ฉันจะตรวจสอบไฟฟ้าดับด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ได้อย่างไร

ฉันมีการกำหนดค่าแหล่งจ่ายไฟต่อไปนี้: AC MAINS -> UPS -> 24V POWER SUPPLY -> ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 5V -> PCB (ไมโครคอนโทรลเลอร์) อะไรคือทางออกที่ดีที่สุดในการตรวจสอบไฟดับของไฟเลี้ยงด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์? ฉันต้องตรวจจับการข้ามศูนย์ด้วยเพื่อที่ฉันจะสามารถควบคุมความเร็วของมอเตอร์ AC ได้

microcontroller power-supply ac zero-crossing

— m.Alin
แหล่งที่มา

คุณต้องการการแยกที่เหมาะสมระหว่างแหล่งจ่ายไฟหลักและไมโครคอนโทรลเลอร์หรือคุณสามารถหลีกเลี่ยงสิ่งที่ง่ายกว่าได้หรือไม่?

มันต้องถูกแยกออกใช่ การจ่ายไฟให้กับขาของไมโครคอนโทรลเลอร์ผ่านตัวต้านทานขนาดใหญ่ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาสำหรับโครงการนี้

— m.Alin

ทำไมความคิดเห็นของ m.Alin จึงถูกเพิ่มขึ้นสองครั้ง เขาแค่ให้ข้อมูลเพิ่มเติม หรือ upvoters คิดว่า 230V จากเข็มของไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่เคยทำและพวกเขาคิดว่ามันเป็นเรื่องตลกที่ดี?

— stevenvh

ให้ไมโครคอนโทรลเลอร์เฝ้าดูพลังของตัวเองและเมื่อพลังส่งไปให้ส่ง --- โอ้ถูกต้องไม่เป็นไร

— Olin Lathrop

@OlinLathrop: นั่นเป็นผู้จัดการผลิตภัณฑ์สุภาษิตที่ขอ LED ที่ต้องเตือนเมื่อแบตเตอรี่เหลือน้อย

— ก้อนกรวด

คำตอบ:

ตั้งแต่คุณยังจำเป็นที่จะต้องเป็นศูนย์ข้ามคุณจะได้รับการตรวจสอบอำนาจดับแทบฟรี
ที่ดีที่สุดคือการใช้optocouplerเพื่อตรวจจับการข้ามศูนย์ ใส่แรงดันไฟหลักผ่านตัวต้านทานความต้านทานสูงไปยังอินพุตของ optocoupler SFH6206ของ Vishay มี LED สองดวงในแบบขนานกันดังนั้นจึงทำงานได้เต็มวงจรของแรงดันไฟหลัก

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

หากแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงพอที่ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตจะเปิดและตัวเก็บรวบรวมอยู่ในระดับต่ำ รอบการข้ามศูนย์อย่างไรก็ตามแรงดันอินพุตต่ำเกินไปที่จะเปิดใช้งานทรานซิสเตอร์เอาท์พุทและตัวสะสมจะถูกดึงสูง ดังนั้นคุณจะได้รับการเต้นของชีพจรในเชิงบวกในทุกศูนย์ข้าม ความกว้างของพัลส์ขึ้นอยู่กับกระแสของ LED ไม่เป็นไรถ้าเป็นหน้าที่มากกว่า 10% (1ms ที่ 50Hz) มันจะมีความสมมาตรเกี่ยวกับการข้ามศูนย์จริงดังนั้นจุดที่แน่นอนอยู่ตรงกลางของพัลส์

ในการตรวจจับไฟฟ้าดับคุณจะต้องเริ่มจับเวลาทุกครั้งที่ข้ามศูนย์โดยมีการหมดเวลาที่ 2.5 รอบครึ่ง วิธีปฏิบัติที่ดีที่สุดคือปล่อยให้ชีพจรเกิดการขัดจังหวะ ตราบใดที่มีไฟแสดงตัวจับเวลาจะเริ่มต้นใหม่ทุกครึ่งรอบและจะไม่หมดเวลา เมื่อเกิดไฟฟ้าดับก็จะหมดเวลาหลังจากนานกว่าหนึ่งรอบและคุณสามารถดำเนินการที่เหมาะสมได้ (ค่าการหมดเวลานานกว่า 2 รอบครึ่งดังนั้นการหยุดชั่วคราวในการข้ามศูนย์ 1 ครั้งทำให้เกิดชีพจรที่ไม่ได้รับจะไม่เตือนคุณเลย)
หากคุณสร้างตัวจับเวลาซอฟต์แวร์มันจะไม่เสียค่าใช้จ่าย แต่คุณ ยังสามารถใช้multivibrator monostable retriggerable (MMV) ตัวอย่างเช่นกับLM555

หมายเหตุ: ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าหลักและประเภทตัวต้านทานของคุณคุณอาจต้องวางตัวต้านทานสองตัวต่ออนุกรมสำหรับออปโตคัปเปลอร์เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงอาจทำให้ตัวต้านทานเดี่ยวสลาย สำหรับ 230V AC ฉันใช้ตัวต้านทาน 1206 สามตัวในซีรีย์นี้

ถาม & ตอบเวลา! (จากความคิดเห็นนี่เป็นพิเศษในกรณีที่คุณต้องการเพิ่มเติม )

$\frac{9 998V}{20mA}$ $\Omega$ $P = V \times I = 9 998V \times 20mA = 199.96W$ มากกว่าคะแนน 1 / 4W มาก ดังนั้นเพื่อรับมือกับพลังงานเราจะต้องมีตัวต้านทาน 800 ตัว ตกลง 10kV นั้นรุนแรงมาก แต่ตัวอย่างแสดงให้เห็นว่าคุณสามารถใช้แรงดันไฟฟ้าใด ๆ สำหรับ LED ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่ 230V เป็นเพียงเรื่องของการใช้ตัวต้านทานที่เพียงพอและชนิดที่ถูกต้อง

$_P$

$P = V \times I = 230V_{RMS} \times 1mA = 230mW$ $-$

— stevenvh
แหล่งที่มา

@stevenvh แรงดันไฟฟ้าย้อนกลับมีผลต่ออายุการใช้งานของ LED อย่างไร หรือ LED 2 ดวงในการต่อต้านแบบขนานจะช่วยลดปัญหานั้นได้หรือไม่?

— Majenko

V = \frac{I}{R}

$V=\frac{I}{R}$

ฉันได้รวมคำถามไว้ที่นี่และคำตอบในคำถาม & คำตอบในคำตอบของฉัน

— stevenvh

@stevenvh คำตอบนี้มีรายละเอียดมากเกินไปและครอบคลุมมากเกินไปตัวอย่างฉันเหนื่อยและ upvoted แทนที่จะอ่าน ฉันต้องการให้คุณเริ่มวางบทสรุปผู้บริหารที่ด้านบนบอกฉันว่าฉันกำลังจะไม่อ่าน :)

— Kortuk

@Kortuk - ฉันคิดว่าชื่อคำถาม & คำตอบทำให้ชัดเจนว่าเป็นข้อมูลเพิ่มเติม 'สำหรับผู้อ่านที่สนใจ' :-) ผมจะเน้นแต่ละคำถามเพื่อให้คุณสามารถข้ามคนที่คุณไม่ได้สนใจในการ.

— stevenvh

ฉันเจอสิ่งนี้คือ MID400 Power Line Monitor ที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นี้ แอปพลิเคชันโน้ตhttps://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-3007.pdfให้คำแนะนำเกี่ยวกับวงจรจำนวนหนึ่งโดยระบุสถานการณ์การใช้งานหลายอย่าง

— AnalogGuy
แหล่งที่มา

นี่เป็นธีมที่เกิดขึ้นซ้ำ ๆ กับโซลูชันที่น้อยเกินไปในระหว่างการอัพเกรดเตาอบอุตสาหกรรม PLC ส่วนใหญ่ใช้โมดูล "อินพุต AC" ในการสังเกตของฉัน EE ส่วนใหญ่ไม่ได้ออกแบบด้วย PLC และจะสร้างอุปกรณ์ฝังตัว ผมพบคำค้นหาที่ประสบความสำเร็จ: control signal relay spdt slim 120vการปรับเปลี่ยนอื่น ๆ ที่จะรวมอยู่และDIN railSocket C

ธุรกิจประเภทใดที่มีคำว่าautomationชื่อจะมีผลิตภัณฑ์และวรรณกรรมเพื่อช่วยในการออกแบบของคุณ

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

เลือกรีเลย์ที่มีอินพุตคอยล์ที่ตรงกับแรงดันไฟเมนของคุณ มีคอยส์สำหรับ 100-120VAC และ 200-240VAC ในตัวอย่างของฉันฉันเลือกที่จะ "ย้อนกลับ" เอาท์พุทของรีเลย์เพื่อให้อินพุทดิจิตอลนั้นเชื่อมโยงกับ HI หรือ LO เสมอและไม่ปล่อยลอย

วงจรข้างต้นแสดงให้เห็นถึงสิ่งที่ฉันใช้สำหรับการตรวจสอบเซ็นเซอร์ในเตาอบซึ่งทั้งหมดเป็นNOสวิตช์ 115VAC การออกแบบที่กะทัดรัดช่วยเพิ่มความหนาแน่นจึงเรียนรู้เกี่ยวกับ "รีเลย์บล็อกเทอร์มินัล"

มีข้อเสนอที่ไม่เหมือนใครในตลาดที่มีความหนาแน่นสูงและมีสายเคเบิลริบบิ้นจากผู้ขายที่เรียกว่า opto22 ผ่านตระกูล G4 ไม่มีการติดต่อไม่ใช่แม้แต่ลูกค้า โซลูชันอื่น ๆ ที่เข้าถึงความหนาแน่นระดับนี้ดูเหมือนจะเป็นการออกแบบที่เป็นกรรมสิทธิ์ในการเชื่อมต่อกับสายผลิตภัณฑ์ PLC

— คริสเค
แหล่งที่มา