Autor: Mauro Benito Montoya Arenas (mauro2017pre@gmail.com)

DIMMER ELECTRONICO

Resumen:

En el siguiente trabajo se describe el procedimiento para realizar un dimmer electrónico, también se explica su funcionamiento y se analiza algunos errores de uso o errores que se presentaron al momento de construirlo.

Introducción:

Actualmente notamos que, en casi cualquier lugar, ya sea público o privado, podemos encontrar iluminación con cualquier tipo de focos.

Desde focos fluorescentes hasta leds, todo se encuentra iluminado. Lo que es poco común es encontrar focos en los que puedas variar su intensidad de luz. Por lo general estos se encuentran encendidos o apagados.

Aunque implementar esto en el circuito para un foco pueda variar su intensidad no requiere de un gran gasto. La razón por la que no encontramos esto tan a menudo debe ser porque no es muy práctico o no se lo encuentra muy útil.

No obstante, hay ocasiones en las que son esenciales la utilización de un dimmer, las lámparas de noche son un ejemplo.

Objetivos:

- Aplicar nuestros conocimientos para explicar su funcionamiento y describir cada dispositivo

- Construir y hacer funcionar el dimmer, fotografiar el avance.

Marco Teórico:

Componentes y materiales a usar:

Lámpara incandescente. - es un dispositivo que produce luz debido al calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, usualmente wolframio o tungsteno, este se calienta hasta que se pone rojo. Actualmente este dispositivo se considera poco eficiente ya que convierte el 85% de la energía eléctrica en calor y solo el 15% en luz.

Potenciómetro. – El potenciómetro es un dispositivo formado por dos resistencias en serie que pueden ser modificados manualmente por quien lo use. Todos los potenciómetros están compuestos por tres terminales. Se usan como una resistencia variable, variador de voltaje para ajustes de resolución, variador de velocidad, realimentación de en el circuito de control de un servomotor, etc.

Resistencias eléctricas. - resistencia eléctrica lo conforman los dispositivos que se oponen al flujo de electrones por un circuito cerrado. A los dispositivos que tienen esta finalidad se les representa de las siguientes formas:

La resistencia de un material está dada por la siguiente formula:

ρ: coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material

l:longitud del cable

S: área de la sección transversal del mismo

Las resistencias como dispositivos eléctricos están regidas por la ley de ohm:

V: Diferencia de potencial eléctrico.

I: Corriente en que atraviesa dicha resistencia.

Capacitores. – Es un componente electrónico que almacena energía. Está compuesto por unas placas metálicas separadas por fracciones de milímetros y entre estas hay un dieléctrico. Cuando se conecta un capacitor a una fuente, la corriente trata de pasar de una placa a otra, pero encuentra el paso bloqueado por el dieléctrico. En este momento se comienza a formar un campo eléctrico entre las placas, que almacena la energía suministrada. Cuando el campo eléctrico se estabiliza, se dice que el capacitor está cargado y ya no consume más corriente. El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:

La energía almacenada viene dada por:

Diac.- El DIAC (Diodo para Corriente Alterna) es un dispositivo semiconductor doble de dos conexiones. Es un diodo bidireccional autodisparable que conduce la corriente sólo tras haberse superado su tensión de disparo alternativa, y mientras la corriente circulante no sea inferior al valor triple de voltios característico para ese dispositivo. El comportamiento es variable para ambas direcciones de la corriente. La mayoría de los DIAC tienen una tensión de disparo doble variable de alrededor de 30 V. En este sentido, su comportamiento es similar a una lámpara de neón.

Triac.- Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas. Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta (gate). El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo de gate/puerta.

Borneras.- es un tipo de conector eléctrico consiste en aprisionar un cable contra una pieza metálica mediante el uso de un tornillo. Al cable a veces simplemente se le retira el aislamiento exterior en su extremo, y en otras ocasiones se dobla en forma de U o J para ajustarse mejor al eje del tornillo. También se usan prisioneros, pero no son adecuados para su uso con los terminales, ya que no encajan. En cualquier caso, se ha de apretar un tornillo para asegurar la conexión.

Funcionamiento. -

El circuito consta de varias etapas y de distintas funciones de cada dispositivo. El triac actúa como un interruptor que se cierra cuando recibe un pulso (corriente gate), después la corriente circula entre sus terminales (circuito eléctrico cerrado). Debido a esto el circuito ya puede alimentar a la lámpara incandescente y esta se prendera.

La finalidad del potenciómetro consiste en controlar el momento de disparo del triac (más o menos tiempo). El voltaje que llega a la lámpara depende mucho del valor de la resistencia del potenciómetro y también de la capacitancia del capacitor(ambos influyen en la constante de tiempo tau: τ).

Para entender esto con mayor profundidad es necesario hablar del tiempo de disparo del triac.

El tiempo de disparo del triac depende exclusivamente de las resistencias y condensadores del circuito. Al aplicarse el voltaje al sistema los capacitores se cargan a través las resistencias. Cuando el voltaje almacenado alcanza el voltaje de umbral del Diac (aprox. 30v), este conduce y se genera una corriente gate. Esto hace que el triac se enganche (entra en conducción). El circuito de cierra y la carga recibe la energía eléctrica.

Se puede controlar el tiempo de descarga moviendo el potenciómetro y de esa forma determinando tau.

Mientras el potenciómetro registre poca resistencia la carga será más rápida. El capacitor C2 se agrega para reforzar la tensión C1 en el momento de descarga.

Procedimiento:

1. Simulo en Proteus el circuito del diagrama esquemático del dimmer electrónico.