Relais vs thyristors: quel est le meilleur moyen pour allumer et éteindre rapidement les lampes 230 V (~ 5 Hz)?


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Je construis mes propres lumières disco / fête. Ampoules 230 V / 60 W, et idéalement je voudrais les allumer et éteindre à 5 Hz.

Je prévoyais une configuration simple avec un Arduino contrôlant les lumières. Mon plan initial était d'utiliser des relais, plus spécifiquement SRD-05VDC-SL_C (fiche technique) .

Il indique que la "commutation électrique ON / OFF maximale" est de 30 / minute, ce qui est trop lent pour ce que j'avais en tête. Cela semble être un thème commun avec les relais, car après tout, il y a un interrupteur mécanique à l'intérieur.

Après quelques recherches, les triacs / thyristors à coupure de grille semblent être une alternative possible. J'ai jeté un œil au TIC226m (fiche technique) , mais je n'ai trouvé aucun taux de commutation max.

Sont-ils utilisables pour ma configuration? Tous les autres conseils et suggestions sont grandement appréciés.


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Les thyristors sont bons pour allumer et éteindre à 50/60 Hz, donc 5 Hz ne devrait pas être un problème.
Andy aka

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Vous feriez mieux d'utiliser des matrices LED COB 12 ou 24 V, car vous pouvez les stroboscopiser pendant de très courtes durées et ne pas avoir à vous soucier de la conception HV du tout.
sstobbe

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Prenez également note des fréquences des feux clignotants qui peuvent provoquer des crises d'épilepsie chez les personnes sensibles. Concevez votre contrôleur pour éviter de telles fréquences en divisant ou multipliant les taux de flash pour dépasser ces zones. Moins cher pour acheter du budget prêt à l'emploi ou du matériel d'occasion.
KalleMP

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Veuillez noter que l'ampoule à incandescence elle-même est assez lente et pourrait être trop lente pour vous donner l'effet que vous voulez dire à 5 Hz. À moins que vous ne soyez dans cet effet de fondu d'entrée et de sortie, les LED sont en effet un peu trop brutales ici.
Agent_L

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5 Hz est suffisamment élevé pour provoquer des crises d'épilepsie. <3 Hz est beaucoup plus sûr.
MSalters

Réponses:


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Les relais mécaniques ne dureront pas longtemps s'ils sont forcés de commuter à 5 Hz, mais les dispositifs à semi-conducteurs (thyristors, triacs ou transistors) sont parfaits pour votre tâche.

Au lieu de créer votre propre circuit thyristor / transistor, je vous suggère d'utiliser un relais à semi-conducteurs . C'est plus simple et plus sûr. Ils se composent d'un optocoupleur (pour l'isolation électrique de l'entrée de niveau logique), d'un circuit de commande et d'une sorte d'élément de commutation à semi-conducteurs, tous intégrés dans un seul boîtier standard.


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Et ils coûtent environ 2 $ par pièce. Vraiment la peine.
Janka

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Il y avait des relais de contact métal liquide pour les commutations fréquentes. J'en ai vu un destiné à environ 2 Hz, donc je parierais qu'un relais mécanique qui dure à 5 Hz est possible. Il suffit de
tâtonner:)

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@Agent_L Les relais Reed peuvent également basculer assez rapidement, souvent en quelques millisecondes.
jms

@jms Hmm, ma déclaration n'était pas claire. Ce que je voulais dire, c'est qu'une bulle de verre avec une piscine de mercure assez grande pour commuter de manière fiable 60W est assez lourde. Donc, vous pouvez l'avoir rapidement en ms ou vous pouvez l'avoir presque indestructible et fonctionner pendant des années - mais obtenir les deux dans un seul appareil poserait un défi majeur à
mon humble avis

@Agent_L Ce n'était pas clair. Je savais qu'il existait des relais de déplacement du mercure, bien qu'ils aient surtout été remplacés par des relais statiques. Je viens d'ajouter que les relais Reed (un autre type de dispositif de commutation électromécanique) peuvent également commuter rapidement. Bien sûr, les relais Reed ne sont pas adaptés à une application OP étant donné leur faible intensité nominale.
jms

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Trois problèmes majeurs ici.

La première est que vous ne semblez pas être conscient que vous construisez efficacement un circuit de gradateur lorsque vous commencez à utiliser la commutation électronique. Si vous "Schéma de gradateur de lumière de théâtre" Google, vous trouverez quelques liens utiles, y compris un ancien article ePanorama sur différents types. Vous pouvez également trouver des liens utiles sur le site Everyday Practical Electronics. C'est presque historique maintenant, car il a été essentiellement inventé dans les années 1980 et ne pourrait pas être fait mieux / différemment.

Le deuxième problème majeur est que vous ne savez pas que votre conception est gravement défectueuse. Les ampoules domestiques régulières de 60 W ne sont pas conçues pour un éclairage de scène décent. Le lancer est tout faux, et en plus ils ne sont tout simplement pas assez brillants pour tout faire. L'éclairage de la scène a besoin de beaucoup d'énergie si vous utilisez des lampes à incandescence. Cependant, lorsque vous utilisez ce type de puissance, vous obtenez beaucoup de chaleur, puis vous avez besoin de la conception d'un pair de scène pour garder cela sous contrôle. Vous pourriez donc aussi bien acheter des pars de scène.

Sauf que tout ce pouvoir est un cauchemar à gérer. C'est un vrai travail de s'assurer que vous n'allez pas faire sauter de fusibles pendant votre concert. Et pire encore, votre circuit de commutation devra également dissiper des niveaux de chaleur élevés. En plus de ne pas interférer avec le son lors de sa mise sous et hors tension, ce qui est un problème perpétuel pour tous les gradateurs secteur jamais fabriqués, même les meilleurs. En fait, peu importe votre son - vous devez également ne pas bloquer la réception de la télévision et de la radio pour quelques blocs autour de vous.

La solution que chaque scène et chaque DJ et musicien en concert utilise de nos jours est les LEDs. Assez bon marché, faible puissance, luminosité décente, contrôlable via DMX. Travail accompli.

Donc, si vous allez construire vos propres lumières ces jours-ci, vous devriez utiliser des LED. Faites le travail correctement. Bien sûr, cela vous coûtera beaucoup plus cher de le faire vous-même que de l'acheter sur étagère, mais alors vous alliez avoir la même situation avec votre suggestion d'origine, donc je suppose que vous le faites comme un projet pour apprendre l'électronique, et non pas parce que le résultat final sera très utile ou rentable.

Il y a aussi un troisième problème. Cela implique la tension du secteur et vous n'êtes clairement pas encore très compétent en électronique. Cela présente un danger évident pour vous, votre maison et toutes les personnes vivant dans votre maison. Je vous conseille fortement de ne pas tenter cela, car vous n'en savez pas encore assez pour être en sécurité avec le secteur.

Modifier pour ajouter: Si vous prévoyez de jouer en tant que DJ, cela présente également un risque clair pour tout le monde à vos concerts. Votre kit homebrew ne passera pas un test de sécurité électrique. En cas de problème, vous êtes directement responsable de la négligence grave et votre assurance ne vous couvrira pas. Cela signifie que vous et votre famille pourriez également perdre votre maison et tous vos biens.

Si je n'ai pas été suffisamment clair, vous ne devriez vraiment pas faire ça ...


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Si vous allez utiliser des ampoules à incandescence grand public, le type d'halogène linéaire de 500 W est le choix idéal. Ils ont une sorte de modèle de projecteur et une quantité d'énergie décente. Ils étaient une bonne option bon marché pour ajouter de la puissance supplémentaire lorsqu'ils sont à court de lanternes appropriées, et cela peut prendre un flash sans brûler des ampoules coûteuses.
Chris H

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De plus, les lumières Disco sont comme, donc depuis des millénaires, mec.
UnconditionallyReinstateMonica

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Votre meilleur pari est probablement d'utiliser des SSR (relais à semi-conducteurs) qui incluent des circuits de commande et d'isolement dans un seul boîtier. Ils comprennent également un thyristor et généralement un dissipateur de chaleur pour interfacer avec un dissipateur de chaleur, si nécessaire, qui est électriquement isolé.

Les relais mécaniques sont inadaptés, ils seront bruyants et s'useront très rapidement.

Gardez à l'esprit que les SSR donnent généralement des cycles complets, donc à 5 Hz, vous pouvez voir des battements indésirables entre cela et la fréquence du secteur.


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Vous ne pouvez pas changer de secteur.

Tout d'abord, vous ne devez pas le changer car l'alimentation secteur est dangereuse, et vous ne devez pas le faire fonctionner avec un gadget homebrew (il viole le code électrique et annulera votre assurance s'il provoque un incendie / des blessures).

Mais le deal-killer est qu'aucune lampe secteur n'est assez rapide .

  • Les incandescentes ont un temps de montée / descente trop lent; à 5 Hz, vous ne les flasheriez pas autant que PWM en les atténuant.
  • Les fluorescents sont éliminés même si le «démarrage instantané» était assez rapide; les startups portent extrêmement sur un fluorescent et vous brûleriez la vie utile dans le tube en environ une demi-heure.
  • Les lampes secteur utilisant la technologie LED sont beaucoup trop lentes car elles ont un module de commande électronique devant les LED. Ce module électronique ne peut pas passer de "activé" à "désactivé" assez rapidement. Même si vous trouvez une ampoule sans conducteur qui le peut, le module du pilote est susceptible d'avoir une courte durée de vie, et comment votre personnel en trouve-t-il une autre?

Donc, cet accord ne se fera pas dans le secteur .

Vous êtes maintenant dans le monde 12/24 volts CC. Ici, c'est facile. De nombreux boîtiers LED DC basse tension utilisent des résistances pour limiter le courant, et celles-ci peuvent être flashées à n'importe quelle fréquence dans le KHz. Toute LED pouvant être atténuée avec un contrôleur PWM fera exactement ce que vous voulez. Aucun problème.

Vous n'avez même pas besoin de concevoir une commutation haute puissance; vous pouvez simplement utiliser un "module amplificateur" standard (généralement composé de 3-4 canaux) et demander à votre Arduino d'envoyer un signal pilote à l'amplificateur. Ces choses coûtent environ 9 $.

Et en prime, vous avez évité le danger du secteur.

L'autre option consiste à utiliser des produits d'éclairage LED «intelligents» fabriqués qui vous permettent de les commander à différents niveaux de couleur / dim. Il est fort probable que ceux-ci mettent la gradation du côté DC et sont capables de répondre instantanément. Vous pouvez donc leur commander de briller / atténuer à 5 Hz, et ils peuvent le faire.


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Les relais sont mauvais pour ce genre de chose, car chaque ouverture du circuit se forme un arc qui brûlera les contacts et les usera. OK, donc vous changez A / C donc parfois vous le rattraperez au courant nul donc pas d'arc, mais surtout vous aurez beaucoup d'arc en cours. Cela soumettra le relais à une forte usure et créera beaucoup de chaleur.

Les thyristors fonctionneront mieux car il n'y aura pas d'arc. Mais, la commutation générera plus de chaleur que le régime permanent "on" (sinon à un passage par zéro de la climatisation). Lors d'une commutation à faible vitesse, disons au moins quelques secondes entre les cycles, cela ne représentera probablement rien, mais à 5 Hz, il peut y avoir une accumulation de chaleur supplémentaire. Vous devrez peut-être faire un peu plus attention à la façon dont les appareils sont montés et refroidis pour éviter qu'ils ne surchauffent.


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Les ampoules sont une source lumineuse terrible pour votre application. Ils sont inefficaces et lents. Une bien meilleure alternative est de passer aux LED.

Leurs avantages sont:

  1. Moins de chaleur perdue (ils doivent cependant être refroidis)
  2. Basses tensions nécessaires
  3. Courants plus faibles nécessaires
  4. Des dimensions plus petites
  5. Couleurs par défaut (rouge, vert, ambre, bleu, blanc) plus l'unité RVB
  6. Changements rapides de luminosité
  7. Haute tolérance à la commutation rapide
  8. Régulation facile de la luminosité via PWM

Et en ce qui concerne votre question principale: comme d'autres l'ont déjà suggéré, vous pouvez acheter des relais statiques. De cette façon, tous les problèmes possibles de commutation auxquels vous auriez à faire face ont été rencontrés il y a des années et comme ils sont capables de changer de fréquence de l'ordre de kHz, vous pouvez simplement régler la luminosité dans l'arduino également.


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Il n'y a rien de plus rapide qu'un relais 230v. Les contacts sont conçus pour la charge et les répétitions et la méthode la plus sûre.

Et quelqu'un a mentionné Led. Les contrôleurs de lumière d'arbre de Noël sont l'électronique générant le feu et la chaleur la plus dangereuse sur terre. Même à seulement 2 à 6mv. Les feux !

Et juste un gaspillage de chaleur pour utiliser des purges on / off à contrôle électronique à semi-conducteurs vers un relais secondaire puis vers un relais principal.

Le Square D a 230 V avec des minuteries à semi-conducteurs seconde ou milliseconde que vous pouvez prérégler et brancher directement sur le devant ou à côté du relais. Vos commutateurs à la bobine de celle-ci peuvent aller de 12 à 120 V en interne avec pratiquement aucun ou aucun fil. Commutateur à main à minuterie à 230v aux lumières.

Plus le relais est grand, moins il dégage de chaleur.

Le cas d'utilisation est que toutes les sociétés d'embouteillage dans le monde sur les lignes de remplissage utilisent un emballeur de boîtes de retour push drop et / ou des conditionneurs de bouteilles de 3 ou 2 litres. Ils fonctionnent également 24h / 24 et 7j / 7. Lorsque les lignes d'emballage doivent commuter répétitivement et très rapidement les moteurs de l'avant, arrêtez-vous pour inverser plus rapidement que les lumières disco.

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