Detectar 230VAC o 12VDC en el mismo pin [cerrado]

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Estoy diseñando una interfaz de entrada para un microcontrolador (uC). Desea detectar señales (solo quiero saber si hay voltaje o no) de tipología diferente, para que pueda tener la misma entrada en la placa:

  • 0-12 VDC
  • 0-24 VDC
  • 0-230 VAC (Vpp)

Entre la unidad uC y la entrada (ya que puede ser AC), me gustaría usar un optoacoplador. En el otro lado del optoacoplador, estarán los circuitos auxiliares para adaptar la señal de TTL a la unidad de control de datos.

El siguiente esquema es el diseño de la interfaz entre la señal de entrada y el optoacoplador. El 230V AC en el esquema representa la señal (en este caso es 230VAC, pero también debe funcionar con 12VDC). Habrá 12 interfaces de entrada para detectar voltaje y operar 12 entradas digitales en el lado de uC.

El común de las 12 señales diferentes se agrupará en 4 señales (cada 4 señales compartirá el terreno. Así, por ejemplo, podrá conectar señales de 230 VCA en un grupo de 4 entradas, 4 señales de 48 VCC encendidas otro grupo, etc.

El diseño que he desarrollado necesita un amplificador operacional, por lo que necesito suministrarlo con otra fuente de alimentación para mantenerla independiente de la fuente de alimentación en el lado de la unidad de usuario. Eso significa demasiados componentes (amplificador operacional, fuentes de alimentación aisladas para cada grupo ...).

El diodo en la línea inferior evita que la corriente inversa de la fuente de CA entre en el drenaje de salida del amplificador operacional.

Los valores y las partes exactas a usar no están definidos completamente, es más un diseño conceptual que un diseño final.

La uC se programará para identificar la señal de pulsos de las señales de CA (porque en el diseño a continuación, solo pasará la mitad de la forma de onda sinusoidal) y la tomará como voltaje CA detectado.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

(el punto rojo es el led del optoacoplador).

Así que aquí mi pregunta:

¿Hay alguna manera de hacer esta interfaz al optoacoplador, usando solo componentes pasivos? (teniendo en cuenta las diferentes fuentes de voltaje ... de 5VDC a 230VAC).

Si mi diseño no tiene sentido, por favor, olvídelo, lo que realmente quiero es saber si hay alguna combinación posible de componentes pasivos que permitan detectar voltaje en valores tan amplios como sea posible.

ACTUALIZAR

Después de días leyendo y revisando información, teniendo en cuenta todas las respuestas aquí. Me negué a hacer un detector universal de CA / CC debido a la complejidad (y, en consecuencia, el costo de los componentes). Lo que haré es implementar una entrada estándar para cubrir DC, y dependiendo de las necesidades finales del usuario (AC o DC), agregaré a la entrada un capacitor para limitar la corriente.

Gracias a Transistor y a todos por ayudarme.

    
pregunta Fran H

2 respuestas

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Hay muchos problemas con tu diseño.

  1. Estásutilizandounamplificadoroperacionalparaunaaplicaciónquerequiereuncomparador.
  2. Notieneningunareferenciaentresufuentedealimentaciónycualquierconexiónatierraenelrestodelcircuito.Estosignificaque...
  3. NohayrutaderetornoparalacorrientedelLED.Estáesperandoqueelamplificadorproporcionecorrientedesdeelsuministropositivo,peronohayunarutaderetornodesdeelcátodoLEDalafuentedealimentación.
  4. "El diodo en la línea inferior evita que la corriente inversa de la fuente de CA entre en el drenaje de salida del amplificador operacional". Puede proporcionar cierta protección en una media onda de la CA, pero no en la otra. Tendrá una tensión de red completa entre la entrada no inversora y la parte inferior de R2.
  5. D1 / R1 no hace nada.

Una de las aplicaciones más comunes para el aislamiento de señales digitales son los PLC industriales. Ninguno de los principales fabricantes ofrece un tipo de entrada universal del tipo que está intentando diseñar. Las ofertas habituales son a veces CA 120/240 V o CC 24 V con opciones CA / CC. Si fuera una opción realista, alguien estaría vendiéndolo ahora.

Le sugiero que para hacer lo que quiere, necesitará dos entradas para cada canal: una de CC de bajo voltaje y una de CA.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Figura 2. Probablemente lo que intentabas dibujar.

El circuito de la Figura 2 podría funcionar para usted pero no resuelve su problema de suministro de energía.

  • Se usa un comparador en lugar de un amplificador operacional.
  • R1 / D1 ahora sujeta la tensión de entrada entre -0.7 V y +5.1 V.
  • El umbral de conmutación se establece en 2.5 V por R2 y R3.
  • Todo está correctamente referenciado a tierra y la corriente del opto-LED puede volver a la fuente de alimentación.
respondido por el Transistor
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Aparte de la funcionalidad, ese enfoque parece bastante complejo. Considere algo más en este sentido (solo concepto). Use el one-shot para estirar el pulso de entrada más allá de 1/2 ciclo, lo que ralentizará la respuesta. Si necesita evitar eso, debe considerar agregar un puente rectificador en la entrada y duplicar la disipación de M1, por lo que desearía usar un MOSFET más grande o un opto con un CTR más alto.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Spehro Pefhany

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