Relés frente a tiristores: ¿qué es lo mejor para encender y apagar rápidamente las luces de 230 V (~ 5 Hz)?

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Estoy construyendo mi propia discoteca / luces de fiesta. Bombillas de 230 V / 60 W, e idealmente me gustaría encenderlas y apagarlas a 5 Hz.

Estaba planeando una configuración simple con un Arduino controlando las luces. Mi plan original era usar relés, más específicamente SRD-05VDC-SL_C (hoja de datos) .

Dice que "El encendido / apagado eléctrico máximo" es de 30 / minuto, que es demasiado lento para lo que tenía en mente. Este parece ser un tema común con los relés, ya que después de todo hay un interruptor mecánico en su interior.

Después de algunas investigaciones, los tiristores de apagado de triacs / gate parecen una alternativa posible. Eché un vistazo a TIC226m (hoja de datos) , pero no pude encontrar ninguna velocidad de conmutación máxima.

¿Son utilizables para mi configuración? Cualquier otro consejo y sugerencia es muy apreciado.

Aksel
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Los tiristores son buenos para encender y apagar a 50/60 Hz, por lo que 5 Hz no debería ser un problema.
Andy alias
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Sería mejor utilizar matrices de LED COB de 12 o 24 V, ya que puede iluminarlas durante muy poco tiempo y no tener que lidiar con el diseño de HV.
sstobbe
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También tome nota de las frecuencias de las luces intermitentes que pueden inducir ataques epilépticos en personas susceptibles. Diseñe su controlador para evitar tales frecuencias dividiendo o multiplicando las velocidades de destello para pasar esas zonas. Más barato para comprar presupuestos confeccionados o equipos usados.
KalleMP
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Tenga en cuenta que la bombilla incandescente en sí es bastante lenta y podría ser demasiado lenta para darle el efecto que quiere decir a 5Hz. A menos que esté interesado en este efecto de desvanecimiento gradual, los LED son realmente demasiado brutales aquí.
Agent_L
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5 Hz es lo suficientemente alto como para inducir ataques epilépticos. <3Hz es mucho más seguro.
MSalters

Respuestas:

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Los relés mecánicos no durarán mucho si se los obliga a cambiar a 5 Hz, pero los dispositivos de estado sólido (tiristores, triacs o transistores) son perfectos para su tarea.

En lugar de crear su propio circuito de tiristores / transistores, le sugiero que use un relé de estado sólido . Es más fácil y seguro. Consisten en un optoacoplador (para el aislamiento eléctrico de la entrada de nivel lógico), un circuito controlador y algún tipo de elemento de conmutación de estado sólido, todo integrado en un único paquete estándar.

jms
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Y son alrededor de $ 2 por pieza. Vale la pena.
Janka
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Había relés de contacto de metal líquido para la conmutación frecuente. He visto uno destinado a unos 2Hz, por lo que apuesto a que es posible un relé mecánico que dura a 5Hz. Solo
quisquilloso:)
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@Agent_L Los relés Reed también pueden cambiar bastante rápido, a menudo en un milisegundo.
jms
@jms Hmm, mi declaración no estaba clara. Lo que quise decir es que una burbuja de vidrio con un grupo de mercurio lo suficientemente grande como para cambiar de manera confiable 60W es bastante pesada. Así se puede tener hasta ms rápido o se puede tener casi indestructible y marcando desde hace años - pero conseguir tanto en un solo dispositivo plantearía importante en mi humilde opinión desafío
Agent_L
@Agent_L No estaba claro. Sabía que existen relés de desplazamiento de mercurio, aunque en su mayoría han sido reemplazados por relés de estado sólido. Acabo de agregar que los relés de lámina (otro tipo de dispositivo de conmutación electromecánica) también pueden cambiar rápidamente. Por supuesto, los relés de láminas no son adecuados para la aplicación de OP dada su baja clasificación de corriente.
jms
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Tres cuestiones principales aquí.

La primera es que no parece darse cuenta de que está construyendo efectivamente un circuito de atenuación cuando comienza a usar la conmutación electrónica. Si buscas en Google el "esquema del atenuador de luz de teatro", encontrarás algunos enlaces útiles, incluido un antiguo artículo de ePanorama sobre diferentes tipos. También puede encontrar enlaces útiles en el sitio de Everyday Practical Electronics. Esto es casi histórico ahora, ya que se inventó básicamente en la década de 1980 y no se podía hacer mejor / diferente.

El segundo problema importante es que no eres consciente de que tu diseño es muy defectuoso. Las bombillas domésticas regulares de 60 W no están diseñadas para una iluminación decente del escenario. El lanzamiento está mal y, además, simplemente no son lo suficientemente brillantes como para golpear todo. La iluminación del escenario necesita grandes cantidades de energía si usa luces incandescentes. Sin embargo, cuando usas ese tipo de energía, obtienes mucho calor y luego necesitas el diseño de un escenario a la par para mantenerlo bajo control. Así que también podrías comprar pares de escenario.

Excepto que todo ese poder es una pesadilla para manejar. Es un trabajo real asegurarse de que no va a quemar fusibles durante su actuación. Y lo que es peor, su circuito de conmutación también tendrá que disipar altos niveles de calor. Además de no tener que interferir con el sonido cuando se enciende y apaga, lo cual es un problema perpetuo para cada atenuador de red que se haya fabricado, incluso los mejores. En realidad, no importa su sonido: tampoco debe bloquear la recepción de TV y radio durante un par de cuadras a su alrededor.

La solución que cada etapa y cada DJ y músico de concierto usa en estos días es LED pars. Bastante barato, baja potencia, brillo decente, controlable a través de DMX. Trabajo hecho.

Entonces, si vas a construir tus propias luces en estos días, deberías estar usando LED. Haz el trabajo correctamente. Por supuesto, le costará mucho más hacerlo usted mismo que comprarlo en el estante, pero entonces tendría la misma situación con su sugerencia original, así que supongo que lo está haciendo como un proyecto para aprender electrónica, y no porque el resultado final sea muy útil o rentable.

Sin embargo, también hay un tercer problema. Esto implica el voltaje de la red, y es muy evidente que todavía no eres un experto en electrónica. Esto presenta un peligro claro para usted, su casa y todos los que viven en su casa. Le recomiendo encarecidamente que no intente esto, porque todavía no sabe lo suficiente como para estar seguro con la red eléctrica.

Editar para agregar: si planeas actuar como DJ, esto también presenta un claro peligro para todos en tus conciertos. Su kit casero no pasará una prueba de seguridad eléctrica. Si algo sale mal, entonces usted es directamente culpable de negligencia grave, y su seguro no lo cubrirá. Esto significa que usted y su familia también podrían perder su casa y toda posesión que tengan.

Si no lo he dejado suficientemente claro, realmente no deberías estar haciendo esto ...

Graham
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Si va a utilizar incandescentes de consumo, el tipo de halógeno lineal de 500 W es el que debe elegir. Tienen una especie de patrón de reflector y una cantidad decente de energía. Solían ser una buena opción barata para agregar energía adicional cuando no hay linternas adecuadas, y eso puede llevar a ser flasheado sin quemar bombillas costosas.
Chris H
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Además, las luces de discoteca son como, así que el último milenio, amigo.
Incondicionalmente,
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Su mejor opción es probablemente usar SSR (relés de estado sólido) que incluyen circuitos de unidad y aislamiento en un paquete. También incluyen un tiristor y, por lo general, un difusor de calor para interactuar con un disipador de calor, si es necesario, que esté aislado eléctricamente.

Los relés mecánicos no son adecuados, serán ruidosos y se desgastarán muy rápidamente.

Tenga en cuenta que los SSR generalmente darán ciclos completos, por lo que a 5Hz puede ver golpes indeseables entre eso y la frecuencia de la red.

Spehro Pefhany
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No puedes cambiar de red.

Primero, no debe cambiarlo porque la alimentación de la red eléctrica es peligrosa, y no debe estar funcionando a través de un dispositivo casero (viola el código eléctrico y anulará su seguro si causa un incendio / lesión).

Pero el factor decisivo es que las lámparas no son lo suficientemente rápidas .

  • Los incandescentes tienen un tiempo de subida / bajada demasiado lento; a 5Hz no los estarías flasheando tanto como PWM atenuándolos.
  • Los fluorescentes salen inmediatamente incluso si el "inicio instantáneo" fue lo suficientemente rápido; las startups están extremadamente desgastadas con un fluorescente y quemarías la vida útil del tubo en aproximadamente media hora.
  • Las lámparas de red con tecnología LED son demasiado lentas porque tienen un módulo de controlador electrónico frente a los LED. Ese módulo electrónico no puede cambiar de "encendido" a "apagado" lo suficientemente rápido. Incluso si encuentra una bombilla sin conductor que pueda, es probable que el módulo del controlador tenga una vida útil corta, y luego, ¿cómo encuentra su personal otro?

Por lo tanto, este acuerdo no sucederá en la red eléctrica .

Ahora estás en el mundo de 12/24 voltios DC. Aquí es fácil. Muchos paquetes de LED de CC de bajo voltaje usan resistencias para limitar la corriente, y estos pueden ser flasheados a cualquier frecuencia en los KHz. Cualquier LED que pueda atenuarse con un controlador PWM hará exactamente lo que desee. No hay problema.

Ni siquiera necesita diseñar una conmutación de alta potencia; simplemente puede usar un "módulo amplificador" listo para usar (generalmente hecho con 3-4 canales) y hacer que su Arduino envíe una señal piloto al amplificador. Estas cosas cuestan alrededor de $ 9.

Y además, has evitado el peligro de la red eléctrica.

La otra opción es utilizar productos de luz LED "inteligentes" fabricados que le permitan controlarlos en varios niveles de color / atenuación. Oportunidad justa de que aquellos coloquen la atenuación en el lado de CC y puedan responder instantáneamente. Entonces podría ordenarles que se iluminen / atenúen a 5 Hz, y podrían hacerlo.

Harper - Restablece a Monica
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Los relés son malos para ese tipo de cosas porque cada apertura del circuito se arqueará, lo que quemará los contactos y los desgastará. De acuerdo, entonces está cambiando A / C, así que a veces lo atrapará en la corriente nula para que no haya arco, pero en su mayoría tendrá muchos arcos. Esto someterá el relé a un alto desgaste y creará mucho calor.

Los tiristores funcionarán mejor porque no habrá arcos. Pero, la conmutación generará más calor que el estado estacionario "encendido" (si no en un cruce por cero del A / C). Al cambiar a una velocidad baja, digamos al menos unos segundos entre ciclos, probablemente no equivaldrá a nada, pero a 5 Hz, puede haber una acumulación de calor adicional. Es posible que deba prestar un poco más de atención a cómo se montan y enfrían los dispositivos para garantizar que no se sobrecalienten.

Anthony X
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Las bombillas son una fuente de luz terrible para su aplicación. Son ineficaces y son lentos. Una alternativa mucho mejor es cambiar a LED.

Sus ventajas son:

  1. Menos calor residual (aunque deben enfriarse)
  2. Voltajes más bajos necesarios
  3. Se necesitan corrientes más bajas
  4. Dimensiones más pequeñas
  5. Colores predeterminados (rojo, verde, ámbar, azul, blanco) más unidad RGB
  6. Cambios rápidos de brillo.
  7. Alta tolerancia al cambio rápido
  8. Fácil regulación del brillo a través de PWM

Y con respecto a su pregunta principal: como otros ya sugirieron, puede comprar relés de estado sólido. De esta forma, todos los posibles problemas con la conmutación que tendría que enfrentar se enfrentaron hace años y, dado que son capaces de cambiar las frecuencias en el orden de kHz, simplemente puede regular el brillo en el arduino.

Crowley
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No hay nada más rápido que un relé de 230v. Los contactos están diseñados para la carga y las repeticiones y el método más seguro.

Y alguien mencionó Led's. Los controladores de luces de árboles de Navidad son los dispositivos electrónicos más peligrosos para generar fuego y calor en la tierra. Incluso a solo 2 a 6mv. Fuegos!

Y solo una pérdida de calor para usar purgas de encendido / apagado controladas electrónicamente en estado sólido a un relé secundario y luego a un relé principal.

Square D tiene 230v con temporizadores de estado sólido de segundo o milisegundo que puede preajustar y enchufar directamente en el frente o al lado del relé. Sus interruptores a la bobina pueden variar de 12 a 120v internamente sin apenas cables o sin cables. Interruptor manual al temporizador a 230v para luces.

Cuanto más grande es el relé, menos calor se genera.

El caso de uso es que todas las compañías de embotellado en el mundo en las líneas de llenado usan un empacador de latas de retorno de gota y / o envases de 3 o 2 litros. Estos funcionan 24/7 también. Cuando las líneas de empaque tienen que cambiar repetidamente y muy rápidamente los motores desde adelante, deténgase para retroceder más rápido que las luces de discoteca.

rodeone2
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