數zero_cross。在這里，可以通過將單個步進時間乘以 no 來計算調光時間。的步驟。然后在此延遲時間之后，可以使用 10 微秒的小高脈沖觸發 TRIAC，這足以打開 TRIAC。

無效的零交叉（）
{
  int dimming_time = (200*dim_val);
  延遲微秒（調光時間）；  
  數字寫入（燈，高）；
  延遲微秒（10）；
  數字寫入（燈，低）；
}

　　Arduino燈調光器電路的工作

　　下面是顯示使用 Arduino 和 TRIAC 調光交流燈泡的三個階段的圖片。

　　1.低調光步長

　　2. 中等調光步驟

　　3. 最大調光步長：

　　這就是使用 TRIAC 和光耦合器輕松構建 AC 調光器電路的方式。下面給出了Arduino調光器代碼

詮釋燈 = 4;

int dim_val=0;

無效設置（）

{

pinMode（燈，輸出）；

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), zero_cross, CHANGE);

}

無效的零交叉（）

{

int dimming_time = (200*dim_val);

延遲微秒（調光時間）；

數字寫入（燈，高）；

延遲微秒（10）；

數字寫入（燈，低）；

}

無效循環（）

{

整數數據=模擬讀?。ˋ0）；

int data1 = map(數據, 0, 1023,10,49);

暗淡=數據1；

}