projeto arduino - dimmer

7/24/2019 Projeto Arduino - DIMMER

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DE GOIS

DIMMERCONTROLE DE FLUXO DE POTNCIA

Carlos Alexandre

Donata Assis

Jssica Oliveira

JataGO

2016


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1. INTRODUO

Dimmer um dispositivo utilizado para variar a intensidade de corrente eltrica

mdia em uma carga. controlado a partir do Arduino, que utiliza detector de passagem

por zero e o disparo de um TRIAC, sendo possvel o controle da intensidade da luz

produzida pela lmpada. Um dimmer tem como objetivo fazer com que aumente ou

diminua a intensidade luminosa atravs de um potencimetro, boto, comandos pelo

Arduino, etc., que auxilia nessa operao.

Os Dimmers so amplamente utilizados na indstria eletroeletrnica, onde sua

funo controlar a intensidade de corrente e consequentemente a potncia da carga que

est sob o seu controle. O componente eletrnico principal de um Dimmer, ou seja, o

responsvel por este controle o TRIAC que atravs da corrente aplicada no seu GATE,

permite-o controlar a corrente de sada para a CARGA.

A grande vantagem dos TRIACs sob os SCRs que eles podem trabalhar em

circuito VAC e VCC. Os Dimmers podem controlar cargas com correntes que vo de mili

amperes (mA) at 500 Ampres, conforme o TRIAC ou MODULO TIRISTORIZADO

aplicado no projeto. Assim poderemos controlar Fornos Eltricos, Autoclaves, Estufas,

Chocadeiras, Furadeiras, Marteletes, Serras, Motores de Corrente Continua ou Alternada,

Velocidade de Carros Eltricos, Ventiladores, Eletrodomsticos, Lmpadas (exceto

fluorescentes), Bombas Hidrulicas quaisquer, e milhares de outros equipamentos,

respeitando-se e analisando-se previamente se a carga (equipamento ou ferramenta) se

adapta a controle de corrente

2. Diagrama Eltrico

O diagrama eltrico do projeto segue em anexo.

O circuito pode ser dividido em 3 partes, as quais so: Controle Composto pela plataforma Arduino, LCD, botes e potencimetro

responsveis por selecionar o modo de controle do DIMMER, se ser por botes

ou por potencimetro.


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Figura 1: Circuito de controle

Fonte: Do Autor

Circuito de potncia Onde se encontra a carga (nesse diagrama demonstrada

pela lmpada), o TRIAC (BT137E 600R). Fato interessante e que deve ser

observado em todos os projetos sempre que possvel isolar o circuito de potncia

do circuito de controle, nesse diagrama os opto acopladores PC817 esto

desempenhando esse papel. O TRIAC recebe o pulso de disparo pelo opto

acoplador que por sua vez recebe o sinal advindo do PIN10 da plataforma

Arduino.

Figura 2: Circuito de Potncia

Fonte: Do Autor

Por fim, o circuito deteco de passagem por zero. Este circuito responsvel por

indicar ao controlador toda passagem pelo zero. por meio dele que cria se a base

de tempo para disparar no momento exato o TRIAC para obter a mxima, mdia,

mnima potencia, ou qualquer seja a potncia que se deseja pra carga no momento

10

TRIAC

A

K

C

E

1

2

4

3

PC817

1k

DGND

100R

+12VL1

VSINE


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Figura 3:Circuito deteco passagem por zero.

Fonte: Do Autor

O circuito de deteco de passagem funciona da seguinte maneira.

Figura 4: Sinal de Sada optoacoplador

Fonte: Do Autor

Toda vez que a onda de entrada passa pelo zero o optoacoplador entra em corte,enviando sinal alto pro Arduino. No cdigo, que ser apresentado adiante, tem uma

interrupo externa que acionada por esse circuito (esse circuito est conectado no PIN2

da plataforma Arduino). Toda vez que o sinal enviado pelo optoacoplador muda de HIGH

para LOW (modo FALLING) ativa a interrupo executando a funo que trata dessa

interrupo.

3. HARDWARE

2 A

K

C

E

1

2

4

3

PC817

1k1k

+5V

DGND

1N4007


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3.1. Controle

Constitudo pela Plataforma Arduino UNO R3, LCD 16x2, PushButtons, Sensor

de posio (potencimetro).

A alimentao da plataforma Arduino uma fonte chaveada de 9V 1A. A partir

dela na plataforma Arduino disponibiliza uma fonte de 5V que utilizada para alimentar

os elementos de controle.

3.2. Potncia

Constitudo pelo TRIAC BT137 600R, suporta at 8A e 600V. Trafo abaixador

de 220/12V 1A para reduzir a tenso para a ponte utilizada pelo circuito de deteco de

passagem pelo zero e tambm para uma fonte linear de 12V usada para alimentao do

optoacoplador responsvel pelo disparo do gate do TRIAC.

Utiliza-se tambm o optoacoplador PC387.

Os optoacopladores so elementos de proteo, isolam o circuito de controle do

de potncia.

Figura 5: Optoacoplador PC817

Fonte: Google Imagens modificado pelo autor

O PC817 possui um diodo emissor de luz interno, que ao aciona-lo satura o

fototransistor.


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6

4. CDIGO

#include "LiquidCrystal.h"

#include "TimerOne.h"

#define bDiminui A2

#define bEnter A3

#define bAumenta A4

#define potenciometro A5

#define triacGatePin 10

#define display7

intvalorPotenciometro =0;

inti =0; //contador para o lao for

intPotenciaDimmer =0; //Potencia do Dimmer de 0 a 100%

intProgressoBarra =0; //Progresso da Barra no LCD de 0 a 16charstate =1; //varivel que guarda posio atual do menu

LiquidCrystallcd (12,11,6,5,4,3); //Declarao do objeto tipo lcd

//Cria Caracterer que preencher a barra de progresso

bytepBar[8] ={

B11111,

B11111,

B11111,

B11111,

B11111,

B11111,

B11111,

};

//================================================================== SETUP

voidsetup()

{

lcd.begin(16,2); //Iniciando a biblioteca do LCD

pinMode(bDiminui,INPUT); //Botes

pinMode(bEnter,INPUT);

pinMode(bAumenta,INPUT);

pinMode(display,OUTPUT);

pinMode(potenciometro,INPUT);

pinMode(triacGatePin,OUTPUT);

digitalWrite(bDiminui,HIGH); //Aciona o pull-up interno dos botes

digitalWrite(bEnter,HIGH);

digitalWrite(bAumenta,HIGH);

digitalWrite(display,7);

//Cria o caracter da barra de progresso

lcd.createChar(0,pBar);

//Interrupes

attachInterrupt(0,PassagemPorZero,FALLING); //associa interrupcao INT0(PIN2) com funcao PassagemPorZero

}


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7

//=================================================================== LOOP

/* * O programa constituido de apenas 3 telas: * TELA 1: (state == 1)

* Aparecer a seguinte mensagem no LCD: * PROJETO

ARDUINO * DIMMER * * O usurio tem a opo

de pressionar o botao: * bAumenta - Avana pra TELA 2* bDiminui - Retorna pra TELA 3 * bEnter -

No executa nenhuma funo * * TELA 2: (state == 2) * Aparecer a

seguinte mensagem no LCD: * CONTROLE BOTAO

* BARRA DE PROGRESSO * * O usurio tem a opo

de pressionar o botao: * bAumenta - Avana pra TELA 3

* bDiminui - Retorna pra TELA 1 * bEnter

- habilita a Funo da TELA 2 (CONTROLE POR

BOTOES) * * TELA 3: (state == 3)

* Aparecer a seguinte mensagem no LCD: * CONTR POTENC

* BARRA DE PROGRESSO * * O usurio tem a opo

de pressionar o botao: * bAumenta - Avana pra TELA 1

* bDiminui - Retorna pra TELA 2 * bEnter

- habilita a Funo da TELA 3 (CONTROLE PORPOTENCIOMETRO) * */

voidloop()

{

delay(300);

switch(state) { // Define/checa qual tela atual

est

//*************************************************************************

** TELA 1

case1: // executado quando na TELA 1

switch(VerificaBotao()) {

casebAumenta:

lcd.clear(); //Limpa telaMudaParaTela(2); //Avana para TELA 2

break;

casebDiminui:

lcd.clear(); //Limpa tela

MudaParaTela(3); //Retorna para TELA 3

break;

casebEnter:

MudaParaTela(1); //Caso apertar o bEnter no

acontecer nada

break; //Continua na TELA 1

default: // Caso nenhum boto tenha sido

apertado,

MudaParaTela(1); // Continua na TELA 1.

}

break;

//*************************************************************************

** FIM TELA 1

//*************************************************************************

** TELA 2



casebAumenta:


MudaParaTela(3); //Muda para TELA 3

break;

casebDiminui:

lcd.clear(); //Limpa TELA



8/12

8

break;

casebEnter:

ControlePorBotao(); //Executa Funo

ControlePorBotao();

break;

default:MudaParaTela(2); //Continua na TELA 2 mesmo no

pressionando nenhum botao

}

break;

//*************************************************************************

** FIM TELA 2

//*************************************************************************

** TELA 3



casebAumenta:

lcd.clear(); //Limpa telaMudaParaTela(1); //Muda para TELA 1

break;

casebDiminui:



break;

casebEnter:

ControlePorPotenciometro(); //Executa funo

ControlePorPotenciometro();

break;

default:

MudaParaTela(3); //Continua na TELA 3 memso no

pressionado nenhum botao}

break;

//*************************************************************************

** FIM TELA 3

default:;

}

}

//============================================== FIM da funo LOOP

//============================================== Verifica Boto

/* * Essa Funo verifica qual o botao foi pressionado e * retorna o botao

para onde foi chamada */

charVerificaBotao() {

if(digitalRead(bAumenta) ==0)

{

returnbAumenta;

}else

if(digitalRead(bDiminui) ==0)

{

returnbDiminui;

}else

if(digitalRead(bEnter) ==0)

{

returnbEnter;

} else

return0;

}


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9

//============================================== Fim da funao Verifica

Boto

//============================================== Verifica Boto

/* * Essa Funo responsvel por escrever o conteudo * de cada tela *

* TELA 1: * PROJETO ARDUINO * DIMMER * TELA 2:* CONTROLE BOTAO * * TELA 3: * CONT POTENC

* * */

voidMudaParaTela(chartela)

{

state =tela;

if(tela ==1)

{

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("PROJETO ARDUINO");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("DIMMER");

}if(tela ==2)

{

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("CONTROLE BOTAO");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("Press bEnter");

}

if(tela ==3)

{

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("CONT POTENC");lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("Press bEnter");

}

return;

}

//============================================== Fim MudaParaTela

//============================================== ControlePorBotao

/* * Funo ControlePorBotao - Permite controlar o dimmer pelos botoes:

* Se pressionar o botao: * bAumenta - Aumenta a barra de

progresso e a potencia na lampada * bDiminui - Diminui a barra de

progresso e a potencia na lampada * bEnter - Interrompe a Funo e

retorna TELA 2 sem barra de progresso */

voidControlePorBotao()

{

delay(300); //tempo do botao para no sair assim que

entrar na funo

while(digitalRead(bEnter) ==1)

{

lcd.clear();

lcd.print("CONTROLE BOTAO");

//Verifica qual botao foi pressionado para aumentar ou diminuir a barra

de progresso e a Potencia da lampada

if(digitalRead(bAumenta) ==0 &&ProgressoBarra 0)

{

ProgressoBarra --;


10/12

10

}

PotenciaDimmer =int(map(ProgressoBarra,0,16,0,

100)); //Equivalencia entre as variaveis ProgressoBarra e PotenciaDimmer

//Print a barra de progressofor(i=0; i


11/12

11

voidPassagemPorZero()

{

if(PotenciaDimmer >0) {

longdimtime =int(map(PotenciaDimmer,0,100,8000,150)); // calcula

o tempo de delay para o disparo do TRIACTimer1.initialize (dimtime); // inicializa o TIMER1 com o delay

calculado

Timer1.attachInterrupt(gateTRIAC); //associa a funcao gateTRIAC

com Interrupcao do TIMER1

Timer1.start(); // inicia contagem TIMER1

} else{

digitalWrite(triacGatePin,LOW); // mantem gate do TRIAC desativado.

Timer1.stop();

}

}

//============================================== Fim da funao

PassagemPorZero

//============================================== gateTRIAC

/* * Trata a interrupo interna do TIMER1 gerando pulso no gate do TRIAC

*/

voidgateTRIAC () { // trata interrupcao do TIMER1 gerando pulso no gate

do TRIAC

digitalWrite(triacGatePin,HIGH); // dispara o Triac

delayMicroseconds(15); // aguarda 15 microsegundos para garantir disparo

do TRIAC

digitalWrite(triacGatePin,LOW); // desabibilta gate do TRIAC

Timer1.stop();

}

//============================================== Fim da funo gateTRIAC


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12

ANEXO ADIAGRAMA ELTRICO

2

A5

A4

A3

A2

10

D7

14

D6

13

D5

12

D4

11

D3

10

D2

9

D1

8

D0

7

E

6

RW

5

RS

4

VSS

1

VDD

2

VEE

3

+5V

TRIAC

A

K

C

E

1

2

4

3

PC817

1k1k

+5V

A

K

C

E

1

2

4

3

PC817

1k

DGND

DGND

100R

DGND

+12VL1

VSINE

VI1

VO 3

GND

2

7812

33uF

33uF

1N4007

1N40071k

LED

+12V

1k 1k 1k

DGND

+5V

100k

DIGITAL (PWM~)

ANALOG IN

AREF

1312~11~10

RX1

SIMULINOARDUINO

A0 A1 A2 A3 A4 A5RESET

5V GND

POWER

ATMEGA328P

ATMEL

www.arduino.cc

blogembarcado.blogspot.com

012345678910

11

12

13

A5

A4

A3

A2

A1

A0

SIM1SIMULINO UNO

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