Dimmer Controlador Velocidade AC 2000w 50 220v 10a: Manual Técnico Completo

Introdução

Neste manual, será apresentado como instalar, configurar e utilizar o Dimmer Controlador de Velocidade AC 2000W 50-220V 10A. Se desejar adquirir este produto, clique aqui.

O Dimmer Controlador de Velocidade AC 2000W 50-220V 10A (código SKU RB0294) é um módulo eletrônico de estado sólido projetado para o controle contínuo de potência em redes de corrente alternada monofásicas ($110\,\text{VAC}$ a $220\,\text{VAC}$). Fundamentado na arquitetura de modulação por corte de fase (leading-edge phase angle control) utilizando um tiristor bidirecional TRIAC BTA16-600B acoplado a um diodo de disparo simétrico DIAC DB3 e malha snubber RC, o dispositivo permite ajustar a tensão eficaz ($V_{\text{RMS}}$) entregue à carga na faixa de $50\,\text{VAC}$ a $220\,\text{VAC}$, suportando potências de pico de até $2.000\,\text{W}$ e corrente nominal de até $10\,\text{A}$. Este documento técnico destina-se a engenheiros, técnicos de automação, projetistas de bancada e estudantes que necessitam dimensionar o acionamento de cargas resistivas (fornos elétricos, resistências de aquecimento, estufas, lâmpadas incandescentes/halógenas) e motores universais com escovas, bem como implementar monitoramento isolado de corrente e potência via Arduino e ESP32.

Especificações técnicas

Principais especificações

As especificações construtivas, mecânicas e nominais do módulo Dimmer Controlador de Velocidade AC 2000W estão detalhadas na tabela a seguir:

Parâmetro	Especificação
Modelo Comercial	Módulo Dimmer Regulador de Tensão e Velocidade AC 2000W
Código de Referência (SKU)	RB0294
Tensão de Alimentação de Entrada ($V_{\text{IN}}$)	$110\,\text{VAC}$ a $220\,\text{VAC}$ ($50\,\text{Hz} / 60\,\text{Hz}$)
Faixa de Tensão de Saída Ajustável ($V_{\text{OUT}}$)	$50\,\text{VAC}$ a $220\,\text{VAC}$ RMS (em rede de $220\,\text{VAC}$)
Potência Máxima de Pico (Carga Resistiva)	$2.000\,\text{W}$ (regime intermitente em $220\,\text{VAC}$)
Potência Contínua Recomendada (Carga Resistiva)	$1.000\,\text{W}$ a $1.200\,\text{W}$ (em $220\,\text{VAC}$) / $500\,\text{W}$ a $600\,\text{W}$ (em $110\,\text{VAC}$)
Potência Contínua Recomendada (Carga Indutiva)	$500\,\text{W}$ a $800\,\text{W}$ (motores universais com escovas)
Corrente Nominal Contínua ($I_{\text{RMS}}$)	$10\,\text{A}$ (com ventilação adequada)
Corrente Máxima do Tiristor ($I_{\text{T(RMS)}}$)	$16\,\text{A}$ (limite nominal do encapsulamento TO-220 do BTA16-600B)
Semicondutor de Potência Principal	Tiristor Bidirecional TRIAC BTA16-600B ($600\,\text{V}$ / $16\,\text{A}$)
Elemento de Disparo de Gatilho	Diodo Bidirecional de Gatilho DIAC DB3 ($V_{\text{BO}} \approx 32\,\text{V}$)
Controle Principal de Fase	Potenciômetro rotativo linear ($500\,\text{k}\Omega$) com porca de painel e knob plástico
Calibração de Limiar Mínimo	Trimpot multivoltas de precisão ($3296\text{W}$) integrado na PCB
Conectores de Potência	Bloco de 4 bornes de parafuso em linha (passo $5{,}08\,\text{mm}$ / $7{,}62\,\text{mm}$)
Dimensões Físicas ($C \times L \times A$)	$48 \times 55 \times 27\,\text{mm}$ ($4{,}8 \times 5{,}5 \times 2{,}7\,\text{cm}$ incluindo eixo do potenciômetro)
Material Estrutural	PCB em fibra de vidro FR-4 dupla face e dissipador de alumínio extrudado aletado

Características elétricas e operacionais

Os limites elétricos absolutos, parâmetros térmicos do tiristor e especificações da malha de comutação estão consolidados na tabela abaixo:

Parâmetro Elétrico / Operacional	Mínimo	Típico	Máximo	Unidade	Condição / Observação Técnica
Tensão de Bloqueio Repetitiva de Pico ($V_{\text{DRM}} / V_{\text{RRM}}$)	—	—	$600$	$\text{V}$	Limite dielétrico do TRIAC BTA16-600B
Corrente de Surto Não Repetitiva ($I_{\text{TSM}}$)	—	—	$160$	$\text{A}$	Semiciclo senoidal único de $60\,\text{Hz}$ ($t = 8{,}3\,\text{ms}$)
Queda de Tensão em Condução ($V_{\text{TM}}$)	—	$1{,}3$	$1{,}55$	$\text{V}$	Medida com $I_{\text{TM}} = 16\,\text{A}$
Corrente de Gatilho do TRIAC ($I_{\text{GT}}$)	$5$	$25$	$50$	$\text{mA}$	Operação nos quadrantes I, II e III
Corrente de Manutenção (Holding Current - $I_{\text{H}}$)	—	$15$	$40$	$\text{mA}$	Mínima corrente de carga para manter condução
Tensão de Ruptura Simétrica do DIAC ($V_{\text{BO}}$)	$28$	$32$	$36$	$\text{V}$	Ponto de disparo do pulso de Gate
Taxa Crítica de Subida de Tensão ($dv/dt$)	$400$	$500$	—	$\text{V/}\mu\text{s}$	Amortecida pela rede snubber RC de filme de polipropileno
Eficiência de Conversão Elétrica	$92$	$96$	$98$	$\%$	Perda restrita à dissipação $P_D \approx V_{\text{TM}} \times I_{\text{RMS}}$
Temperatura de Junção Operacional ($T_j$)	$-40$	$25 - 85$	$+125$	$\text{°C}$	Acima de $600\,\text{W}$ contínuos requer ventilação forçada

Descrição do produto

O que é o Dimmer Controlador de Velocidade AC 2000W 50-220V 10A?

O Dimmer Controlador de Velocidade AC 2000W 50-220V 10A é um conversor CA-CA compacto por controle de ângulo de fase (AC Phase-Angle Controller) montado em placa de circuito impresso de fibra de vidro FR-4. Sua topologia emprega um tiristor bidirecional TRIAC BTA16-600B fixado mecanicamente a um dissipador de alumínio aletado vertical, trabalhando em conjunto com capacitores de filme metalizado de polipropileno (CBB), resistores de polarização, um potenciômetro rotativo principal com manípulo (knob) e um trimpot multivoltas azul para ajuste fino do ponto mínimo de condução.

O circuito opera retardando o instante de disparo do tiristor a cada semiciclo da rede elétrica ($8{,}33\,\text{ms}$ em $60\,\text{Hz}$ ou $10\,\text{ms}$ em $50\,\text{Hz}$). Durante o início de cada semiciclo, o TRIAC permanece bloqueado enquanto a rede RC ajustável carrega o capacitor de temporização. Assim que a tensão sobre o capacitor atinge a tensão de ruptura (breakover) do DIAC DB3 ($\approx 32\,\text{V}$), o DIAC conduz um pulso rápido de corrente para o terminal Gate do TRIAC, colocando o semicondutor em condução até a próxima passagem natural da corrente por zero (zero-crossing). Além disso, o circuito conta com malha de histerese reduzida e filtro snubber RC em paralelo com os terminais principais ($\text{MT1}$ e $\text{MT2}$), evitando falsos disparos por ruído de comutação ($dv/dt$) ao acionar cargas com componente indutiva.

Para que serve?

• Controle térmico de elementos resistivos: Ajuste fino de potência e temperatura em fornos elétricos, resistências tubulares, aquecedores de água, ferros de solda, seladoras térmicas, chocadeiras e estufas de secagem.
• Variação de rotação em motores AC universais: Regulação contínua de velocidade em pequenos motores monofásicos com escovas (coletores), como furadeiras de bancada leves, micro-retíficas, ventiladores compatíveis e exaustores.
• Dimerização de iluminação incandescente e halógena: Controle progressivo de intensidade luminosa (dimming) em lâmpadas de filamento de tungstênio, refletores halógenos de quartzo e lâmpadas infravermelhas de aquecimento.

Por que devo usar?

• Duplo ajuste com trimpot de calibração de limiar mínimo: Diferente de dimmers domésticos simples, integra um trimpot multivoltas azul na placa que permite calibrar com precisão o ângulo de disparo mínimo ($50\,\text{VAC}$), eliminando zonas mortas no giro do potenciômetro principal.
• Alta densidade de potência em formato ultracompacto: Com dimensões de apenas $48 \times 55 \times 27\,\text{mm}$ e dissipador aletado vertical integrado, pode ser facilmente alojado em caixas de passagem, painéis de máquinas e bancadas de teste.
• Dupla rede capacitiva de filme de polipropileno (CBB): Reduz o efeito de histerese (snap-on) típico de dimmers comuns e protege o TRIAC contra transientes de tensão durante o chaveamento de cargas mistas.

Quando devo usar?

Este módulo deve ser utilizado em aplicações alimentadas em $110\,\text{VAC}$ ou $220\,\text{VAC}$ que demandem controle manual contínuo de tensão eficaz sobre cargas puramente resistivas (até $1.200\,\text{W}$ contínuos ou $2.000\,\text{W}$ de pico) ou motores universais com escovas de carvão (até $800\,\text{W}$).

Em contrapartida, este módulo não deve ser utilizado nas seguintes situações:

• Cargas acima de $2.000\,\text{W}$ ou correntes superiores a $10\,\text{A}$: Para resistências industriais pesadas ou motores universais de grande porte, utilize o Controlador de Velocidade Luminosidade Dimmer 10000W (equipado com TRIAC de $100\,\text{A}$ e chassi dissipador reforçado).
• Motores de indução assíncronos com capacitor de partida/permanente (como bombas centrífugas d’água pesadas, compressores herméticos e motores industriais gaiola de esquilo), que exigem variação de frequência via Inversor de Frequência (VFD).
• Equipamentos eletrônicos com fontes chaveadas internas (lâmpadas LED não dimerizáveis, fontes de computador, televisores, controladores lógicos ou placas microcontroladas), pois o corte senoidal danifica o estágio retificador primário dessas fontes.

Pinout e diagrama de entradas/saídas

O módulo dispõe de uma barra com 4 bornes de parafuso na borda da placa de circuito impresso e dois elementos mecânicos de ajuste de fase, conforme especificado na tabela técnica a seguir:

Pino / Terminal	Serigrafia Típica na PCB	Direção	Função Técnica Detalhada
Borne 1	IN (L) / AC-IN	Entrada AC	Entrada do condutor de Fase (L) proveniente da rede elétrica ($110\,\text{VAC}$ ou $220\,\text{VAC}$), protegida por disjuntor ou fusível de $10\,\text{A}$.
Borne 2	IN (N) / AC-IN	Entrada AC	Entrada do condutor de Neutro (N) (ou segunda fase em redes bifásicas $220\,\text{V}$), servindo de referência para a rede RC de disparo.
Borne 3	OUT (N) / AC-OUT	Saída AC	Retorno de Neutro (N) para a carga (interligado diretamente na trilha de cobre da PCB ao Borne 2 em topologia pass-through).
Borne 4	OUT (L) / AC-OUT	Saída Regulada	Saída de Fase Modulada pelo tiristor TRIAC BTA16-600B ($50\,\text{VAC}$ a $220\,\text{VAC}$ RMS) conectada em série com a carga.
Potenciômetro Frontal	VR1 (Eixo com Knob)	Entrada Mecânica	Ajuste principal da tensão eficaz de saída: giro horário aumenta a potência ($V_{\text{RMS}} \to 220\,\text{V}$); giro anti-horário reduz ($V_{\text{RMS}} \to 50\,\text{V}$).
Trimpot Azul	VR2 (Multivoltas 3296)	Calibração	Ajuste fino da resistência de offset da malha RC para calibrar o limiar inferior de tensão na posição mínima do potenciômetro.

Como fazer a ligação

Requisitos de instalação e alimentação

Para assegurar operação estável e evitar sobreaquecimento nos terminais de parafuso ou no semicondutor de potência, observe os seguintes requisitos de instalação:

1. Bitola dos condutores elétricos:
   • Para cargas de até $1.000\,\text{W}$ ($\le 5\,\text{A}$): utilize cabos flexíveis de cobre com seção mínima de $1{,}5\,\text{mm}^2$ ($16\,\text{AWG}$) com terminais tubulares (ilhós) prensados.
   • Para cargas entre $1.000\,\text{W}$ e $2.000\,\text{W}$ ($5\,\text{A}$ a $10\,\text{A}$): utilize obrigatoriamente cabos de $2{,}5\,\text{mm}^2$ ($14\,\text{AWG}$).
2. Proteção contra sobrecorrente e curto-circuito: Instale em série com o condutor de Fase de entrada (Borne 1) um disjuntor termomagnético monopolar ou bipolar de Curva C de $10\,\text{A}$ (ou fusível rápido de ação rápida de $10\,\text{A}$ para proteção de semicondutores).
3. Isolamento mecânico e convecção térmica: Como a placa possui trilhas expostas na face inferior (solda) energizadas com tensão de rede AC, fixe o módulo sobre espaçadores isolantes de nylon (standoffs M3) dentro de um gabinete plástico ventilado ou painel elétrico fechado, mantendo no mínimo $20\,\text{mm}$ de espaço livre ao redor do dissipador de alumínio.

Tabela de conexões dos terminais

O mapeamento completo do cabeamento (De $\to$ Para) entre a rede elétrica, o módulo Dimmer 2000W, a carga AC e o circuito opcional de monitoramento microcontrolado está detalhado abaixo:

Origem (Fonte / Periférico)	Destino (Dimmer 2000W / Carga / MCU)	Cor Padrão do Condutor	Nível / Tipo de Sinal	Observação Técnica
Rede Elétrica AC — Fase (L)	Entrada do Disjuntor $10\,\text{A} \to$ Borne 1 (IN-L)	Marrom ou Vermelho	$110\,\text{VAC} / 220\,\text{VAC}$	Entrada de potência protegida
Rede Elétrica AC — Neutro (N)	Borne 2 (IN-N)	Azul Claro	Neutro de Referência	Alimenta a malha RC de referência de fase
Borne 3 (OUT-N)	Terminal 1 da Carga AC	Azul Claro	Neutro (Pass-Through)	Retorno comum da carga AC
Borne 4 (OUT-L Regulado)	Terminal 2 da Carga AC	Vermelho ou Preto	$50\,\text{VAC}$ a $220\,\text{VAC}$	Fase recortada pelo TRIAC BTA16-600B
Garra do Sensor TC (SCT-013)	Abraçando exclusivamente o cabo do Borne 4	—	Acoplamento Magnético	Isolação galvânica total ($> 2\,\text{kV}$)
Saída Analógica SCT-013 (Sinal)	Pino A0 (Arduino) / GPIO 34 (ESP32)	Amarelo	$0\,\text{V}$ a $3{,}3\,\text{V}$ / $5\,\text{V}$	Leitura da forma de onda de corrente recortada
Referência SCT-013 (Comum)	Divisor de Tensão ($V_{\text{CC}}/2$) + Capacitor $10\,\mu\text{F}$	Preto	Offset DC ($1{,}65\,\text{V}$ ou $2{,}5\,\text{V}$)	Deslocamento de nível para leitura de meia-onda no ADC

Cuidados e observações de segurança

⛔ Perigo: O circuito deste módulo não possui isolação galvânica em relação à rede elétrica AC ($110\,\text{V} / 220\,\text{V}$). As trilhas inferiores da PCB, os terminais dos componentes e a aba metálica do TRIAC/dissipador podem apresentar potencial elétrico letal em relação ao terra. Nunca toque no dissipador de alumínio, no trimpot ou na placa com o circuito energizado e jamais conecte pinos de Arduino ou ESP32 diretamente aos terminais da placa.

⚠️ Atenção: Nunca tente medir a variação de tensão de saída do dimmer com um multímetro conectado diretamente aos bornes sem uma carga conectada. Devido à corrente de fuga que atravessa o capacitor snubber RC em paralelo com o TRIAC e à altíssima impedância de entrada dos multímetros digitais ($10\,\text{M}\Omega$), o instrumento indicará $220\,\text{VAC}$ constantes em qualquer posição do potenciômetro. Conecte sempre uma lâmpada incandescente/halógena de pelo menos $40\,\text{W}$ ou uma resistência na saída para observar a variação real de $50\,\text{VAC}$ a $220\,\text{VAC}$.

💡 Dica: Para operar cargas resistivas entre $1.200\,\text{W}$ e $2.000\,\text{W}$ por períodos prolongados, posicione um microventilador (cooler) de $40 \times 40\,\text{mm}$ ou $50 \times 50\,\text{mm}$ direcionado para as aletas do dissipador de alumínio. A convecção forçada reduz a resistência térmica dissipador-ambiente ($R_{\theta\text{SA}}$) em mais de $60\%$, impedindo a degradação térmica da junção do TRIAC BTA16-600B.

Como usar

Guia de operação passo a passo

1. Desenergize a bancada: Certifique-se de que o disjuntor de alimentação AC esteja desligado antes de iniciar qualquer conexão nos bornes.
2. Realize o cabeamento de entrada e saída: Conecte os cabos da rede elétrica nos bornes de entrada (IN) e os cabos da carga (lâmpada halógena, resistência ou motor universal) nos bornes de saída (OUT), apertando firmemente os parafusos para evitar mau contato e aquecimento por efeito Joule.
3. Posicione o potenciômetro no mínimo: Gire o knob frontal totalmente no sentido anti-horário (posição de mínima condução) antes de ligar a energia, garantindo partida suave (soft-start manual) para a carga.
4. Energize e ajuste a potência: Ligue o disjuntor AC e gire lentamente o potenciômetro no sentido horário até atingir a velocidade de rotação, luminosidade ou temperatura desejada.
5. Calibre o limiar mínimo no trimpot azul (se necessário): Caso a carga desligue antes do fim de curso anti-horário ou permaneça com potência mínima muito alta, desligue a rede ou utilize uma chave de ajuste totalmente isolada (cerâmica/plástica) para girar o parafuso de latão do trimpot multivoltas azul até definir o ponto de partida exato em $50\,\text{VAC}$.

Modos de operação e ajustes

Equacionamento matemático do controle por ângulo de fase

O módulo regula a potência elétrica variando o ângulo de disparo ($\alpha$, expresso em radianos, onde $0 \le \alpha \le \pi$) do TRIAC a cada semiciclo da tensão senoidal da rede $v(t) = V_{\text{pico}} \sin(\omega t)$. A tensão eficaz verdadeira (True-RMS, $V_{\text{RMS}}$) aplicada sobre uma carga resistiva em função do ângulo de atraso $\alpha$ é governada pela equação integral de potência:

$$V_{\text{RMS}}(\alpha) = V_{\text{rede}} \sqrt{1 - \frac{\alpha}{\pi} + \frac{\sin(2\alpha)}{2\pi}}$$

Onde:

• $V_{\text{RMS}}(\alpha)$ é a tensão eficaz entregue à carga ($\text{V}$);
• $V_{\text{rede}}$ é a tensão eficaz nominal da rede elétrica (ex.: $220\,\text{VAC}$);
• $\alpha$ é o ângulo de atraso de disparo em radianos ($0\,\text{rad}$ = condução total; $\pi\,\text{rad}$ = bloqueio total).

Consequentemente, a potência ativa média ($P_{\text{carga}}$) dissipada sobre uma resistência de aquecimento $R$ varia conforme:

$$P_{\text{carga}}(\alpha) = \frac{V_{\text{RMS}}^2(\alpha)}{R} = \frac{V_{\text{rede}}^2}{R} \left( 1 - \frac{\alpha}{\pi} + \frac{\sin(2\alpha)}{2\pi} \right)$$

Por sua vez, a constante de tempo $\tau$ da malha de disparo RC que determina o instante $t_{\alpha} = \frac{\alpha}{\omega}$ em que o capacitor $C$ atinge a tensão de ruptura $V_{\text{BO}} \approx 32\,\text{V}$ do DIAC DB3 é ajustada pela soma da resistência do potenciômetro principal ($R_{\text{pot}}$) com o trimpot multivoltas de calibração ($R_{\text{trim}}$):

$$\tau = \left( R_{\text{pot}} + R_{\text{trim}} \right) \times C$$

A tabela a seguir relaciona o ângulo de disparo $\alpha$, o tempo de retardo em uma rede de $60\,\text{Hz}$ (período de meio ciclo $T/2 = 8{,}33\,\text{ms}$), a tensão eficaz resultante em $220\,\text{VAC}$ e o percentual de potência entregue à carga:

Posição do Knob	Ângulo de Disparo ($\alpha$)	Retardo no Semiciclo ($60\,\text{Hz}$)	Tensão de Saída ($V_{\text{RMS}}$ em $220\,\text{V}$)	Fração de Potência Ativa ($P / P_{\text{máx}}$)
Mínimo Calibrado	$\approx 138^{\circ}$ ($2{,}41\,\text{rad}$)	$6{,}39\,\text{ms}$	$\approx 50{,}0\,\text{VAC}$	$5{,}2\%$
$25\%$ do Curso	$120^{\circ}$ ($2{,}09\,\text{rad}$)	$5{,}56\,\text{ms}$	$97{,}2\,\text{VAC}$	$19{,}5\%$
$50\%$ do Curso	$90^{\circ}$ ($1{,}57\,\text{rad}$)	$4{,}17\,\text{ms}$	$155{,}6\,\text{VAC}$	$50{,}0\%$
$75\%$ do Curso	$60^{\circ}$ ($1{,}05\,\text{rad}$)	$2{,}78\,\text{ms}$	$197{,}5\,\text{VAC}$	$80{,}5\%$
Máximo ($100\%$)	$\approx 10^{\circ}$ ($0{,}17\,\text{rad}$)	$0{,}46\,\text{ms}$	$\approx 219{,}6\,\text{VAC}$	$99{,}6\%$

Exemplos práticos de uso

Monitoramento True-RMS e proteção de sobrecarga com Arduino / ESP32

Como a forma de onda de saída de um dimmer por corte de fase não é puramente senoidal (trata-se de uma senóide truncada em cada semiciclo), medidores analógicos baseados em valor de pico divididos por $\sqrt{2}$ apresentam erro severo de leitura. Para integrar o Dimmer AC 2000W a um sistema de supervisão com Arduino Uno/Nano ou ESP32, deve-se empregar um transformador de corrente não invasivo (SCT-013-010 ou SCT-013-030) abraçando o condutor do Borne 4 (OUT-L) e realizar a integração numérica True-RMS por amostragem de alta velocidade no conversor analógico-digital (ADC).

O cálculo discreto da corrente eficaz verdadeira ($I_{\text{RMS}}$) a partir de $N$ amostras instantâneas $i[n]$ colhidas durante múltiplos ciclos de $60\,\text{Hz}$ é definido por:

$$I_{\text{RMS}} = \sqrt{\frac{1}{N} \sum_{n=0}^{N-1} i^2[n]}$$

O firmware completo abaixo é compatível com Arduino (ATmega328P) e ESP32, realizando a remoção automática do offset DC digital, o cálculo True-RMS sobre janelas de $200\,\text{ms}$ ($12$ ciclos completos de $60\,\text{Hz}$), a estimativa de potência aparente/ativa e o desligamento automático de segurança por relé caso a corrente ultrapasse o limite de $10{,}0\,\text{A}$:

/**
 * ============================================================================
 * Projeto: Telemetria True-RMS e Protecao de Sobrecorrente para Dimmer AC 2000W
 * Dispositivo Analisado: Dimmer Controlador Velocidade AC 2000W 50-220V 10A (RB0294)
 * Plataformas Suportadas: Arduino (Uno/Nano/Mega) e ESP32
 * Descricao: Amostragem de corrente nao-senoidal (corte de fase TRIAC) via
 *            sensor nao invasivo SCT-013, calculo True-RMS por integracao
 *            quadratica e corte automatico por rele se I_RMS > 10.0A.
 * ============================================================================
 */

#include <Arduino.h>

// Selecao automatica de parametros conforme a arquitetura da placa
#if defined(ESP32)
  const uint8_t PIN_ADC_SCT     = 34;     // GPIO 34 (ADC1_CH6 - somente entrada)
  const uint8_t PIN_RELE_CORTE  = 26;     // GPIO 26 para rele de seguranca
  const float   V_REF_ADC       = 3.30f;  // Tensao de referencia do ADC ESP32
  const uint16_t ADC_RESOLUCAO  = 4095;   // Resolucao de 12 bits (0..4095)
#else
  const uint8_t PIN_ADC_SCT     = A0;     // Porta analogica A0 no Arduino
  const uint8_t PIN_RELE_CORTE  = 7;      // Pino digital D7 para rele de seguranca
  const float   V_REF_ADC       = 5.00f;  // Tensao de referencia padrao 5V
  const uint16_t ADC_RESOLUCAO  = 1023;   // Resolucao de 10 bits (0..1023)
#endif

// Parametros eletricos do sistema e calibracao do sensor
const float TENSAO_REDE_NOMINAL = 220.0f; // Tensao da rede AC (220V ou 127V)
const float RESISTENCIA_CARGA   = 24.2f;  // Ex.: Resistencia de 2000W em 220V (~24.2 ohms)
const float FATOR_CALIB_SCT     = 10.0f;  // Para SCT-013-010 (10A -> 1V RMS de saida)
const float LIMITE_CORRENTE_MAX = 10.0f;  // Limite maximo nominal do Dimmer (10A)
const uint32_t JANELA_AMOSTRAGEM_MS = 200; // 200 ms = 12 ciclos completos em 60 Hz

// Variavel de filtro passa-baixas para rastreamento do offset DC (VCC / 2)
float offsetDigital = ADC_RESOLUCAO / 2.0f;
bool  sistemaEmDesarme = false;

/**
 * Realiza a integracao True-RMS de uma forma de onda recortada por TRIAC
 */
float calcularCorrenteTrueRMS() {
  uint32_t tempoInicio = millis();
  uint32_t numAmostras = 0;
  double somaQuadrados = 0.0;

  while ((millis() - tempoInicio) < JANELA_AMOSTRAGEM_MS) {
    uint16_t leituraBruta = analogRead(PIN_ADC_SCT);

    // Filtro digital IIR para rastrear desvios lentos no divisor de tensao DC
    offsetDigital = offsetDigital + 0.001f * ((float)leituraBruta - offsetDigital);

    // Extrai apenas a componente alternada (AC) instantanea
    float sinalFiltrado = (float)leituraBruta - offsetDigital;

    // Converte a contagem ADC para tensao instantanea nos terminais do sensor
    float tensaoSensor = (sinalFiltrado * V_REF_ADC) / (float)ADC_RESOLUCAO;

    // Converte tensao instantanea em corrente instantanea (Amperes)
    float correnteInstantanea = tensaoSensor * FATOR_CALIB_SCT;

    // Acumula o quadrado da corrente instantanea: i^2[n]
    somaQuadrados += (double)(correnteInstantanea * correnteInstantanea);
    numAmostras++;
  }

  if (numAmostras == 0) return 0.0f;

  // Raiz quadrada da media quadratica (True-RMS)
  float iRms = sqrt(somaQuadrados / (double)numAmostras);

  // Supressao de ruido residual de fundo (deadband em circuito aberto)
  if (iRms < 0.08f) {
    iRms = 0.0f;
  }

  return iRms;
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  #if defined(ESP32)
    analogReadResolution(12);
  #endif

  pinMode(PIN_RELE_CORTE, OUTPUT);
  digitalWrite(PIN_RELE_CORTE, HIGH); // HIGH = Rele habilitado (carga alimentada)

  //Pre-aquecimento do filtro de offset DC
  for (uint16_t i = 0; i < 500; i++) {
    uint16_t amostra = analogRead(PIN_ADC_SCT);
    offsetDigital = 0.99f * offsetDigital + 0.01f * (float)amostra;
    delay(1);
  }

  Serial.println(F("============================================================"));
  Serial.println(F("  TELEMETRIA TRUE-RMS - DIMMER AC 2000W 50-220V 10A (RB0294)"));
  Serial.println(F("  Comandos: Digite 'R' no Monitor Serial para rearmar o rele"));
  Serial.println(F("============================================================"));
}

void loop() {
  // Verifica comando de rearme manual via porta serial
  if (Serial.available() > 0) {
    char cmd = Serial.read();
    if ((cmd == 'R' || cmd == 'r') && sistemaEmDesarme) {
      sistemaEmDesarme = false;
      digitalWrite(PIN_RELE_CORTE, HIGH);
      Serial.println(F("[INFO] Protecao rearmada manualmente. Saida habilitada."));
    }
  }

  // Mede a corrente eficaz verdadeira da onda recortada pelo TRIAC
  float correnteRMS = calcularCorrenteTrueRMS();

  // Estima a tensao eficaz na carga resistiva (V_RMS = I_RMS * R_carga, limitada a V_rede)
  float tensaoEstimadaRMS = correnteRMS * RESISTENCIA_CARGA;
  if (tensaoEstimadaRMS > TENSAO_REDE_NOMINAL) {
    tensaoEstimadaRMS = TENSAO_REDE_NOMINAL;
  }

  // Calcula a potencia ativa dissipada na carga resistiva (P = I_RMS^2 * R_carga)
  float potenciaAtivaW = correnteRMS * tensaoEstimadaRMS;

  // Verificacao de seguranca contra sobrecarga (> 10.0 A)
  if (correnteRMS > LIMITE_CORRENTE_MAX && !sistemaEmDesarme) {
    sistemaEmDesarme = true;
    digitalWrite(PIN_RELE_CORTE, LOW); // Desarma o rele em serie com o Borne 1
    Serial.println(F("[ALERTA CRITICO] Sobrecorrente detectada (> 10.0A)! Carga desconectada."));
  }

  // Exibe relatorio de telemetria formatado
  Serial.print(F("Estado: "));
  Serial.print(sistemaEmDesarme ? F("DESARMADO (FALHA) | ") : F("OPERACIONAL       | "));
  Serial.print(F("I_RMS: "));
  Serial.print(correnteRMS, 2);
  Serial.print(F(" A | V_OUT(est): "));
  Serial.print(tensaoEstimadaRMS, 1);
  Serial.print(F(" VAC | Potencia: "));
  Serial.print(potenciaAtivaW, 1);
  Serial.println(F(" W"));
}

Projetos

Para integrar o controle ou o seccionamento seguro de cargas AC reguladas por dimmer a sistemas de automação conectada com interface gráfica via navegador, consulte os projetos práticos desenvolvidos no blog da RoboBuilders:

• Painel Web para Placa ESP32 com 1 Relé de 30A (RB2556): Projeto completo com código-fonte aberto e interface web responsiva embarcada no ESP32 para comandar o acionamento mestre (ligar/desligar à distância) de cargas AC de alta potência conectadas em série com reguladores dimmer.
• Painel Web para Placa ESP32 com 8 Relés de 30A (RB2553): Arquitetura de automação multiponto ideal para bancos de aquecimento térmico, estufas e linhas de produção que combinam ajuste fino de potência por dimmers com chaveamento remoto de múltiplos circuitos.

Conclusão

Neste manual técnico do Dimmer Controlador de Velocidade AC 2000W 50-220V 10A (RB0294), foram detalhados os parâmetros de engenharia e os procedimentos seguros de instalação e operação:

• Especificações elétricas e térmicas: Capacidade de modulação de até $2.000\,\text{W}$ de pico ($10\,\text{A}$ nominais) em redes de $110\,\text{VAC}$ a $220\,\text{VAC}$, utilizando tiristor TRIAC BTA16-600B ($600\,\text{V} / 16\,\text{A}$) com dissipador de alumínio aletado.
• Arquitetura e pinagem de 4 bornes: Identificação dos terminais de entrada (IN-L e IN-N), saída com neutro contínuo (OUT-N) e fase chaveada (OUT-L), além da função dupla do potenciômetro principal e do trimpot multivoltas azul de calibração de limiar mínimo ($50\,\text{VAC}$).
• Instalação elétrica e segurança: Dimensionamento de cabos de $1{,}5\,\text{mm}^2$ a $2{,}5\,\text{mm}^2$, proteção por disjuntor Curva C de $10\,\text{A}$, exigência de carga real conectada para aferição com multímetro e cuidados contra choque elétrico em circuito não isolado.
• Modelagem matemática e telemetria True-RMS: Equacionamento da tensão eficaz por corte de ângulo de fase ($\alpha$) e implementação prática de monitoramento isolado de corrente e potência com Arduino e ESP32 via transformador de corrente SCT-013.

Seguindo rigorosamente os limites de potência contínua para cargas resistivas e indutivas e as boas práticas de dissipação térmica apresentadas neste guia, o módulo proporciona controle contínuo, confiável e preciso em aplicações de aquecimento, iluminação e acionamento de motores universais.

Solução de problemas

Olá! Sou o assistente técnico da RoboBuilders. Descreva seu problema com o Dimmer Controlador Velocidade AC 2000w 50 220v 10a: Manual Técnico Completo e eu ajudarei a encontrar a solução.

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