Relais gegen Thyristoren: Was ist am besten, um 230-V-Lampen schnell ein- und auszuschalten (~ 5 Hz)?

Ich baue meine eigenen Disco / Party Lichter. 230 V / 60 W Glühlampen, und im Idealfall möchte ich sie mit 5 Hz ein- und ausschalten.

Ich plante ein einfaches Setup mit einem Arduino, der die Lichter steuert. Mein ursprünglicher Plan war die Verwendung von Relais, insbesondere SRD-05VDC-SL_C (Datenblatt) .

Es heißt, "Max elektrische EIN / AUS-Schaltung" ist 30 / Minute, was zu langsam für das ist, was ich im Sinn hatte. Dies scheint ein gängiges Thema bei Relais zu sein, da sich im Inneren doch ein mechanischer Schalter befindet.

Nach einigen Untersuchungen scheinen Triacs / Gate-Abschalt-Thyristoren eine mögliche Alternative zu sein. Ich habe mir TIC226m (Datenblatt) angesehen , aber keine maximale Umschaltrate gefunden.

Sind diese für mein Setup verwendbar? Alle anderen Tipps und Vorschläge werden sehr geschätzt.

Mechanische Relais halten nicht lange, wenn sie mit 5 Hz geschaltet werden müssen, aber Halbleiterbauelemente (Thyristoren, Triacs oder Transistoren) sind perfekt für Ihre Aufgabe.

Anstatt einen eigenen Thyristor / Transistor-Schaltkreis zu entwickeln, empfehle ich die Verwendung eines Halbleiterrelais . Es ist einfacher und sicherer. Sie bestehen aus einem Optokoppler (zur galvanischen Trennung des Logikpegeleingangs), einer Treiberschaltung und einer Art Halbleiterschaltelement, die alle in einem einzigen Standardgehäuse integriert sind.

Drei Hauptprobleme hier.

Der erste Grund ist, dass Sie nicht zu bemerken scheinen, dass Sie effektiv eine Dimmerschaltung aufbauen, wenn Sie mit dem elektronischen Schalten beginnen. Wenn Sie Google "Theater Licht Dimmer Schaltplan" finden Sie ein paar nützliche Links, einschließlich eines alten ePanorama-Artikels über verschiedene Arten. Nützliche Links finden Sie möglicherweise auch auf der Everyday Practical Electronics-Website. Dies ist jetzt fast historisch, da es im Grunde in den 1980er Jahren erfunden wurde und nicht besser / anders gemacht werden könnte.

Das zweite wichtige Problem ist, dass Sie sich nicht bewusst sind, dass Ihr Design schwer fehlerhaft ist. Normale häusliche 60-W-Lampen sind nicht für eine anständige Bühnenbeleuchtung geeignet. Der Wurf ist alles falsch und außerdem sind sie einfach nicht hell genug, um alles zu versauen. Bühnenbeleuchtung benötigt verrückte Mengen an Strom, wenn Sie Glühlampen verwenden. Wenn Sie diese Art von Leistung verwenden, erhalten Sie viel Wärme und benötigen dann das Design eines Bühnenparameters, um dies unter Kontrolle zu halten. Sie können also genauso gut Stage Pars kaufen.

Nur, dass all diese Kräfte ein Albtraum sind. Es ist eine echte Aufgabe, sicherzustellen, dass Sie während Ihres Auftritts keine Sicherungen durchbrennen. Und schlimmer noch, Ihr Schaltkreis muss auch viel Wärme abführen. Es muss nicht nur den Ton beim Ein- und Ausschalten stören, sondern ist auch ein ständiges Problem für jeden jemals hergestellten Netzdimmer, auch für die besten. Tatsächlich ist es egal, was Sie hören - Sie müssen auch den TV- und Radioempfang für ein paar Blocks um Sie herum nicht blockieren.

Die Lösung, die heutzutage jede Bühne und jeder DJ und Musiker nutzt, sind LED-Pars. Ziemlich billig, wenig Strom, ordentliche Helligkeit, über DMX steuerbar. Job erledigt.

Wenn Sie also heutzutage Ihre eigenen Lampen bauen möchten, sollten Sie LEDs verwenden. Mach den Job richtig. Natürlich kostet es Sie viel mehr, es selbst zu machen, als es von der Stange zu kaufen, aber dann hatten Sie die gleiche Situation wie mit Ihrem ursprünglichen Vorschlag, also gehe ich davon aus, dass Sie es als Projekt für tun Elektronik lernen, und nicht, weil das Endergebnis sehr nützlich oder kostengünstig sein wird.

Es gibt jedoch auch ein drittes Problem. Hierbei handelt es sich um eine Netzspannung, und Sie sind ganz klar noch nicht in der Elektronik ausgebildet. Dies ist eine klare Gefahr für Sie, Ihr Haus und alle, die in Ihrem Haus leben. Ich rate Ihnen dringend , dies nicht zu versuchen, da Sie noch nicht genug wissen, um mit dem Stromnetz sicher zu sein.

Bearbeiten, um hinzuzufügen: Wenn Sie vorhaben, als DJ aufzutreten, ist dies auch für jeden bei Ihren Auftritten eine klare Gefahr. Ihr Homebrew-Kit besteht keinen elektrischen Sicherheitstest. Wenn etwas schief geht, sind Sie direkt für grobe Fahrlässigkeit verantwortlich, und Ihre Versicherung deckt Sie nicht ab. Dies bedeutet, dass Sie und Ihre Familie auch Ihr Haus und jeden Besitz verlieren können, den Sie haben.

Wenn ich es nicht deutlich genug gemacht habe, sollten Sie das wirklich nicht tun ...

Am besten ist es wahrscheinlich, SSRs (Solid State Relays) zu verwenden, die Antriebs- und Isolationsschaltungen in einem Paket enthalten. Sie enthalten auch einen Thyristor und normalerweise einen Wärmeverteiler, der an einen Kühlkörper angeschlossen werden kann, der bei Bedarf elektrisch isoliert ist.

Die mechanischen Relais sind ungeeignet, sie werden laut und nutzen sich sehr schnell ab.

Beachten Sie, dass SSRs in der Regel vollständige Zyklen ergeben. Bei 5 Hz kann es daher zu unerwünschten Schwankungen zwischen dieser und der Netzfrequenz kommen.

Sie können das Stromnetz nicht schalten.

Erstens sollten Sie es nicht umschalten, weil die Stromversorgung gefährlich ist, und Sie sollten es nicht durch ein Homebrew-Gerät laufen lassen (es verstößt gegen den elektrischen Code und macht Ihre Versicherung ungültig, wenn es einen Brand / eine Verletzung verursacht).

Aber der Deal-Killer ist, dass keine Netzlampen schnell genug sind .

• Glühlampen haben eine zu langsame Anstiegs- / Abfallzeit; bei 5Hz würden Sie sie nicht so stark blinken lassen, als würden Sie sie durch PWM dimmen.
• Fluoreszierende Substanzen sind sofort verfügbar, selbst wenn der "Sofortstart" schnell genug war. Start-ups sind extrem anfällig für Leuchtstofflampen, und Sie würden die Lebensdauer der Röhre in etwa einer halben Stunde verkürzen.
• Netzlampen in LED-Technik sind viel zu langsam, weil sie ein elektronisches Treibermodul vor den LEDs haben. Das elektronische Modul kann nicht schnell genug von "Ein" auf "Aus" schalten. Selbst wenn Sie eine treiberlose Lampe finden, die das kann, hat das Treibermodul wahrscheinlich eine kurze Lebensdauer. Wie finden Ihre Mitarbeiter dann eine andere?

Also wird dieser Deal nicht im Netz passieren .

Jetzt befinden Sie sich in der 12/24-Volt-Gleichstromwelt. Hier ist es einfach. Viele Niederspannungs-DC-LED-Gehäuse verwenden Widerstände, um den Strom zu begrenzen, und diese können mit einer beliebigen Frequenz in den KHz-Bereich geflasht werden. Jede LED, die mit einem PWM-Controller gedimmt werden kann, macht genau das, was Sie wollen. Kein Problem.

Sie müssen nicht einmal die Hochleistungsschaltung entwickeln. Sie können einfach ein handelsübliches "Verstärkermodul" (normalerweise mit 3-4 Kanälen hergestellt) verwenden und Ihren Arduino ein Pilotsignal an den Verstärker senden lassen. Diese Sachen kosten ungefähr 9 $.

Und Bonus, Sie haben die Gefahr von Hauptleitungen vermieden.

Die andere Option ist die Verwendung von "intelligenten" LED-Lichtprodukten, mit denen Sie verschiedene Farb- / Helligkeitsstufen festlegen können. Faire Chance, dass diejenigen, die das Dimmen auf die DC-Seite stellen, in der Lage sind, sofort zu reagieren. So können Sie ihnen befehlen, mit 5 Hz zu dimmen, und sie können es tun.

Relais sind schlecht für diese Art von Dingen, weil jede Öffnung des Stromkreises einen Lichtbogen bildet, der die Kontakte verbrennt und sie abnutzt. OK, du schaltest die Klimaanlage, manchmal fängst du sie mit dem Nullstrom, also ohne Lichtbogen, aber meistens ist viel Lichtbogen im Gange. Dies setzt das Relais einem hohen Verschleiß aus und erzeugt viel Wärme.

Thyristoren arbeiten besser, weil es keinen Lichtbogen gibt. Das Schalten erzeugt jedoch mehr Wärme als der eingeschaltete Zustand (wenn nicht bei einem Nulldurchgang der Klimaanlage). Wenn Sie mit einer geringen Geschwindigkeit schalten, sagen wir, mindestens ein paar Sekunden zwischen den Zyklen, wird dies wahrscheinlich nichts ausmachen, aber bei 5 Hz kann es zu einem zusätzlichen Wärmestau kommen. Möglicherweise müssen Sie etwas mehr auf die Montage und Kühlung der Geräte achten, um eine Überhitzung zu vermeiden.

Glühbirnen sind eine schreckliche Lichtquelle für Ihre Anwendung. Sie sind unwirksam und langsam. Viel bessere Alternative ist die Umstellung auf LEDs.

Ihre Vorteile sind:

1. Geringere Abwärme (sie müssen jedoch gekühlt werden)
2. Niedrigere Spannungen erforderlich
3. Geringere Ströme erforderlich
4. Kleinere Abmessungen
5. Standardfarben (rot, grün, gelb, blau, weiß) plus RGB-Einheit
6. Schnelle Helligkeitsänderungen
7. Hohe Toleranz gegenüber schnellem Umschalten
8. Einfache Helligkeitsregelung über PWM

Und zu Ihrer Hauptfrage: Wie andere bereits angedeutet haben, können Sie Halbleiterrelais kaufen. Auf diese Weise wurden alle möglichen Probleme beim Umschalten vor Jahren gelöst, und da sie Frequenzen in der Größenordnung von kHz umschalten können, können Sie auch die Helligkeit im Arduino einfach regulieren.

Es gibt nichts schnelleres als ein 230-V-Relais. Die Kontakte sind für das Laden und Wiederholen und die sicherste Methode ausgelegt.

Und jemand erwähnte Led's. Weihnachtsbaum-Lichtsteuerungen sind die gefährlichste feuer- und wärmeerzeugende Elektronik der Welt. Sogar bei nur 2 bis 6mv. Feuer!

Und nur eine Verschwendung von Wärme, um elektronisch gesteuerte Ein / Aus-Festkörper zu verwenden, spült zu einem sekundären Relais und dann zu einem Hauptrelais.

Square D verfügt über 230 V mit Sekunden- oder Millisekunden-Halbleitertimern, die Sie direkt an der Vorderseite oder neben dem Relais einstellen und anschließen können. Ihre Schalter zur Spule von ihr können von 12 bis 120 V intern mit kaum oder keinen Drähten reichen. Handschalter auf Zeitschaltuhr auf 230V um zu leuchten.

Je größer das Relais, desto weniger Wärme wird erzeugt.

Anwendungsfall ist jedes Abfüllunternehmen der Welt, das an den Abfülllinien einen Push-Drop-Rückgabedosenverpacker und / oder 3 oder 2-Liter-Flaschenverpacker einsetzt. Diese sind ebenfalls rund um die Uhr geöffnet. Wenn Verpackungslinien wiederholt und sehr schnell die Motoren vorwärts schalten müssen, halten Sie an, um schneller als Disco-Lichter rückwärts zu fahren.