DIMMER El dimmer (del verbo inglés to dim: reducir, poner tenue) es un regulador electrónico que gestiona de manera inteligente el consumo energético regulando la intensidad de la iluminación. El primer dimmer electrónico fue realizado por Joel Spira en el 1961 fundador de Lutron Electronics. Los dimmer son usados en la luminotecnia para la regulación de la intensidad luminosa de lamparas a incandescencia o alógenas. Existen numerosos tipos de dimmer desde aquellos usados en casa para la regulación de una sola lampara a aquellos que regulan la intensidad luminosa de enteros aparatos como aquellos presentes en teatros o grandes complejos. Los dimmer pueden ser dotados de dispositivos mecánicos o electrónicos que permiten su calibración. Siendo de uso muy común han sido realizados circuitos integrados exclusivamente para esta función. Existen en el comercio dimmers comandados a distancia. En las versiones más comunes, adaptados a las instalaciones de nuestras casas, el comando viene enviado mediante un botón, una perilla o por simple roce.
Como funcionan:
El principio de funcionamiento, se basa en el control de potencia que se logra variando el ángulo de conducción de un Triac, de 30º a 160º.
Métodos de Regulación TRIAC. Conscientes de los habituales problemas de presupuesto, la tecnología triac es la más simple y económica de todas las presentadas.
La técnica simple de variar el punto de encendido de la lámpara a lo largo de la mitad del ciclo, está tradicionalmente establecido. Los inconvenientes de esta técnica son la aparición de ruidos en el filamento de la lámpara, los cuales producen un zumbido audible, y la posible aparición de interferencias en la red. TIRISTOR. La tecnología a base de Tiristores da un paso adelante en la tecnología convencional con el decrecimiento del ruido. Protección electrónica y una medida completa de las funciones del dimmer. Aún siendo una tecnología similar a la del Triac, la avanzada tecnología del Tiristor combina la solidez y la calidad del control de alta resolución que le da el filtraje anti parasitario para reducir el ruido del filamento de las lámparas disminuyendo el “rise time” de la curva.
IGBT Regulación por fase inversa. Esta tecnología en los dimmers son silenciosos y utilizan IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors), Transistor bipolar de puertas aisladas para variar gradualmente la curva de la corriente frente a la curva de carga, en contraste con el resultado obtenido mediante la tecnología Triac y Tiristor de control directo de fase. Los dimmers IGBT desconectan en la segunda mitad del ciclo de la senoide. El IGBT, al igual que el tiristor, recorta la forma de la senoide, pero debido a las condiciones de desconexión y el hecho de que el IGBT sea un transistor, es posible controlar de forma muy precisa el tiempo de caída y la forma de la curva, así como optimizar el rendimiento del dimmer.
PWM. Regulación sinusoidal por amplitud. Los dimmers PWM (Pulse Width Modulation, Modulación por anchura de Pulso), ofrecen una eficacia energética, un completo silencio y representan el sistema de regulación del futuro, esta técnica es empleada en los dimmers para controlar la amplitud de la onda que alimenta la lámpara. En términos básicos, la alimentación de entrada se hace con un muestreo a altas frecuencias (40kHz) y los equipos IGBT son controlados durante cada período de muestreo mediante la variación del ratio de tiempo On/Off. El período de encendido es proporcional a la potencia requerida para coincidir con la forma sinusoidal en cada punto del ciclo. La forma de la senoide de la corriente de salida es suavizada usando conexiones pasivas para producir una onda de salida exacta a la onda de entrada. Los procesadores PWM añaden menos de un 1% de distorsión a la alimentación principal, lo que
hace que estos dimmers sean completamente silenciosos y con una completa facilidad a la hora de regular cualquier tipo de carga. La ausencia de corrientes armónicas implica un descenso del costo energético (no hay potencia reactiva), aumento de la vida de las lámparas y transformadores y la infraestructura de cableado, normalmente sobredimensionada un 40% para instalaciones de regulación estándar, es más sencilla y barata.
Ventajas de los Dimmers: Eficiencia: Principalmente, ahorro de luz y aumento de la vida útil de las lámparas y en caso de los Dimmer, ahorro en la instalación cuando se desea conmutada o cruzamiento, porque solo se necesita un dimmer y “x” cantidad de pulsadores “el precio de un pulsador es inferior al de un interruptor conmutado y la mitad de un cruzamiento y un cable menos en la instalación. Antes del uso de los dimmer se utilizaban los reostatos en serie a la carga que disperdían una potencia comparable a aquella enviada a la carga misma.
Actualmente los circuitos más empleados incluyen la función de encendido al "paso por cero" de la tensión. La disminución del valor eficaz en la bombilla se logra recortando la señal en el momento de subida en el punto que se elija (si cortamos la señal cuando la onda llega a 60 V p.e. se encenderá muy poco, mientras que si la cortamos al llegar a 200 V se encenderá casi al máximo). También existen sistemas más complejos capaces de regular el flujo de iluminación para otro tipo de luminarias (fluorescentes, de bajo consumo, etc.) pero son más complicados. Algunos dimmer pueden ser controlados remotamente a través de controladores y protocolos especiales. En el caso de la iluminación para escenarios uno de los protocolos más utilizados es DMX (Digital MultipleX), que es un protocolo de comunicaciones usado para controlar la iluminación de escenarios, o DMX512, el cual permite que la intensidad de las luces convencionales pueda ser sincronizada con las luces de efectos especiales, máquinas de humo, etc.
Desarrollo: Empezamos por armar el siguiente circuito para la creación física de nuestro dimmer que más adelante explicaremos su funcionamiento .
A continuación se enlistaran los valores de algunos elementos y el significado de las iniciales: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
V1 = 127 [v] / 60[Hz] LA1 es el foco D1 es el triac 2N6344 R2=100K R3=4.7K D2 es el led D3 es el diac DB3 C2=47 [nF] C1=100 [nF] R4= 8.2K VR1 es el potenciómetro de 250K R6=131K R5=8.2K
Funcionamiento. A la entrada del circuito tenemos un voltaje alterno que alimenta el circuito, la fase pasa a través del foco y de las resistencia R2 y R3 (estas resistencias reducirán el voltaje que alimentara el led D2), este arreglo exceptuando el foco es nuestro sensor el cual indica el encendido del circuito, siguiendo la dirección de la corriente esta pasa a través de la resistencia R4 que le permitirá posteriormente al potenciómetro ser el limitador de voltaje, es decir, recortara la señal senoidal. El arreglo en paralelo que se tiene de este con respecto a la resistencia R6 es un divisor de corriente, nótese que el nodo que determina las magnitudes de corriente en cada dirección que toma (divisor de corriente) es condicionada por el potenciómetro, la salida será la señal de entrada de nuestro sistema que pasa a través de un arreglo pasa baja (R5,C2 Y C1) que posteriormente llegara al diac (Controlador) el cual se encarga de generar disparos de voltaje positivo y negativo de manera alterna para obtener la mayor potencia de nuestra señal Senoidal y el triac funciona de tal manera que se cierra cuando hay una señal en la compuerta y abre cuando esta desaparece o es menor que la señal requerida para que así se tenga el resultado final y visual en el foco.
Físicamente lo que se observa con este arreglo es que al variársela resistencia del potenciómetro variara la intensidad luminosa del foco.
Posteriormente se le agrego un elemento al circuito anterior el cual le da un funcionamiento distinto y que el cual se muestra a continuación:
Como se puede observar el elemento nuevo en este circuito es la fotorresistencia la cual funciona de tal manera que si recibe luz esta conduce corriente y si no recibe luz no conduce la corriente. La función de este elemento dentro del circuito, el triac deja pasar la corriente de la línea cuando hay señal en la terminal de compuerta, la fotorresistencia lo que hace es afecta al diac ,es así que cuando la fotorresistencia se ilumina se apaga el foco y viceversa. Ya por ultimo tenemos el arreglo siguiente:
En este caso se quito la resistencia y el potenciómetro para que en su lugar se metiera la fotorresistencia y el funcionamiento básicamente es que si se ilumina la fotorresistencia se encenderá el foco y viceversa, es claro que si se deja de iluminar la fotorresistencia esta corta el circuito, es como un tipo de interruptor que se abre y cuando se ilumina se cierra.
