Usando un aislador óptico para detectar 120VAC en un microcontrolador

Un optoaislador es apropiado, pero no, no solo cableas 120 V en uno. La entrada de un optoaislador es solo un LED, o algunas veces dos LED en paralelo con polaridad opuesta. El LED generalmente emite IR, por lo que cae alrededor de 1.2 V y puede manejar hasta unos pocos 10s de mA. Por lo general, la salida es solo un fototransistor que permite que la corriente fluya a través de ella cuando recibe luz del LED.

Dado que esta potencia es de baja frecuencia, no necesita una operación rápida y puede usar relativamente poca corriente directa. Digamos que 2 mA pico a través del LED es suficiente. Puede encontrar fácilmente optos que tengan una relación de transferencia de corriente (cuánta corriente puede pasar el transistor de salida dividida por la cantidad de corriente que recorre el LED) de 1 o más. Eso significa que el transistor de salida conectado a tierra y un pullup de 10 kΩ producirá una señal digital lo suficientemente buena.

El voltaje máximo de una onda sinusoidal de 120 V RMS es de 170 V. Una resistencia de 82 kΩ en serie con el LED lo iluminará lo suficientemente bien en ese caso. También debe tener una capacidad nominal de al menos 200 V. El LED no puede manejar 170 V en reversa, por lo que puede colocar un diodo normal para la tensión en serie, como un 1N4004. Eso también reduce la disipación de potencia en la resistencia, ya que solo está conduciendo la mitad del tiempo. En este ejemplo, la resistencia solo disipa 90 mW con el diodo en serie. El factor limitante para la resistencia será su capacidad de separación de voltaje.

Hay varios trucos para reducir el consumo de energía, como usar un divisor de voltaje capacitivo antes de la resistencia. Si 90 mW está bien, solo usaría la resistencia y el diodo.

Los optoaisladores tienen diferentes clasificaciones de seguridad en términos de voltaje de aislamiento. Si una persona pudiera tocar el circuito de monitoreo, necesitaría un optoaislador que proporcione al menos 3750V de aislamiento (preferiblemente 5000V) para aislar de forma segura la red eléctrica del usuario.

En lo que respecta a la detección de CA, la entrada de un optoaislador es generalmente un fotodiodo unipolar. Debe asegurarse de que cualquier forma de onda que esté monitoreando no exceda la tensión nominal y la corriente del diodo. (10mA es generalmente "seguro" para la mayoría de las opciones.) No puede "simplemente conectarlo" al AC.

Puede rectificar la CA que pasa por el interruptor de corte, escalarla con resistencias a una corriente segura, alimentarla al fotodiodo y monitorear el tren de pulsos generado por el fototransistor aislado, o podría agregar algunos condensadores y convertirlo en un Nivel de CC, alimente eso al opto y monitoree el fototransistor para encendido / apagado.

Podría usar un optoaislador a través de la línea eléctrica y terminar con un muy barato < $ 1 solución. Sin embargo, una forma muy sencilla de hacer esto sin involucrarse en los detalles de los optos, resistencias apropiadas, posiblemente rectificación y filtrado, es comprar una verruga de la pared del estante que admitirá 120 VCA y 5 VCC. Debería costar alrededor de $ 5 e inmediatamente (+/- aproximadamente un segundo para que se descarguen sus condensadores internos) indicará si tiene energía en la línea o no. También se puede usar un relé de 120 VCA. Cualquiera de estos es probablemente más simple que construir un circuito optoaislante.

Ahora, no dices cómo planeas detectar esta señal. ¿Es una entrada para un microcontrolador, un Arduino (o similar), o simplemente enciende un LED?

Opto Isolator es la solución correcta para su propósito, ya que puedo ver que es un suministro de CA de 120 V, sugiero usar un puente rectificador que le proporcione algún tipo de CC pulsante, la resistencia de uso justo para la caída de voltaje y conéctelo al optoacoplador barato de Vishay o Farichild. El lado del transistor del optoacoplador se conecta a una fuente de alimentación inferior en la que se ejecuta su placa y lo supervisa. Obtiene una alta cuando 120VAC está presente y una baja cuando 120VAC no está presente.

Simplemente use un relé de 120 VCA y monitoree los pines N / O o N / C en el relé.