Bagaimana saya bisa mendeteksi pemadaman listrik dengan mikrokontroler?

Saya memiliki konfigurasi catu daya berikut: AC MAINS -> UPS -> SUPPLY POWER 24V -> REGULATOR TEGANGAN 5V -> PCB (mikrokontroler). Apa solusi terbaik untuk mendeteksi pemadaman listrik pada listrik dengan mikrokontroler? Saya juga perlu mendeteksi zero-crossing sehingga saya dapat mengontrol kecepatan motor AC.

microcontroller power-supply ac zero-crossing

— m .lin
sumber

Apakah Anda memerlukan isolasi yang tepat antara kabel listrik dan mikrokontroler, atau dapatkah Anda melakukan sesuatu yang lebih sederhana?

Itu perlu diisolasi, ya.

— Mengumpankan hantaran

Mengapa komentar m.Alin terangkat dua kali? Dia hanya memberi lebih banyak informasi. Atau apakah upvoter berpikir bahwa dari 230V ke pin mikrokontroler tidak pernah dilakukan, dan apakah mereka pikir itu lelucon yang bagus?

— stevenvh

Minta mikrokontroler melihat kekuatannya sendiri, dan ketika listriknya hilang, ia mengirimkannya --- Oh, benar, tidak masalah.

— Olin Lathrop

@OlinLathrop: itulah manajer produk pepatah yang meminta LED yang harus menyala untuk memperingatkan ketika baterai lemah.

— kerikil

Jawaban:

Karena Anda juga memerlukan zero-crossing, Anda akan mendapatkan deteksi pemadaman listrik secara gratis .
Cara terbaik adalah menggunakan optocoupler untuk mendeteksi zero-crossing. Masukkan tegangan listrik melalui resistor resistansi tinggi ke input optocoupler. SFH6206 dari Vishay memiliki dua LED anti-paralel, sehingga bekerja pada siklus penuh dari tegangan listrik.

masukkan deskripsi gambar di sini

Jika tegangan input cukup tinggi, transistor output dihidupkan, dan kolektor berada pada level rendah. Namun, di sekitar zero crossing, tegangan input terlalu rendah untuk mengaktifkan output transistor dan kolektornya akan ditarik tinggi. Jadi Anda mendapatkan pulsa positif di setiap persimpangan nol . Lebar pulsa tergantung pada arus LED. Sudahlah kalau ini lebih dari 10% siklus kerja (1 ms pada 50Hz) Ini akan menjadi simetris tentang zero-crossing sebenarnya, jadi titik pastinya di tengah denyut nadi.

Untuk mendeteksi pemadaman listrik, Anda memulai penghitung waktu pada setiap zero-crossing, dengan batas waktu 2,5 siklus setengah. Praktik terbaik adalah membiarkan pulsa menghasilkan interupsi. Selama listrik ada, timer akan restart setiap setengah siklus dan tidak pernah habis. Namun, setelah listrik padam, akan habis setelah sedikit lebih lama dari siklus, dan Anda dapat mengambil tindakan yang sesuai. (Nilai waktu habis lebih dari 2 setengah siklus, sehingga lonjakan pada 1 zero-crossing yang menyebabkan pulsa tidak terjawab tidak akan memberi Anda peringatan palsu .)
Jika Anda membuat timer perangkat lunak itu tidak akan dikenakan biaya apa pun, tetapi Anda juga dapat menggunakan multivibrator monostable (MMV) yang dapat dipulihkan, misalnya dengan LM555 .

Catatan: tergantung pada tegangan listrik Anda dan jenis resistor Anda mungkin perlu menempatkan dua resistor secara seri untuk optocoupler, karena tegangan tinggi dapat menyebabkan resistor tunggal rusak. Untuk AC 230V saya telah menggunakan tiga 1206 resistor secara seri untuk ini.

Q & A waktu! (dari komentar, ini tambahan, jika Anda menginginkan lebih )

T: Dan LED input optocoupler akan bekerja pada 230V? Datasheet menyatakan bahwa tegangan maju adalah 1,65V.
A: Seperti untuk dioda umum tegangan lebih dari LED lebih atau kurang konstan, tidak peduli apa tegangan suplai Anda. Resistor seri wajib akan mengambil perbedaan tegangan antara catu daya dan tegangan LED. Jawaban atas pertanyaan ini menjelaskan bagaimana cara menghitung nilai resistor. Contoh ekstrem: catu daya 10 000V untuk LED 2V. Tegangan pada resistor: 10 000V - 2V = 9 998V. Anda ingin 20mA? Maka resistornya adalah = 499.9k $\frac{9 998V}{20mA}$ $\Omega$ . Itu 500 ribu, itu bahkan masuk akal. Namun, Anda tidak dapat menggunakan resistor biasa di sini. Kenapa tidak? Pertama, resistor PTH 1 / 4W umum diberi nilai 250V, dan pasti akan rusak pada 10 000V, jadi Anda harus menggunakan 40 resistor secara seri untuk mendistribusikan tegangan tinggi. Kedua, dan lebih buruk, kekuatan yang harus dihamburkan oleh resistor adalah , jauh lebih banyak daripada nilai 1 / 4W. Jadi untuk mengatasi kekuatan kita bahkan perlu 800 resistor. OK, 10kV ekstrem, tetapi contoh menunjukkan bahwa Anda dapat menggunakan tegangan apa pun untuk LED, sehingga 230V juga dimungkinkan. Ini hanya masalah menggunakan cukup dan jenis resistor yang tepat. $P = V \times I = 9 998V \times 20mA = 199.96W$

T: Bagaimana tegangan balik memengaruhi umur LED?
A: Yang kedua, LED anti-paralel menangani hal itu dengan memastikan bahwa tegangan balik atas LED lainnya tidak dapat menjadi lebih tinggi dari tegangan maju sendiri. Dan itu hal yang baik, karena tegangan balik 325V akan membunuh LED (kemungkinan besar meledak), sama seperti dioda sinyal, by the way. Cara terbaik untuk melindunginya adalah dioda anti-paralel. $_P$

T: Apakah resistor tidak menghilangkan banyak panas?
A: Baiklah, mari kita lihat. Jika kita mengasumsikan 1mA melalui resistor dan mengabaikan tegangan LED, kita memiliki , sehingga bahkan 1206 dapat mengatasinya. Dan ingat, kami menggunakan lebih dari 1 resistor, jadi kami aman jika kami dapat bekerja dengan 1mA (SFH6206 memiliki CTR tinggi Current Transfer Ratio). $P = V \times I = 230V_{RMS} \times 1mA = 230mW$ $-$

— stevenvh
sumber

@stevenvh Bagaimana tegangan balik mempengaruhi masa pakai LED? Atau apakah 2 LED anti-paralel mengurangi masalah itu?

— Majenko

Anda membutuhkan hukum Ohm. - lihat electronics.stackexchange.com/questions/14852/…

V = \frac{I}{R}

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

— Majenko

Saya telah mengintegrasikan pertanyaan di sini dan jawaban dalam T&J dalam jawaban saya.

— stevenvh

@stevenvh, jawaban ini terlalu terperinci dan mencakup terlalu banyak contoh, saya lelah dan hanya terangkat alih-alih membaca. Saya ingin Anda mulai membuat ringkasan eksekutif di bagian atas yang memberi tahu saya apa yang tidak akan saya baca. :)

— Kortuk

@Kortuk - Saya pikir judul Tanya Jawab memperjelas bahwa itu adalah informasi tambahan 'untuk pembaca yang tertarik' :-). Saya akan menyoroti setiap pertanyaan sehingga Anda dapat melewati pertanyaan yang tidak Anda minati.

— stevenvh

Saya menemukan item ini, Monitor Power Line MID400, yang dirancang untuk tujuan ini. Catatan aplikasi, https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-3007.pdf , memberikan sejumlah saran sirkuit, menangani beberapa skenario penggunaan.

— AnalogGuy
sumber

Ini telah menjadi tema berulang dengan terlalu sedikit solusi selama saya meng-upgrade oven industri. Kebanyakan PLC menggunakan modul "Input AC". Dalam pengamatan saya, sebagian besar EE tidak dirancang dengan PLC dan akan membangun perangkat tertanam. Saya menemukan frasa pencarian yang sukses: control signal relay spdt slim 120vPengubah lainnya untuk disertakan adalah DIN raildan Socket C.

Setiap jenis bisnis dengan kata automationdalam namanya akan memiliki produk dan literatur untuk membantu desain Anda.

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Pilih relai dengan koil input yang cocok dengan tegangan suplai utama Anda. Ada kumparan untuk 100-120VAC dan 200-240VAC. Dalam contoh saya, saya memilih untuk "membalikkan" output relai sehingga input digital selalu terikat ke HI atau LO dan tidak dibiarkan mengambang.

Sirkuit di atas mewakili apa yang saya terapkan untuk memonitor sensor pada oven, yang semuanya adalah NOswitch 115VAC. Desain yang ringkas meningkatkan kepadatan, karenanya mempelajari tentang "terminal block relay".

Ada penawaran unik di pasar dengan kepadatan tinggi dan antarmuka kabel pita dari vendor yang disebut opto22 melalui keluarga G4 mereka. Tidak ada afiliasi, bahkan pelanggan. Solusi lain yang mencapai tingkat kepadatan ini tampaknya adalah desain eksklusif untuk berinteraksi dengan lini produk PLC.

— Chris K
sumber