Deteksi 220 VAC dengan Raspberry Pi

9

Saya ingin membuat perangkat sederhana untuk memeriksa apakah lampu menyala atau mati. Saya menemukan beberapa skema tetapi saya perlu memastikan bahwa itu aman.

Sumber: Cara mendeteksi tegangan 220 VAC menggunakan opto-isolator

Masalah saya adalah saya tidak mengerti ini dengan baik. Saya menemukan bahwa PS2501 memiliki peluang untuk bekerja hingga 80V jadi bagaimana saya bisa menghubungkannya dengan aman ke 220 VAC? Resistor mana yang membatasi tegangan di sini? Mengapa kita perlu menambahkan kapasitor dan dioda (D1, C1)?

Saya seorang pemula di bidang ini jadi harap bersabar.

raspberry-pi opto-isolator

— M4xell
sumber

8

Tapak hati-hati! Tegangan listrik dapat mematikan, terutama jika Anda tidak tahu persis apa yang Anda lakukan. Apakah mungkin bagi Anda untuk mendeteksi cahaya menggunakan sensor tegangan rendah (mis. Fototransistor) alih-alih memasang kabel ke listrik?

— BB PADA

2

Rangkaian lebih terlihat seperti itu dimaksudkan untuk mendeteksi 230 VAC daripada untuk mendeteksi bahwa lampu menyala. Saya tidak berpikir Anda akan menempatkan itu secara seri dengan cahaya Anda. Jadi bagaimana Anda membayangkan itu akan berhasil dalam kasus Anda? Apapun, Anda mungkin mempertimbangkan pendekatan transformator saat ini yang lebih aman untuk diterapkan. Atau periksa garis pemisah untuk ide tambahan.

— Jonon

1

Apa yang Anda maksud dengan 'dipicu'? Jika ada beberapa sinyal yang mengendalikan saklar lampu, tidak bisakah Anda memeriksa kondisi ENABLE (AND) NOT DETECT?

— BB PADA

1

@BBON Saya pikir ini hanya berarti bahwa saklar lampu di dinding telah berubah menjadi posisi "on", dan OP mengatakan bahwa transformator saat ini yang disarankan oleh jonk dalam komentar sebelumnya tidak akan berfungsi jika bohlamnya padam

— Maple

1

Jangan lupa bahwa jika Anda menggunakan optocoupler Anda perlu memastikan tidak ada yang konduktif di antara pin. Stripboard (veroboard) atau papan proto lainnya mengalahkan isolasi kecuali diubah secara fisik.

— Adam Eberbach

13

Jika keselamatan menjadi perhatian utama, daripada membangun sirkuit itu, Anda dapat mempertimbangkan membeli modul input AC standar sekitar $ 10- $ 15. Mereka bersertifikat keamanan UL, CSA, CE, dan TÜV (masih mungkin salah dan menciptakan situasi berbahaya, terutama jika kabelnya ceroboh, tetapi kecil kemungkinannya).

Sebaiknya mintalah seseorang yang berpengetahuan luas memeriksanya sebelum Anda menyalakannya.

Sirkuit di dalam housing agak mirip dengan yang Anda perlihatkan, namun akan merespons lebih cepat.

Berkenaan dengan sirkuit Anda menunjukkan PS2501 memiliki peringkat tegangan isolasi jangka pendek 5000V RMS. Itu cukup memadai untuk menahan 240VAC dan sebagian besar transien yang mungkin muncul dengan aman.

Untuk keselamatan Anda perlu menjaga jarak rambat (kebocoran permukaan) antara lead input dan output (dari OPTO) ke minimal 8mm dan pastikan tidak pernah basah atau terkontaminasi dengan bahan konduktif.

Rangkaian pada sisi tegangan rendah harus dibumikan dan sekering atau pembatas arus lainnya digunakan sehingga kegagalan opto tidak dapat menyebabkan kondisi berbahaya. R1 dan R4 mungkin atau mungkin tidak dapat diterima tergantung pada jenisnya. Mereka pasti dapat terbakar dalam beberapa kondisi.

Tanpa sambungan arde di sisi yang terisolasi, Anda bergantung pada beberapa mil plastik di dalam yang memilih keselamatan.

Sejauh pertanyaan Anda yang lain, rating 90V hanyalah operasi keluaran transistor-in, ia hanya melihat 5V dan input 240V dikurangi menjadi 1.2V kebutuhan LED melalui komponen di sebelah kiri isolator.

Semua bagian yang terakhir secara elektrik "panas" (termasuk sisi opto itu) dan perlu dilindungi dengan baik terhadap kontak yang tidak disengaja.

Kapasitor C1 HARUS menjadi tipe X2 yang merupakan sertifikasi keselamatan untuk penggunaan lintas-induk. R1 dan R2 harus mampu menahan tegangan listrik dan transien. Vishay VR25, 35 dll. Seri diberi peringkat yang tepat.

C1 adalah apa yang benar-benar berfungsi menjatuhkan 240VAC ke 1.2V. Sebagian besar tegangan listrik muncul di atasnya. Pada setengah siklus positif, arus mengalir melalui LED di optocoupler, pada setengah siklus negatif arus mengalir melalui 1N4007. Resistor ada terutama untuk membatasi arus jika dinyalakan ketika tegangan tidak nol.

— Spehro Pefhany
sumber

2

CE bukan sertifikasi melainkan surat kesesuaian .

— Janka

"C1 adalah apa sebenarnya pekerjaan menjatuhkan 240VAC ke 1.2V" Bagaimana tutup bisa melakukan ini? Bagaimana Anda menghitungnya 1.2?

— M4xell

1

Tutup memiliki impedansi terhadap gelombang sinus 1 / (

2 π f C

$2\pi fC$ ) sehingga tegangan jatuh dan melewati arus seperti resistor tetapi tanpa pemanasan yang signifikan. 1.2 hanyalah perkiraan ke depan dari LED inframerah. Anda akan menemukan nomor yang dekat dengan itu dalam lembar data optocoupler.

— Spehro Pefhany

1

@Janka Ya, itu benar dan bahasa serupa lainnya berlaku untuk beberapa standar lainnya - UL adalah "daftar", IIRC. Saya baru saja menyalin bahasa lembar data, yang tidak tepat.

— Spehro Pefhany

@SpehroPefhany, bisakah Anda menjelaskan kepada saya sedikit lagi bagaimana Anda menghitung ini? Anda memberi saya beberapa formula tetapi terlihat 1/2 (seperti yang saya mengerti ini adalah PI ~ 3,14) * 3,14 * 50Hz * 0,0000001 (100nF), sekitar 31847.133. Apa yang harus saya lakukan dengan nilai ini untuk mengakses kembali 1,2 V?

— M4xell

12

Solusi termurah dan paling sederhana adalah dengan membeli pengisi daya USB kecil bertenaga listrik dan memasang kabel USB +5 dan ground untuk mendeteksi kapan pengisi daya ditenagai oleh AC.

— R .. GitHub BERHENTI MEMBANTU ICE
sumber

1

Jika OP ada di Inggris, itu tidak akan berhasil. Sirkuit penerangan tidak dapat memiliki soket normal yang dapat digunakan untuk menyambungkan pengisi daya USB. (Anda dapat memiliki soket pin bulat 5A di sirkuit penerangan - tetapi Anda tidak akan dapat menemukan pengisi daya USB yang sesuai dengan salah satunya.)

— Martin Bonner mendukung Monica

Ya tetapi apakah Anda yakin solusi seperti itu cukup hemat untuk diletakkan di langit-langit di bawah eternit? Bagaimana dengan pemanasan? Kemungkinan untuk dibakar? Saya membaca banyak tentang charger USB murah dan api di rumah yang disebabkan oleh perangkat ini.

— M4xell

1

Terlepas dari keamanannya, saya ragu ia meloloskan kode untuk meletakkannya di dinding / langit-langit. Saya akan memasangnya ke perangkat dan menjalankan AC utama dengan kabel yang sesuai dengan kode.

— R .. GitHub BERHENTI MEMBANTU ICE

10

Saya sangat menyarankan untuk mempertimbangkan kembali menggunakan rangkaian Anda demi deteksi tanpa koneksi langsung ke tegangan listrik. Beberapa contoh adalah:

Fotodioda untuk mendeteksi cahaya
Transformator arus berbasis koil untuk mendeteksi arus
Transformator arus dengan sensor efek Hall untuk mendeteksi arus

Semua hal di atas memiliki manfaat yang tidak mereka picu jika bola lampu Anda terbakar (jika itu yang Anda inginkan).

Sirkuit sensor tegangan non-kontak (NCV) untuk mendeteksi tegangan AC

Yang terakhir dapat memicu ketika sakelar AKTIF bahkan jika bohlam terbakar.

Tidak hanya opsi di atas jauh lebih aman, sirkuit mereka biasanya lebih sederhana daripada keburukan dalam pertanyaan Anda.

— Maple
sumber

Bisakah Anda memberi saya beberapa contoh tentang "Non-contact voltage sensor (NCV) circuit untuk mendeteksi tegangan AC"?

— M4xell

2

Tentu, ini satu . Ini satu lagi . Google untuk "rangkaian deteksi tegangan ac" dan Anda akan menemukan ratusan lainnya.

— Maple

Terima kasih untuk contohnya, apakah Anda tahu sesuatu tentang kebisingan dengan solusi ini, bagaimana akan bekerja jika saya memiliki 2 kawat, 1 dengan fase konstan dan satu lagi yang dikendalikan oleh relay (lampu on / off). Bagaimana saya bisa mengukur bahwa saya memiliki fase pada kabel yang benar? Apakah akan berfungsi jika kedua kabel ini akan saling berdekatan?

— M4xell

Tentu saja sensor seperti ini memiliki jarak operasi tertentu. Jika Anda dapat menempatkan dua kabel cukup jauh satu sama lain maka Anda dapat menemukan posisi di mana sensor mendeteksi kabel panas terdekat saja. Perhatikan bahwa Anda tidak harus meletakkan ini di sebelah soket lampu. Anda dapat menempatkan sensor di mana saja di sepanjang kabel panas, yang jauh dari kabel lainnya.

— Maple

Kalau dipikir-pikir, semakin buruk kinerja sirkuit Anda, semakin baik. Biasanya mereka dapat mendeteksi tegangan AC sekitar 5 cm. Jika Anda mengurangi sensitivitas hingga sekitar 5 mm, Anda hanya dapat dengan mudah mendeteksi kabel yang Anda butuhkan.

— Maple

0

Sirkuit itu mendeteksi arus AC dari dinding Anda; itu tidak secara langsung mendeteksi cahaya. Ini bisa berfungsi jika Anda menancapkannya ke koneksi yang sama dengan cahaya Anda, tetapi itu bukan solusi yang hebat (atau aman).

Untuk menjawab pertanyaan Anda:

Saya menemukan bahwa PS2501 memiliki kemungkinan untuk bekerja hingga 80V jadi bagaimana bisa bekerja jika kita ingin menghubungkannya ke 220 VAC?

Lihatlah lembar data. Peringkat 80V adalah untuk tegangan kolektor-emitor untuk transistor; ini hanya berlaku untuk sisi kanan sirkuit Anda, yang hanya terpapar 5VDC.

Mengapa kita perlu menambahkan kapasitor dan dioda (D1, C1)?

D1 menjepit node di depan dan di belakang R3 dan optocoupler ketika sisi itu memiliki tegangan positif. Ini untuk memastikan bahwa dioda dalam optocoupler tidak pecah karena hanya dapat menahan 6V secara terbalik. Menjepit adalah cara umum untuk melindungi sirkuit dari tegangan yang tidak diinginkan.

Kapasitor secara seri dengan resistor ditambahkan untuk menghaluskan bentuk gelombang tegangan AC untuk menghindari kesalahan positif.

— Darius
sumber

Saya percaya C1 adalah apa yang sebenarnya memberi makan kekuatan untuk optocoupler.

— Maple