Детектор напряжения. (~220 в -5 минимальными усилиями)

[FFASM]

Всем привет. Сделал некоторую автоматику на микроконтроллере и
уткнулся в идиотскую проблему. Одно из данных, что мне нужно контролировать,
фаза (220 вольт). То есть провод на которой либо подана фаза, либо нуль.

Задача: как наименьшими трудазатратами преобразовать
220 вольт в 5 вольт (вход на ножку микроконтроллера).

Вариант использовать трансформатор с одним диодом (получение 50Гц на вход меня
не пугает). Но такой способ мне кажется не правильным, должен быть какой-то
более простой.

Если на первый вопрос ответить очень легко, более сложный: как измерить напряжение в сети?
(например, поделить напряжение в сети на 60 и выпрямить,
что бы "посчитать" его на АЦП)
Опять же без использования сложных/дорогих схем/компонентов.

Прошу прощения за идиотские вопросы, я не бум бум в аналоговой техники.
Поиски по гуглу ничего толкового не выдали.

[Meteor]

Я так понимаю 5 В нужны для контроля напряжения первичной сети (220В). Предлагаю вариант на оптроне, или , еще лучше, на на двух оптронах с встречно-параллельно включенными светодиодами. Будет и развязка и преобразование.

[FFASM]

Отличная мысль! Спасибо!

[FFASM]

[тут было написано, дайте схемы]

Вот нашел: http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=66078

Всем спасибо

[FFASM]

Итог:

Так как у меня валалась TLP521-4 (4- это 4 оптопары), то подключил встречный диод просто к другой оптопаре.
Сопротивление от 220 к TLP521-4 составляет 164 кОм

Сопротивление не греется, приёмник открыается успешно.

[Ytm]

Будьте добры помогите, что я делаю не так? Собрал вот такую схему, C2 - x2 0.47 250v, R2 от 300кОм до 1мОм - все греются, да и на выходе оптопары - килоомы. Может что килоомы то не беда, допустим все равно будет детектится, но вот резистор греется ощутимо, и это явно не тянет на повседневную работу

Может номиналы не правильные? как вообще посчитать можно C2 и R2?
Прошу, помогите, уперся я в эту детекцию как в стену
а, оптопары cosmo 1010 817 какието, но там все стандартно, 20мА, 1.2В
http://www.datasheetarchive.com/dl/Scan ... X35371.pdf

[Enman]

Поставь просто один резистор 51К 2W.....оптопару-то не обязательно по самое горло заливать током, она же открывается при меньшем(можешь подобрать достаточный минимум)....

[kalobyte]

http://arv.radioliga.com/content/view/116/43/

[Ytm]

Поставь просто один резистор 51К 2W.....оптопару-то не обязательно по самое горло заливать током, она же открывается при меньшем(можешь подобрать достаточный минимум)....

тоесть от греющихся резисторов никуда не деться? 24/7 ведь работать будет. чуть выше в теме же и оптопара открывалась, и резистор не грелся, а у меня наоборот резистор греется и оптопара не открывается

[B@R5uk]

1,2 вольта по сравнению с 220 вольтами — чепуха, поэтому ими при расчёте RC-цепочки пренебрегаем. Что такое реактивное сопротивление конденсатора я вот здесь немного написал.

Резистор должен быть выбран таким образом, чтобы при самых неудачных обстоятельствах ток через оптопару не превышал допустимый. Так как никаких защитных элементов в схеме нет, то наихудшие обстоятельства — это когда конденсатор заряжен до -310 вольт, а схема включается в момент, когда синус в сети на пике в 310 вольт (в схеме нет разряжающего конденсатор резистора, схему случайно выключили из сети и тут же включили). Итого имеем 620 вольт и максимальный ток в 20 мА. Резистор должен быть 620 В / 20 мА = 31 кОм. При этом без конденсатора в пике от сети будет потребляться 10 мА, а средняя рассеиваемая на резисторе мощность будет (220 В) ^ 2 / 31 кОм = 1,6 Вт. Резистор надо брать подходящей толщины (МЛТ-2 из совковых, например). Если пиковый ток надо уменьшить, то используем формулу с желаемым коэффициентом деления по предложенной ссылке:

k = R / sqrt( X_C^2 + R^2 ) = 1 / sqrt( 1 + 1 / ( 2 * п * f * R * C )^2 )

В частности если надо уменьшить до 2 мА, то k = 0,2 и:

C = 1 / ( 2 * п * sqrt ( 1 / k^2 - 1 ) * f * R ) = 1 / ( 2 * п * sqrt ( 24 ) * 50 Гц * 31'000 Ом ) = 2,1 * 10^-8 Ф = 21 нФ

Ток через резистор уменьшится в 5 раз, так же уменьшится и рассеивающая им мощность. Так что можно не двух-, а полваттный резистор поставить.

Собрал вот такую схему, C2 - x2 0.47 250v, R2 от 300кОм до 1мОм - все греются...

0,47 мкФ имеет на 50 Гц реактивное сопротивление порядка 6...7 кОм, в сравнении с 300 кОм (и даже с 30 кОм — так как складываются квадраты) этот конденсатор — перемычка. Для резистора в 1 мОм, подключенного напрямую к сети имеем мощность: (220 В) ^ 2 / 1 мОм = 48 мВ. Даже если поставить МЛТ-0,125 (малюсенькие зелёненькие), то и они не будут заметно греться. Что-то вы врёте, батенька.

... у меня наоборот резистор греется и оптопара не открывается

Может вы перепутали номинал резистора, и оптопара уже давно сгорела?

Ан, нет, по даташиту до 1 А в пике держит. Тяжеловато будет её спалить. С учётом этого обстоятельства расчёт можно переделать: резистор и конденсатор уменьшат свои номиналы. Потребляемая резистором мощность тоже уменьшится. Взять за пиковый ток 0,5 А, а за рабочий 5...10 мА.

И зашунтируйте гасящий конденсатор резистором в несколько мегаом (несколько десятков тоже сойдёт), а то вилка током кусаться будет.

[Ytm]

330к конечно греется заметно сильнее чем 1м, но и 1м поднял свою температуру на 3 градуса буквально за считанные секунды (ик термометром смотрел), а 47к (помоему) так вообще задымился. Завтра еще раз перечитаю ваше сообщение, проверю оптопары, попробую снова без конденсатора уже (может быть его лучше поставить между фазой и 0? или убрать вообще?)

[B@R5uk]

Сначала определитесь какой минимальный ток вам нужен. 20 ли мА, 5 ли, может 1 мА будет достаточно (какой-то там коэффициент усиления в даташите равен 100 при 2 мА и 140, максимум, при 10 мА). Учтите, что счётчики электричества нового образца считают не активную мощность, потребляемую нагрузкой, а полную, поэтому наличие гасящего конденсатора хоть и уменьшает ток, но не так, что мощность падает пропорционально квадрату. Например, при токе оптопары 10 мА, счётчик будет крутить 2,2 Вт-час в час. За месяц это выйдет в 1,5 кВт-час. А уменьшив ток в 10 раз, уменьшим этот расход в 10 раз.

А определившись с током, рассчитать номиналы -- плёвое дело.

[Ytm]

чет все меньше мне эта идея нравится... а если ченить типа амперметра вцепить на провод, и из него соорудить нечто с транзистором на выходе?
ченить типа такой фигни http://fixled.ru/microcontrollers/modul ... ensor.html

[B@R5uk]

Всё зависит от назначения, и вам решать какой вариант выбрать.

[Ytm]

Вроде бы получилось, и у меня такое подозрение что я в первый раз коллектор с эмиттером перепутал... В общем вот такую фигню нагородил, на выходе получил 4.8В, надеюсь хватит этого атмеге чтоб опознать высокий уровень.

Гляньте люди добрые, может что улучшить надо? чтоб по безопасней было и может жрало по меньше
B@R5uk, отдельное спасибо

[B@R5uk]

Конденсатор не нужен, если 1 МОм стоит резистор. Оно работает? И да, я тут ещё внезапно понял, что установка гасящего конденсатора сдвигает фазу тока относительно фазы напряжения в сети. Надо учитывать, если делается привязка к переходу через нуль.

[Enman]

В общем вот такую фигню нагородил

Да, это у тебя неплохо получается...
Убрать конденсатор - это правильно, какая нагрузка оптопары?....нужна ли фильтрация сетевых помех?

[Ytm]

Да, про конденсатор я уже понял что толку от него как... но все еще пытаюсь придерживаться схемы изначальной, для меня все это еще темный лес Если бы вы его называли не "гасящим конденсатором", а "бесполезным конденсатором" мне было бы легче от него избавиться Задача просто отследить есть ли напряжение, или нету и нужно питаться от резервного источника и экономить энергию. Конденсатор тогда уберу. И да, оно таки работает, температура компонентов выше 26 не поднимается - для меня это уже маленькая победа Про помехи и нагрузку - понятия не имею, помехи наверное нет, на "испытаниях" видно будет, а нагрузка оптопары что имеется ввиду? нагрузка на транзисторе?

[Enman]

для простого переключения на резерв помехи можно отсеять программой, тут время не важно....А можно было и в сеть не лезть, а отслеживать падение входного напряжения стабилизатора +5, наверное...
Нагрузка оптопары - это какой резистор подключен к эмиттерам (хотя я сторонник подключать их на общий, а нагрузку в коллектор)?

[Ytm]

если отслеживать со стабилизатора то МК просто выключится, и уже некому будет подключать резерв. Я вообще подумываю вот так все это дело подключить:

Schematic Capture 2015-05-26 14.08.54.jpg

(91.04 КБ) 1345 скачиваний