PIC als lichtdimmer met aanraakbediening

De hier getoonde 8-pins PIC is geprogrammeerd als dimmer om de verlichting in huis (of waar dan ook) met één drukknop (of aanraaksensor) te kunnen dimmen en tevens aan/uit te kunnen zetten.
De PIC zit rechtstreeks met het 230V lichtnet verbonden (trafoloos), de schakeling zit tussen 230V fase en de lamp.
Ook voor halogeenverlichting (met conventionele (= normale) trafo), maar niet voor TL-buizen en spaarlampen.
 

Bediening
Als de lamp uit is dan kan deze "aan" worden gezet (= dimmer op maximaalstand) door kort de aanraaksensor aan te raken.
Er volgt dan een soft start en de lamp brandt binnen een halve seconde op zijn maximale niveau.
Wordt de aanraaksensor echter langer vastgehouden dan start de lamp niet op maximaal, maar op minimaal niveau.
De lamp gaat dan steeds feller branden totdat de aanraaksensor wordt losgelaten.

Om de lamp uit te zetten moet de aanraaksensor kort worden aangeraakt waardoor de lamp onmiddellijk zal uitgaan.
Brandt de lamp en raak je de aanraaksensor langer aan, dan zal de dimmer weer van dimniveau veranderen.
De dimrichting pendelt heen en weer tussen maximaal en minimaal niveau als de sensor blijvend wordt vastgehouden.
Wordt er bijvoorbeeld naar beneden gedimd, dan zal na het bereiken van het minimale niveau de dimrichting worden omgekeerd en zal de lamp weer feller gaan branden.
 

Soft start
De lamp wordt nooit meteen "vol" aangestuurd maar met een soft start, wat inhoudt dat de lamp in een halve seconde van "uit" naar maximaal niveau wordt aangezet.
Dit komt de aangesloten lamp(en) ten goede.
 

Niets indrukken, maar alleen het aanraken is al voldoende om de dimmer te bedienen.
 
Aanraakbediening
Een metalen plaatje (bijv. geanodiseerd aluminium) kan als aanraaksensor dienen.
Maak het plaatje niet te groot en houdt het draadje van het plaatje naar de print zo kort mogelijk, anders loop je de kans dat de dimmer continu bedient wordt zonder dat het plaatje wordt aangeraakt.
Het is van belang dat de schakeling wordt aangesloten aan de 230V fase en de lamp zoals in het schema is aangegeven, omdat bij verwisseling van de fase- en de lampdraad de aanraaksensor niet of nauwelijks werkt.
 

In de badkamer worden de vier dimmers aangestuurd door optocouplers aan de externe ingangen.
 
Externe 230V ingang
Het is ook mogelijk om de dimmer met een 230V fasesignaal te bedienen.
Dit is makkelijk als de lamp ook vanaf een heel andere plek bedient moet kunnen worden.
De functies van de externe ingang zijn exact gelijk aan die van de aanraakbediening.
Eventueel mag de aanraaksensor dan worden weggelaten, maar gecombineerd is ook mogelijk.

Door het plaatsen van een optocoupler (zie schema) is het mogelijk de dimmer veilig te bedienen met een 5V signaal van bijvoorbeeld een andere PIC (voor afstandsbediening bijvoorbeeld).

Moduspin (instellen dimrichting en geheugenfunctie)
Als pin 2 met Vss (pin 8) van de PIC is verbonden dan wisselt de dimmer niet van dimrichting na iedere bediening.
Als pin 2 met Vdd (pin 1) van de PIC is verbonden dan wisselt de dimmer wel van dimrichting na iedere bediening.
Als pin 2 helemaal niet is verbonden (pin gewoon open laten) dan onthoudt de PIC de dimstand als de lamp wordt uitgezet.
Wordt de aanraaksensor weer aangeraakt dan zal de lamp gaan branden met de helderheid die het had toen deze werd uitgezet.
Ook hier zal de dimrichting steeds wisselen na bediening.
Door op de print een jumper te plaatsen kan de gebruiker zelf de gewenste instelling kiezen (A, B of C, zie schema).
Pas wel op dat ook op de jumper 230V staat, dus de instelling alleen wijzigen als de netspanning er af is.
 

Aansluiten op het lichtnet
Om de dimmer in een huisinstallatie te installeren hoeft er niets aan de bestaande bedrading van het huis veranderd te worden, de schakeling komt in de plaats van de normale lichtschakelaar (tussen de bruine fasedraad en de zwarte lampdraad).
Wees er wel van bewust dat je hier met een levensgevaarlijke spanning werkt!


Aansluiten van de print op de huisinstallatie.
In plaats van de externe (puls)schakelaar kan ook een optocoupler geplaatst worden (zie schema onderaan).

 


PAS OP, HOGE SPANNING!

Kijk uit met bouwen aangezien de hele schakeling onder netspanning staat!!!
De PIC daarom niet programmeren in de schakeling zelf!
Aangezien deze schakeling geen transformator gebruikt, staat alles onder 230V netspanning.
De PIC dus ook!


De PIC niet ICSP programmeren!
In circuit programmeren met een ICSP programmer is niet mogelijk omdat je de kans loopt dat je PC/laptop wordt opgeblazen.
De Galva-Wisp PIC programmer daarentegen zou wel kunnen, maar helaas is de voeding van de dimmer te klein om ook de Galva-Wisp te kunnen voeden, er gebeurt dan niets ergs, maar het programmeren mislukt wegens te weinig spanning.
De PIC zal dus apart moeten worden geprogrammeerd, soldeer de PIC daarom niet in de schakeling maar plaats het in een 8-pins IC-voetje.

Als de schakeling in elkaar is gesoldeerd kun je het best eerst de schakeling aansluiten op 230V zonder de PIC.
Meet nu (voorzichtig!) de spanning over pin 1 en pin 8 van het 8-pins IC-voetje.
Deze moet zo rond de 5 ... 5,5 volt zijn.
Kijk wel uit wat je doet want de spanning over pin 1 en 8 kan dan wel 5V zijn, ten opzichte van aarde is de spanning nog steeds 230V!

Wees niet bang voor kortsluiting als je je print gaat testen want mocht je door een fout een kortsluiting in je schakeling hebben, dan zal er niet veel aan de hand zijn want de lamp zit altijd nog tussen de schakeling en de nuldraad.
Maar weet wel dat je met een spanning van 230V werkt als je deze dimschakeling bouwt, voorzichtigheid is dus geboden!


Schakelaar als pulsschakelaar
De PIC is beveiligd tegen het vastzetten van de toets of de sensor.
Wanneer er vijf complete dimsessies na en aan elkaar zijn gedaan (bij extreem hoge luchtvochtigheid in het geval van de aanraaksensor of door continu signaal op de externe ingang), zal de dimmer de lampen continu op het laagste dimniveau laten branden.
Pas als de sensor en/of het externe signaal weer in de normale ruststand komen, worden de lampen uitgezet en kan de dimmer weer zoals normaal worden gebruikt.

Een externe schakelaar moet dus geen continu 230V signaal geven, anders dimt de PIC continu.
Door een veer onder de knop te plaatsen veert een normale lichtschakelaar automatisch terug in de uitstand als de knop wordt losgelaten, de lamp blijft dan op de helderheid branden die het op dat moment heeft.


De rechterknop is gewoon aan/uit schakelaar, de linkerknop is dimmer geworden.
Door een drukveer achter de knop te lijmen met wat hotmelt veert deze knop automatisch terug als je het loslaat.
Hier is de externe ingang van de PIC gebruikt (aansturing met 230V fase, het rode draadje).
De print op de foto is origineel voor een SLB0587, een kleine aanpassing aan de PIC is dan nodig (het blauwe draadje).


Schema


Het grijze gedeelte kan op één printje komen, klein genoeg om in een inbouwdoos in de muur te plaatsen.
De 100n condensator zo dicht mogelijk bij de PIC plaatsen.

 

Het triactype is niet zo kritisch, onder andere TIC206D, TIC225D, TIC226D, TXAL226 en TAG226D werken.
De triac hoeft niet gekoeld te worden als de stroomopname onder de 2 ampère blijft.
Let op dat voor de twee 0,1µF voedingscondensatoren types worden genomen die minimaal 250VAC aankunnen.
De weerstanden van 1k en 120k moeten een ½ Watt type zijn.
 

Optocoupler
Het optocoupler type is niet kritisch, bij de test is een 4N25 gebruikt.
Over pin 4 en 6 van de optocoupler moet een weerstand (bijv. 10k) komen om deze minder (storings)gevoelig te maken.
De LED in de optocoupler moet dan wel stevig aangestuurd worden (470Ω serieweerstand bij een 5V signaal)


Componenten:
PIC
Diode
Zener-diode
Triac
Weerstand
Condensator
Spoel
Zekering
IC-voetje
eventueel:
12F629  Download HEX bestand
1N4148 (2×)
5V6 / 500mW
TIC206D (of vervanger, zie tekst)
100E + 1k (½ Watt) + 120k (½ Watt) + 470k + 1M5 + 2M2 + 4M7 (2×)
6n8 + 100n + 100µF / 16V + 0,1µF / 250VAC (2×)
30µH ... 50µH / 2A
T2A
8-pins
Jumper / Optocoupler 4N25 + 10k weerstand

Let op: De twee weerstanden van 4M7 beslist niet vervangen door één weerstand, ook niet als deze een grotere waarde heeft.

Sommige weerstanden kunnen eventueel vervallen.
Bij geen gebruik van de aanraaksensor kunnen de drie weerstanden van 4M7, 4M7 en 2M2 vervallen en moet pin 5 met Vdd (pin 1) worden verbonden.
Bij geen gebruik van ingangssignaal Extern kunnen de weerstanden van 120k en 470k vervallen en moet pin 6 met Vss (pin 8) worden verbonden.


De hier te downloaden HEX file is een demoversie voor een PIC12F629, deze stopt na 10 dimsessies.
Door de 230V een paar seconden uit te schakelen, reset de PIC en kunnen er weer opnieuw 10 dimsessies gedaan worden.
De gekochte PIC heeft deze beperking niet, die doet het natuurlijk altijd.

Let op: Het is mogelijk dat de demoversie niet op iedere PIC12F629 werkt, veroorzaakt door een te langzaam of te snel lopende interne oscillator van de betreffende PIC.
De interne oscillator van de gekochte PIC is gekalibreerd.

Tegen een kleine meerprijs is een pinbezetting naar wens te krijgen of in een SMD uitvoering.
Ook andere wensen, bijvoorbeeld andere gedragingen of functies, snellere, tragere of geen softstart, gescheiden up/down schakelaars, een snellere of langzamere dimstijging of opstarten vanaf een bepaald dimniveau, zijn tegen meerprijs te verkrijgen.
Een 14-pins versie is ook mogelijk zodat er nog meer mogelijkheden zijn aan de hand van meerdere input/output/ADC.
 

Download DIMMER.HEX, V-1 bestand om in een PIC12F629 te programmeren
Download schema als PDF bestand
Draadloos bediende lichtdimmer
Bestel geprogrammeerde PIC