پروژه الکترونیکپروژه های آردوینو

پروژه آردوینو کنترل سرعت فن AC با ترایاک – مدار تشخیص عبور از صفر

سلام ، براتون پروژه آردوینو کنترل سرعت فن AC با ترایاک و Arduino رو آماده کردیم. فیلم عملکرد مدار رو از دست ندید !

پروژه آردوینو کنترل سرعت فن AC با ترایاک

پروژه آردوینو کنترل سرعت فن AC با ترایاک
پروژه آردوینو کنترل سرعت فن AC با ترایاک

اول از همه هشدار بدم بهتون که در این پروژه ما از جریان AC و ولتاژ 220 ولت استفاده میکنیم ، فلذا توجه داشته باشید این پروژه نیاز به احتیاط شدید داره و باید اقدامات ایمنی رو رعایت کنید و به هیچ وجه سیم ها رو لمس نکنید. همچنین هیچوقت جریان 220 ولت رو به طور مستقیم به برد برد (breadboard) وصل نکنید ! دقت کنید که ما یک برد سوراخ دار رو روی برد برد قرار دادیم.

ما خیلی راحت میتونیم لامپ ها ، وسایل خانه و … را روشن و خاموش کنیم .اما در بعضی از پروژه ها ما علاوه بر روشن و خاموش کردن وسایل نیاز داریم که جریان AC رو کنترل کنیم مثلا برای سرعت پنکه یا نور لامپ.در این موارد ما باید از تکنیک PWM آردوینو استفاده کنیم. بنا براین در اینجا یاد میگیریم چطور از PWM تولید شده توسط برد Arduino برای کنترل سرعت فن AC استفاده کنیم. در این پروژه ما سرعت فن AC را با استفاده از TRIAC کنترل میکنیم .

ما قبلا این پروژه آردوینو رو برای فن های DC قرار دادیم :

کنترل سرعت موتور DC آردوینو (پروژه آردوینو)

ما در این پروژه چندین کار رو یاد میگیریم :

  1. تشخیص گذر از صفر
  2. مدار کنترل زاویه فاز
  3. پتانسیومتر برای کنترل میزان سرعت فن
  4. مدار تولید سیگنال PWM

قطعات مورد نیاز برای پروژه تغییر سرعت فن AC با آردوینو و ترایاک

  1. آردوینو یونو
  2. آی سی اپتوکوپلر 4N25
  3. پتانسیومتر 10 کیلو اهم
  4. آی سی اپتوکوپلر MOC3021
  5. ترانسفورمر 500mA – 0-9V
  6. ترایاک BT136
  7. فن Axial AC 230VA

1. مدار تشخیص گذر از صفر

جریانی که ما در خونه هامون داریم 220 ولت  AC RMS و 50 هرتز است. این سیگنال AC به صورت متناوب است و به صورت دوره ای قطبیت خودش رو تغییر میده ! در نیمه اول هر دوره جریان در یک جهت شروع به افزایش میکند به اوج میرسد و دوباره به صفر میرسد. سپس در نیمه دوم در جهت دیگر ولتاژ افزایش میابد ، به اوج میرسد و دوباره به صفر بر میگردد.

برای کنترل سرعت فن AC ، ولتاژ اوج هر دو نیم دوره باید کوچک یا کنترل شود. برای اینکار باید نقطه صفر را که در آن سیگنال کنترل یا خرد میشود را تشخیص دهیم . این نقطه را در منحنی ولتاژ که در آن جهت ولتاژ تغییر میکند نقطه عبور از صفر میگویند.

پروژه آردوینو مدار تشخیص گذر از صفر
پروژه آردوینو مدار تشخیص گذر از صفر

مدار نشان داده شده در تصویر بالا ، مدار آشکار ساز عبور از صفر از که برای بدست اوردن نقطه عبور از صفر استفاده میشود . ابتدا ولتاژ 220 ولت AC را با استفاده از ترانسفورماتور کاهنده به 9 ولت کاهش میدهیم و سپس در پین 1 و 2 به اپتوکوپلر 4G25 تغذیه میشود.

اپتو کوپلر 4G25 دارای یک ال ای دی داخلی است که پین 1 آن آنود و پین 2 آن کاتد است.

بنابراین وقتی جریان AC به نقطه عبور از صفر نزدیک میشود ، LED داخلی اپتوکوپلر خاموش میشود و در نتیجه خروجی آی سی 4N25 هم قطع میشود و پالس خروجی ما تا 5 ولت کشیده میشود .

اگر میخواهید آردوینو را به صورت اصولی و پروژه محور (ساخت ربات، ارتباط با اندروید، اینترنت اشیا، برنامه نویسی حرفه ای) یاد بگیرید، حتما دوره آموزش آردوینو را مشاهده کنید.

همچنین هنگامی که جریان به تدریج به نقطه اوج افزایش میابد ، LED روشن میشود و ترانزیستور نیز فعال میشود و این باعث میشود پالس خروجی ما به 0 ولت برسد.

با استفاده از این پالس میتوان نقطه عبور از صفر را با استفاده از آردوینو تشخیص داد.

2. مدار کنترل زاویه فاز

پس از تشخیص نقطه عبور از صفر ، اکنون ما باید میزان روشن و خاموش بودن انرژی رو کنترل کنیم . این سیگنال PWM است که تصمیم میگیرد چه مقدار از ولتاژ خارج شود و به موتور AC برسد و سرعت آنرا تنظیم کند.

ما اینجا از BT136 TRIAC استفاده کردیم که ولتاژ AC را کنترل میکند.

زیرا این قطعه یک سوئیچ الکترونیکی برای کنترل سیگنال ولتاژ AC است.

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

ترایاک یک سوئیچ AC سه ترمینال (سه پایه) است که میتواند یک سیگنال با انرژی کم در پایه ی Gate آغاز کند. در SCR جریان فقط در یک جهت هدایت میشود اما در ترایاک میتوان قدرت را از هر دو جهت کنترل کرد.

پروژه آردوینو مدار کنترل زاویه فاز
پروژه آردوینو مدار کنترل زاویه فاز

همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است ، ترایاک یک سیگنال پالس با زاویه 90 درجه شروع میکند.

زمان t1 زمان تاخیر است که برای کم کردن نیاز است.

به عنوان مثال در این جا زاویه شروع پالس 90 درجه است ، از این رو خروجی نصف میشود . و مثلا لامپ با نصف شدت روشن میشود.

همانطور که قبلا گفته شد ، فرکانس جریان AC ما 50 هرتزاست .

بنابراین مدت زمان طول دوره 20ms خواهد بود .

برای نصف دوره 10ms ثانیه یا 10,000 میکرو ثانیه خواهد بود . بنابراین برای کنترل توان لامپ AC ، محدوده t1 میتواند از 0 تا 10000 تغییر کند.

3. پتانسیل سنج برای کنترل میزان سرعت فن

نحوه استفاده از پتانسیومتر برای کنترل سرعت فن AC
نحوه استفاده از پتانسیومتر برای کنترل سرعت فن AC

در این پروژه آردوینو ما از پتانسیومتر برای تغییر سرعت فن AC استفاده میکنیم .

همونطور که هزار ماشالله همتون میدونین پتانسیومتر یک قطعه است که دارای سه پایه است .

کار پتانسیومتر تقسیم ولتاژ است و ما میتونیم با استفاده از این پتانسیومتر ها یک ولتاژ متفییر داشته باشیم.

ولتاژ متغیر خروجی آنالوگ از پتانسیومتر به ورودی آنالوگ آردوینو داده میشود تا سرعت فن تنظیم شود.

4. مدار تولید سیگنال PWM

در مرحله آخر یک پالس PWM با توجه به سرعت مورد نیاز به ترایاک داده میشود.

که به نوبه خود زمان روشن و خاموش سیگنال AC را تغییر میدهد و یک خروجی متغیر برای کنترل سرعت فن ارائه میکند.

ما از برد آردوینو برای تولید پالس PWM استفاده میکنیم که ورودی را از پتانسیومتر میگیرد .

و سیگنال PWM را به TRIAC میدهد تا سرعت فن AC با توجه به نیاز ما تنظیم شود.

فیلم عملکرد مدار : کلیک کنید !

موارد موجود در فایل : شماتیک ، فایل Hex ، فایل آردوینو ، و …

برای دانلود فایل ها باید عضو آیرنکس باشید، تنها چند ثانیه زمان لازم است.

ورود / ثبت نام

[lrm_form default_tab=”register” logged_in_message=””]

نظرتان را در مورد این مطلب با ستاره دادن اعلام کنید
امیدوارم این مطلب برای شما مفید بوده باشد. نظرات ، مشکلات و پیشنهادات خود را در پایین صفحه اعلام کنید
محمد رحیمی

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید را قرار دهم. مالکیتی بر مطالب ارائه شده ندارم. اکثر فعالیت بنده در زمینه ترجمه است. (در خصوص سوال در مورد این مطلب از قسمت نظرات همین مطلب اقدام کنید)

6 نظر

  1. سلام ببخشید من اگه این کنترل سرعت فن ac را خریداری کنم فایل hex آن در پروتئوس باز میشود یا خراب است و دوباره باید باز نویسی شود

    1. سلام. به صورت عملی اجرا میشود اما در پروتئوس تست نکردیم هر چند به احتمال زیاد با موفقیت اجرا خواهد شد.

  2. سلام و با تشکر از فیلم های آموزشی. سئوالی در خصوص پروژه کنترل فن با آردینو و تریاک داشتم. شما در این پروژه از دستور map به صورت زیر استفاده کرده اید:
    ;( int pot=analogRead(A0
    ;(int data1 = map(pot, 0, 1023,10,40
    ;speed_val=data1 سوال : در دستور map مقادیر عددی 10 و 40 چه چیز می باشند و چطور محاسبه می شوند ؟

    1. سلام جناب. 10 و 40 محدوده ی مقدار آنالوگ هستند به اینصورت که مقدار دریافتی آنالوگ بین 10 تا 40 قرار میگیره. استفاده از مقادیر بالاتر برای این پروژه توصیه نمیشه.

  3. سلام. من خوب متوجه نشدم. در دستور map همچنان که مقادیر 0 تا 1023 محدوده مقادیر ورودی آنالوگ A0 می باشند گه اگر فرض کنیم محور Y ها باشند در این صورت مقادیر 10 و 40 را محور Xها بدانیم چه کمیتی می باشند؟ چون دستور map در واقع معادله خط می باشد.
    (y-y0=y1-y0/x1-x0(x-x0 لطفا سورس برنامه را بیشتر توضیح بدهید. با تشکر.

    1. ببینید در دستور map،
      map(pot, 0, 1023,10,40)
      map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)
      به این صورت هست یعنی از سمت چپ به راست : ارزش، از کم، از زیاد، به کم، به زیاد
      مقدار آنالوگ از پتانسیومتر میاد
      لطف کنید این مقاله رو بخونید مربوط به دستور map هست : دستور map

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *