Regolazione e controllo di carichi con il dimmer multifuzione SX13
La scheda dimmer SX13, presentata in questo articolo, è la soluzione semplice e versatile
per il controllo di luminosità di lampade singole o di interi sistemi di illuminazione.
Con le sue quattro possibilità di controllo (tramite pulsante, tensione analogica, seriale RS232 o seriale TTL)
questo dimmer è adatto ad ogni esigenza. La possibilità di ospitarlo in un contenitore con aggancio su barra DIN
lo rende facilmente installabile in qualsiasi quadro elettrico.
La scheda SX13
Introduzione
La scheda SX13, progettata e prodotta da Area SX, consente di controllare la potenza erogata ad un carico a 220V, attraverso un segnale esterno. L'applicazione più diffusa di questo tipo di apparati, comunemente chiamati dimmer, è quella di regolare la luminosità di lampade ad incandescenza.
Il segnale di controllo esterno, che si utilizza per stabilire il livello di potenza da trasferire al carico, può essere applicato in vari modi, ad esempio attraverso i normali pulsanti per l'accensione delle luci di casa oppure tramite una tensione variabile controllata da un regolatore.
Nel nostro caso, la scheda SX13 è stata pensata per essere estremamente versatile: è infatti possibile effettuare il controllo tramite un pulsante, una tensione analogica, ma anche tramite la porta seriale RS232 del PC. Questa caratteristica, unita alla possibilità di poter collegare fino a 32 dimmer sulla stessa seriale, apre la strada ad interessantissime realizzazioni di controllo automatico. Tra le altre, ad esempio, giochi di luce per vetrine, feste, illuminazione ambientale interattiva, simulazione del ciclo giorno-notte per plastici, ecc.
Caratteristiche generali
Schema a blocchi della scheda SX13
Come si può vedere dallo schema a blocchi la scheda SX13 è costituita da due sezioni nettamente distinte: la sezione a bassa tensione, alimentata a 5V e la sezione ad alta tensione, collegata direttamente alla rete elettrica a 220V.
Le due sezioni sono elettricamente separate da optoisolatori; questo accorgimento consente di evitare sia eventuali danneggiamenti degli apparati di controllo (micro o PC) collegati alla scheda, sia pericolose scosse se si dovessero inavvertitamente toccare i collegamenti ai segnali di controllo (ad esempio un pulsante), attestati sul connettore JP1.
Altra caratteristica importante di questo dimmer è la presenza di un efficace filtro anti ronzio, che evita di diffondere sulla rete elettrica disturbi e rumore.
La sezione di bassa potenza è controllata da un PIC12F675, che si occupa della gestione dei segnali di controllo e dell'effettiva regolazione della potenza trasferita al carico.
Modalità di controllo della potenza
Le possibilità di scelta per il segnale di controllo del dimmer SX13 sono quattro:
- Pulsante normalmente aperto: utile per tutti quei sistemi in cui è necessaria anche una interazione
umana per la regolazione della potenza erogata al carico. La modalità a pulsante è compatibile anche con il controllo
attraverso linea seriale, consentendo così controlli misti
- Tensione analogica variabile da 0V a 10V: questo tipo di interfaccia è quella standard di molti dimmer
commerciali, e consente quindi al nostro regolatore di essere interfacciato anche con sistemi esistenti
- Seriale a livelli TTL (0-5V): questa modalità utilizza una linea seriale (solo TX) come modalità di pilotaggio.
L'utilizzo del solo segnale TX consente alla scheda di essere montata in "multidrop", ovvero condividendo la linea con
altri dimmer; è quindi possibile collegare in "serie" più schede (e quindi più lampade controllate indipendentemente)
per realizzare effetti di luce e di ambiente completamente automatizzati. Il livello TTL dei segnali consente inoltre
un collegamento diretto ad un qualsiasi microcontrollore, senza la necessità di inserire un convertitore
- Seriale RS232: ha le stesse caratteristiche del controllo seriale TTL, ma adotta i livelli di tensione
standard RS232, in modo da poter essere immediatamente collegata alla seriale del PC.
Collegamento in serie di più dimmer per la realizzazione di controlli complessi
Le schede SX13 in serie
La modalità d'interfacciamento più interessante è sicuramente quella seriale, ideale per collegare la SX13 a micro
(rabbit, basicx, PIC) o ad un PC.
Come detto la seriale utilizza, per il controllo della scheda, solamente la linea di trasmissione TX:
questo rende possibile collegare, sulla stessa seriale, fino a 32 schede SX13.
Ogni scheda può essere contraddistinta da un indirizzo; l'indirizzo viene assegnato alla scheda sempre tramite
la linea seriale e viene memorizzato nella memoria Flash del PIC (non viene quindi perso se manca alimentazione).
Quando si invia un comando per variare la potenza trasferita al carico si specifica anche l'indirizzo della scheda
a cui è destinato; il comando verrà quindi attuato solo dalla scheda che ha l'indirizzo giusto.
In questo modo è possibile creare anche gruppi di schede, con lo stesso indirizzo, che rispondono simultaneamente
ad un singolo comando.
E' inoltre previsto un indirizzo "broadcast", ovvero un indirizzo al quale rispondono tutte le schede,
utile per impartire comandi all'intero sistema da controllare.
Collegamenti elettrici
Per il collegamento elettrico sono presenti sulla scheda diversi connettori:
- un morsetto a vite per il collegamento della rete elettrica a 220V
- un morsetto a vite per il collegamento del carico
- un morsetto a vite per l'eventuale pulsante o tensione di controllo 0-10V
- un connettore a vaschetta maschio 5+5 poli, su cui va collegata la tensione d'alimentazione (+5V) e il segnale TX
della seriale. Questo connettore è compatibile con la scheda SX01 (leggi questo articolo per ulteriori informazioni:
Demo board SX01 per Rabbit RCM2200)
Nella foto successiva è possibile vedere un sistema di 2 dimmer collegato ad un convertitore Seriale/USB
(leggi DLP-USB232M Convertitore USB Seriale per saperne di più sul convertitore), per poter controllare i dimmer direttamente
dalla porta USB.
Due dimmer collegati al convertitore Seriale/USB DLP-USB232M
Versioni disponibili
La scheda dimmer viene fornita da Area SX in due versioni: la versione SX13A, che consente il controllo
via pulsante e via seriale (TTL ed RS232) e la versione SX13B che consente il controllo tramite linea analogica.
La differenza tra le due versioni è semplicemente nella programmazione del PIC a bordo del dimmer; è quindi possibile
ordinare anche solamente un PIC aggiuntivo, con il controllo mancante.
Documentazione ed esempi
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