L'éclairage joue un rôle fondamental dans l'apparence d'un espace de travail, et les LED à intensité variable sont la prochaine grande étape dans l'amélioration de votre configuration d'éclairage. Entrer dans le monde de l'éclairage à intensité variable peut être accablant avec des termes déroutants comme TRIAC, thyristors, ondes sinusoïdales, etc.
Cet article explique les principes fondamentaux des gradateurs TRIAC et fournit le savoir-faire de base requis pour configurer vos propres lumières LED à intensité variable.
Que sont les gradateurs TRIAC ?
TRIAC est une technologie de gradation de la lumière utilisée dans divers gradateurs pour contrôler l’éclairage des ampoules. Il existe presque autant de variateurs de lumière disponibles sur le marché que de technologies d’éclairage. Ces variateurs fonctionnent avec des ampoules à incandescence, des halogènes, des CFL (ampoules fluorescentes compactes) et certaines ampoules LED.
TRIAC (Triode for Alternating Current) est un type de semi-conducteur appelé thyristor cela peut limiter la quantité de courant alternatif circulant à travers une lampe. Les thyristors sont des dispositifs uniques avec une conception à trois électrodes composée d'une anode, d'une cathode et d'une grille. Les gradateurs à thyristor ne peuvent fonctionner que si le courant passe activement à travers la porte.
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Par conséquent, si un courant traverse la porte, le circuit se fermera et l’ampoule s’allumera. L'ampoule s'éteindra si vous arrêtez le flux de courant vers le portail. Une ampoule standard fonctionne à pleine puissance car elle reçoit un flux constant d’électricité. Mais un variateur TRIAC limite le courant et l'envoie à l'ampoule par impulsions.
L’ampoule semble faible à l’œil humain car elle s’allume et s’éteint des centaines de fois par seconde. Des délais plus longs entre les impulsions électriques entraîneront une ampoule beaucoup plus faible. Les gradateurs TRIAC constituent un moyen excellent et pratique de contrôler les systèmes d’éclairage. Vous pouvez facilement les utiliser pour atténuer les lumières de votre maison à l’aide d’un cadran.
1. Gradation AC vs gradation DC
CC (courant continu) est un flux direct de courant électrique à un taux unique et constant. Par conséquent, la gradation CC peut être aussi simple que de connecter une ampoule à une alimentation variable qui peut limiter le flux de courant. Au contraire, AC (courant alternatif) s'écoule sous la forme d'une onde sinusoïdale, allant du positif au négatif. L'utilisation de gradateurs CC sur des appareils CA réduira le courant positif mais ne pourra pas traiter le courant négatif.
Par conséquent, un circuit électrique spécialisé, comme un TRIAC, est nécessaire pour atténuer les appareils CA. Les gradateurs TRIAC utilisent des thyristors pour permettre le flux CA dans les directions négative et positive. Un gradateur TRIAC est nécessaire pour maximiser l'efficacité de la gradation AC.
2. Gradation du bord d’attaque par rapport au bord de fuite
La gradation de pointe arrête le flux de courant alternatif lorsque la forme d'onde sinusoïdale atteint zéro et la redémarre lorsqu'elle atteint le pic. TRIAC est un type de pilote de gradation de pointe qui fournit aux ampoules une explosion d'électricité à chaque demi-cycle CA.
L'opposé du bord d'attaque est le Trailing Edge Dimming, qui est limité aux composants électroniques sensibles comme les LED qui pourraient être endommagés par une soudaine explosion de courant. Les gradateurs à bord descendant sont appelés gradateurs LED-Ready pour un marketing clair et concis. Selon la configuration, les gradateurs TRIAC peuvent agir comme gradateurs de bord montant et gradateurs de bord arrière.
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Types de gradateurs
Les gradateurs TRIAC sont des circuits qui doivent être installés dans différents boîtiers de commutateurs pour augmenter encore leurs capacités. À lui seul, ce circuit variateur ne peut atténuer qu’une seule lumière à partir d’un seul endroit. Cependant, lorsqu'il est installé dans un interrupteur multi-emplacements, le circuit gradateur TRIAC peut atténuer plus d'une lumière à partir de deux emplacements ou plus.
Une courte liste des gradateurs de lumière les plus populaires peut abriter un gradateur TRIAC.
1. Interrupteurs unipolaires
Un variateur unipolaire peut contrôler une lumière à la fois. Il utilise une conception simple à trois fils composée d'un fil chaud (sous tension), d'un neutre et d'une terre. Il s’agit de la forme la plus standard qu’un gradateur TRIAC puisse prendre. Unipolaire les interrupteurs ont un bouton marche/arrêt et un curseur ou une molette qui contrôle la luminosité.
2. Commutateurs 3 voies/4 voies
Les gradateurs à trois voies sont des appareils électriques compliqués qui contrôlent une ou plusieurs ampoules à partir de deux emplacements différents (ou interrupteurs). Ils utilisent une conception à quatre fils, remplaçant le fil neutre par deux fils voyageurs. Ces fils voyageurs connectent l'interrupteur à trois voies à un autre interrupteur situé à un endroit différent.
Des interrupteurs à quatre voies contrôlent les systèmes d'éclairage au Leading Edge. La gradation de pointe arrête le flux CA lorsque la forme d'onde sinusoïdale atteint zéro et la redémarre lorsqu'elle atteint le pic.
TRIAC est un pilote de gradation de pointe qui fournit aux ampoules une explosion d'électricité à chaque demi-cycle CA.
3. Commutateurs multi-emplacements
Les gradateurs multi-emplacements sont une version avancée d'un gradateur à 4 voies. Ces interrupteurs peuvent contrôler un système d'éclairage à partir de plus de trois emplacements.
De plus, vous pouvez utiliser des commutateurs multi-emplacements pour les zones de gradation variables. Vous pouvez avoir deux types de gradation actifs simultanément dans votre espace de travail. La précision et le contrôle plus élevés de ces gradateurs sont essentiels pour éclairer de plus grandes zones à aire ouverte.
4. Commutateurs enfichables
Les interrupteurs enfichables sont des pilotes de gradation externes qui doivent être connectés à la prise murale. Ils agissent plus comme une rallonge que comme un variateur ordinaire. Connectez votre bureau ou vos lampadaires via un interrupteur enfichable pour obtenir des commandes de gradation. Si vous utilisez des ampoules LED dans vos lampes, assurez-vous qu'elles sont à intensité variable.
Toutes les lumières LED ne sont pas dimmables et donc incompatibles avec les gradateurs. Les options d'interrupteurs d'éclairage enfichables sont excellentes pour les personnes qui ne veulent pas avoir à câbler un gradateur permanent dans leur prise électrique.
5. Commutateurs intelligents
Les gradateurs intelligents ont un émetteur intégré dans l'interrupteur qui se connecte à votre smartphone. Vous permettant de contrôler votre éclairage où que vous soyez.
Étant donné que les instructions de gradation intelligentes sont envoyées sur Internet via une connexion sans fil, vous pouvez même contrôler l'éclairage de votre maison depuis votre bureau.
Les gradateurs intelligents vous permettent également de programmer l'heure de vos luminaires. Par exemple, vous pouvez utiliser l’application pour smartphone pour régler les lumières de votre maison pour qu’elles s’allument automatiquement au coucher du soleil.
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Comment fonctionne un gradateur TRIAC ?
Ces gradateurs utilisent des appareils électroniques de base tels que des condensateurs, des potentiomètres et des thyristors et les font fonctionner ensemble dans une séquence spécifique pour générer des impulsions de courant alternatif.
Les schémas de circuits et les termes techniques peuvent être intimidants, mais la gradation TRIAC est un processus relativement simple.
Cette section de l'article reprend toutes les complexités de la gradation TRIAC et les réduit à des étapes simples et faciles à comprendre.
Étape 1 : Comprendre les thyristors
A thyristor est un semi-conducteur à trois électrodes qui permet une circulation de courant bidirectionnel (AC positif et négatif) à travers l'anode et la cathode. Toutefois, cela n’est possible que si la troisième électrode est chargée d’électricité.
Le variateur TRIAC délivre une petite rafale de courant électrique au portail à intervalles définis. Cela signifie que le portail s'ouvre et se ferme plus de 50 fois en une seconde.
Ainsi, l’électricité circule à travers le thyristor sous forme d’impulsions courtes plutôt qu’en continu. Si la porte est déclenchée au début d'un cycle sinusoïdal, davantage d'électricité pourra circuler dans les lumières LED à chaque impulsion.
Au contraire, si le portail est déclenché vers la fin du cycle sinusoïdal, moins d'électricité circulera vers les lumières LED.
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Étape 2 : automatisation des condensateurs
Les condensateurs sont de petits appareils électroniques qui stockent et libèrent de l'énergie électrique après avoir été complètement chargés. Les gradateurs TRIAC placent un petit condensateur près de l'électrode de grille du thyristor.
La porte reste fermée pendant que le condensateur se charge et aucun courant ne passe aux lumières LED. Une fois que le condensateur est complètement chargé, il déclenche la grille, qui allume l'ampoule.
Une fois que l’onde CA passe du positif au négatif, le portail se referme, éteignant la lumière. Maintenant, le condensateur doit être chargé à nouveau, cette fois avec la forme d'onde de tension négative, et déclencher à nouveau la grille.
Le taux de charge d'un condensateur est déterminé par sa capacité (capacité à stocker l'énergie électrique). Les condensateurs plus gros ont une capacité plus élevée et auront besoin de plus d’électricité pour se charger.
Étape 3 : Contrôle du potentiomètre
Vous pouvez contrôler la synchronisation du déclenchement de la porte en utilisant une résistance variable appelée potentiomètre. Les potentiomètres standard se présentent sous la forme d'un bouton ou d'un cadran, comme ceux d'un système de sonorisation.
Les potentiomètres modifient la résistance du gradateur TRIAC, ce qui modifie la quantité de courant qui va au condensateur. Ce qui, à son tour, affecte la durée des impulsions au niveau de la source lumineuse.
Il n’y a aucun contrôleur numérique intelligent impliqué dans un gradateur TRIAC. Les valeurs de condensateur et de résistance calculées mathématiquement contrôlent le timing de déclenchement de la porte.
Étape 4 : Contrôle du gradateur TRIAC
Un gradateur TRIAC prend la tension d'entrée et l'empêche d'aller à la source lumineuse. Les condensateurs et les potentiomètres fournissent temporairement du courant à la lumière par impulsions courtes. Des impulsions plus longues conduiront à des lumières plus brillantes, tandis que des impulsions plus courtes conduiront à des lumières plus faibles.
Regardez un clip vidéo pour en savoir plus sur le gradateur TRIAC :
Avantages et inconvénients d'un gradateur TRIAC
Un variateur TRIAC (Triode for Alternating Current) est un dispositif de contrôle largement utilisé pour réguler le rendement lumineux des ampoules à incandescence et halogènes. Comprendre ces avantages et inconvénients est crucial pour prendre des décisions éclairées concernant les ajustements de l’éclairage dans les environnements résidentiels et commerciaux.
1. Rentable
Un pilote de LED à gradation TRIAC typique pour les solutions d'éclairage à petite échelle sera considérablement plus rentable que les autres technologies de gradation.
Un variateur TRIAC est un circuit électrique de base comprenant un thyristor, un potentiomètreEt un condensateur. Les facteurs de coût supplémentaires proviennent du boîtier sophistiqué et de la conception du variateur.
Le faible coût de gradation des commutateurs basés sur TRIAC en fait une option intéressante pour les maisons, les bureaux et autres petits bâtiments.
2. Prise en charge haute tension
Les contrôleurs de gradation TRIAC sont une excellente option pour les appareils électriques à haute tension. Presque tous les dispositifs de gradation TRIAC sont conçus pour fonctionner à quelques centaines de volts d'électricité.
Votre BTA24 Le gradateur TRIAC peut supporter un maximum de 800v à 25 ampères. Au contraire, les gradateurs LED DC ne sont pas conçus pour gérer une tension d'entrée aussi élevée.
3. Installation facile
Ces gradateurs sont disponibles sous forme d'interrupteurs unitaires qui peuvent être facilement installés dans le câblage préexistant de la maison. Dans la plupart des cas, un seul composant, l’interrupteur mural, doit être remplacé.
La commodité est l’un des principaux arguments de vente de ces gradateurs. Cela réduit les barrières à l’entrée pour les nouveaux arrivants et garantit que même les débutants peuvent les installer avec un peu de savoir-faire.
4. Fiabilité
Un variateur à semi-conducteur est une technologie purement analogique. Par conséquent, il ne sera pas piraté, ne rencontrera pas d’erreurs d’eau douce ou ne deviendra pas incompatible avec les futures mises à jour du micrologiciel.
Le câblage des luminaires est un processus plus long et le plus fiable. Lorsque vous câblez un variateur TRIAC dans la prise murale, il y restera pendant des années, remplissant sa seule fonction fixe.
5. Pilotes de gradation plus faibles
Les dispositifs de gradation TRIAC sont des dispositifs électriques simples et faciles à utiliser avec une compatibilité quasi universelle avec les lumières LED AC.
Cependant, un système de contrôle LED TRIAC aura une portée plus courte que les autres technologies de gradation. Cette méthode de gradation dépend de la forme d'onde de la tension alternative et est limitée au cycle AC.
6. Moins économe en énergie
Un gradateur TRIAC consomme une grande partie de l'alimentation secteur du mur, mais seule une partie de celle-ci est acheminée vers les luminaires. La perte de puissance est inévitable lorsqu’il s’agit de hautes tensions, et elle troque l’efficacité électrique contre une compatibilité plus large.
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Solutions de gradation de qualité grand public - TRIAC vs PWM vs 0-10v
La gradation TRIAC n'est pas la seule technologie de gradation disponible dans le commerce. PWM (modulation de largeur d'impulsion) est une autre solution courante de gradation de l’éclairage LED qui a été largement adoptée au cours des dernières années.
La gradation PWM fonctionne de la même manière qu'un gradateur TRIAC. Il allume et éteint fréquemment les lumières LED plusieurs fois par seconde pour créer l'illusion d'une lumière tamisée.
Gradation TRIAC
La gradation TRIAC est une méthode analogique de coupure de courant vers un appareil électrique. La gradation analogique (gradation physique) signifie qu'aucun logiciel informatique n'est requis pour contrôler le commutateur.
Ici, l'alimentation électrique envoie un signal CA complet, mais le gradateur TRIAC divise le courant en morceaux et ne permet qu'à de petits morceaux de circuler vers l'ampoule. La gradation TRIAC est limitée à l'alimentation secteur.
PWM Dimming
PWM est une méthode de gradation numérique (utilise un microcontrôleur) et une alternative CC aux gradateurs TRIAC. Il allume et éteint rapidement l'alimentation électrique, ce qui réduit le flux de courant vers l'appareil électrique.
Pour éviter le scintillement de la lumière, un système de contrôle PWM doit s'allumer et s'éteindre près de 100 fois par seconde.
La commutation du système de contrôle de puissance de l'arrêt à l'allumage n'est compatible qu'avec les alimentations CC, car le courant circule de manière constante. Un gradateur PWM est couramment utilisé dans le matériel informatique tel que les ventilateurs de PC et l'éclairage LED RVB.
0-10V Gradation
La gradation 0-10 V (ou gradation 1-10 V) est une méthode de gradation analogique dans laquelle un variateur envoie des signaux électriques entre zéro et dix volts.
Un pilote de LED de réception ajuste ensuite la luminosité en fonction de la tension fournie. 0v signifie la luminosité minimale et 10v signifie le maximum. Cette méthode de gradation est limitée aux lumières LED compatibles avec l'alimentation CC.
| TRIAC | PWM | 0-10v | |
|---|---|---|---|
| Technologie de gradation | Analogique | Ressources | Analogique |
| Entrée | AC | DC | DC |
| Prise en charge de la tension lumineuse | Haute tension | Basse tension | Basse tension |
Alternatives de qualité industrielle au gradateur TRIAC
Le variateur TRIAC est une excellente solution pour les systèmes d'éclairage à intensité variable. Cependant, d'autres systèmes de contrôle d'éclairage complets sont disponibles et offrent plus que de simples commandes de gradation.
Les solutions de contrôle d'éclairage de qualité industrielle fournissent la surveillance, la gradation, le contrôle des couleurs, les modèles d'éclairage et d'autres fonctionnalités par rapport aux simples gradateurs TRIAC et PWM.
Voici les deux systèmes de contrôle d'éclairage les plus largement utilisés.
1. Contrôle DALI
Interface d'éclairage numérique adressable, ou DALI, est un protocole numérique spécialisé qui permet à un système de contrôle d'éclairage de communiquer directement avec des luminaires individuels.
DALI n'est pas une méthode de gradation. C'est un système complexe de contrôle de l'éclairage qui peut également atténuer vos lumières. DALI est généralement utilisé dans les applications industrielles à grande échelle comme l'éclairage des stades sportifs.
Vous pouvez en apprendre davantage sur le Système de contrôle d'éclairage DALI.
2. Gradation DMX
Digital Multiplex Signal, ou DXM, est un autre protocole d'éclairage numérique qui peut contrôler un réseau complexe de lumières LED à partir d'un seul emplacement.
DMX est un système d'éclairage plus convivial qui contrôle à distance la puissance, la luminosité et la couleur d'une source de lumière LED. DMX peut être utilisé pour l'éclairage extérieur.
DALI et DMX sont des systèmes similaires qui utilisent des approches très différentes en matière de réglage de l'éclairage. Apprenez-en davantage sur leurs différences pour décider de choisir Contrôle d'éclairage DMX ou DALI.
Quelle solution de gradation convient le mieux à vos lumières ?
Votre espace de travail définit principalement votre choix de solution de gradation. La plupart des zones d'éclairage peuvent être divisées dans les catégories suivantes en fonction de la taille et de l'application.
- Petit et simple
- Petit et complexe
- Grand et simple
- Grand et complexe
Petit fait référence à moins d’appareils d’éclairage et au type de commandes d’éclairage requis. Réduire toutes les lumières à 50 % de luminosité est une tâche simple. Mais tamiser certaines lumières à 50 % et laisser le reste en pleine luminosité est beaucoup plus complexe.
Vous pouvez utiliser n'importe quelle solution de gradation AC ou DC pour des solutions petites et simples.
Les gradateurs TRIAC sont la meilleure solution pour équiper les vieilles maisons avec de nouvelles ampoules à intensité variable. Les gradateurs DC PWM sont recommandés pour un contrôle plus précis des luminaires.
Vous devez utiliser une solution industrielle, comme DALI ou DMX, pour un éclairage vaste et complexe.
Si vous n’êtes pas sûr d’une solution de gradation, un système de contrôle LED TRIAC est une valeur sûre. TRIAC est compatible AC, facile à installer, économique et modérément polyvalent.
Pour aller plus loin
Les gradateurs TRIAC sont des machines analogiques simples qui peuvent atténuer les lumières de manière fiable et cohérente en limitant le flux CA. Un contrôleur TRIAC peut utiliser différents commutateurs de gradation qui améliorent la fonctionnalité du gradateur.
Cette technologie semble trop complexe et intimidante au départ, mais une fois que vous en avez compris les bases, elle devient un autre outil d'éclairage à votre portée.
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