Alimentación de Arduino desde 220 v CA con transformador de bobina primaria dual

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Estoy comenzando un proyecto Arduino que necesito obtener energía de una línea de 220 Vac. Es un proyecto de termostato (lo sé, ¡otro más!), Así que es necesario ir a la pared y reemplazar el termostato comercial real. Así que aquí están las especificaciones principales:

  • 10 Vcc para alimentar todo el módulo (placa, LCD, receptor inalámbrico, sensor de temperatura, etc.)
  • consumo de corriente máximo de 160 mA
  • huella pequeña

Entonces, cuando comienzo a mirar a mi alrededor para ver cómo alimentar esto, tengo dos problemas:

1) Obteniendo 160mA de 220v con partes mínimas

2) Obtención de energía solo para el terminal del termostato (más sobre esto más adelante)

Entonces 1) la preocupación era obtener las partes menos posibles y proporcionarme 160 mA a 10 V CC. Miro el diseño sin transformador, pero el problema se hace evidente rápidamente. Obtener más de 50 mA de este diseño requería una resistencia grande (> disipación de 10W) o un capacitor grande con tolerancia de alto voltaje (tipo X2). Y esos no vienen en un paquete pequeño. Así que transformerless no es el camino para mí. Ahora estoy de vuelta a un diseño de transformador. Encontré este modelo que se ajusta a mis especificaciones ( bobina primaria / secundaria dual ). ¡Con un puente rectificador y un par de componentes estoy listo!

Ahora para el segundo problema, obtenga 220Vac del cable del termostato real. Como usted sabe, tiene dos formas de pasar el cable por su casa para conectar un horno eléctrico. Puede llevar la línea eléctrica al termostato, colocar su termostato en el medio y colocar otro cable en su horno eléctrico. O, lleva la energía directamente al horno eléctrico y lleva un cable al termostato. No hay diferencia en ambos enfoques, ambos trabajan (¡obviamente!) Pero hay una diferencia menor. En el primer enfoque, tiene acceso "directo" a la línea de alimentación para que pueda conectar, en paralelo, mi "nuevo" termostato. En el segundo enfoque, solo tiene acceso a un cable de conmutación simple. Entonces, la única manera de obtener energía en esta configuración es estar en serie con un termostato. Creo que ahora ves que viene la cosa ... ya que el termostato debe funcionar en ambos enfoques, siempre está en serie, actuando como un simple interruptor. Y como quiero que mi diseño funcione exactamente como un dispositivo comercial, esta es la ÚNICA manera de conectarme. Ahora el problema: cuando el termostato está abierto, hay que estar en paralelo para obtener energía de la línea. Cuando se cierra el termostato, este se acorta, por lo que ahora necesito estar en serie para obtener energía de mi línea. Entonces, ¿cómo hago eso? Mi respuesta por ahora es nuevamente mi transformador primario dual y aquí un esquema "crudo" para ilustrarlo ...

Asíquemipregunta(¡yaeshora!):)

¿Esestediseñoviable?Teniendounaprimariaenparalelodelosánodosdelthriacylaotraenserie.Deestamanerasiempreestoyobteniendoenergíaindependientementedelestadodelinterruptor(triac).Nosoyunexpertoensuministrodeenergía,porloquenoestoysegurodesielcableadodemitransformadordeestamanerafuncione.¿Hayalgúntipodebizarrofueradefaseoalgoasíquepuedadestruirmitransformador?

Graciasportuconsejo!

Edición1:

Losientoporelaspectodelniño,peroestabaentránsitoytodoloqueteníaenmismanoseraeltiempoymiiPad...Aquíhayunaversiónmejor:

Edit 2:

Esta es una nueva iteración de mi diseño, que se basa en la sugerencia de usar una batería (9v). Así que mi potencia principal sigue siendo un transformador conectado en paralelo al triac que está controlado por mi tarjeta arduino (a través de un opto-acoplador). Agrego un circuito de carga a esta fuente de alimentación para la batería de 9V NiCad. También agrego un LTC4412 para controlar el cambio de la fuente de alimentación (batería de 9 V o fuente de alimentación). Dado que mi termostato usa un algoritmo PWM y está más a menudo apagado, la duración de la batería debería ser bastante buena.

    
pregunta Steve S.

2 respuestas

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IMPORTANTE: (1) Cortocircuito en un devanado de un transformador que está acoplado magnéticamente con fuerza colocará un corto en ese otro devanado también. Obtendrá humo mágico como se muestra.

(2) Arduino, como se muestra, flota con TRIAC con solo 1 cable conectado. NO DEBES confiar en que las personas asuman a qué conexión te refieres, las suposiciones variarán.

(3) Toca el Arduino y muere.
 No tiene mucho sentido proporcionar un suministro de Arduiono aislado y luego deshacerse del aislamiento, incluso si el aislamiento no era su objetivo principal.

(4) Tener una carga de red que tiene un pequeño flujo de corriente diseñado a través de él cuando está apagado es letalmente peligroso y también ilegal en todas las administraciones sensibles.

(5) Tu deseo -

  

Y como quiero que mi diseño funcione exactamente como un dispositivo comercial, esta es la ÚNICA manera en que quiero conectarme.

es factible pero tienes que hacerlo correctamente. El termostato mecánico es efectivamente un amplificador con una fuente de energía externa: utiliza energía térmica para mover una tira bimetálica. Esto es increíblemente eficaz, ya que debe competir con una excelente solución mecánica en la forma de un diferencial mecánico a un comparador de red conmutada, es algo que debe tener en cuenta y tratar. Hacerlo obteniendo su energía de alimentación a través de los cables serie en inaceptable.

Las soluciones potenciales (se ha notado un juego de palabras) incluyen una batería local cargada por caída de voltaje cuando está encendida (aproximadamente 1.4 voltios) o un FET (por lo tanto, alrededor de cero de energía de la unidad y almacenamiento de tapa o supercapula o una solución de recolección de energía.

El hecho de que esto sea "fácil" mecánicamente y "duro" electrónicamente es tu problema, no de la naturaleza. La madre naturaleza hace las reglas y estamos obligados a obedecerlas.

(6) El uso de una regla y un poco de planificación previa al dibujar su diagrama (por lo que, por ejemplo, el puente de diodo no está atascado en un espacio pequeño) puede obtener un dibujo a prueba de Olin. Casi. Como señaló Olin, le está pidiendo a la gente que lo ayude. Darles un mínimo de respeto al proporcionar un diagrama que sea claro y fácil de leer puede ser, al menos, una buena idea. Dibujado a mano puede estar bien (digo, algunos pueden estar en desacuerdo) pero hacerlo ordenado.

Hay formas de hacer lo que quiere, ya sea con dos cables y algún tipo de alimentación externa, o ejecutando un "cable neutral", como puede observar. Podemos discutir esto, pero primero abordemos lo anterior para que sepamos qué ruta para llevar.

160 mA es alto. ¿Para qué se usa eso?

    
respondido por el Russell McMahon
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Deje el circuito de alimentación donde está; cerca del calentador. Use un relé (de estado sólido) para encender / apagar la alimentación cerca del calentador y pase un cable de bajo voltaje desde ese relé a su termostato en la pared. Para este tipo de proyecto, normalmente tomo un adaptador de red GSM viejo y sin uso.

Mantenga las tuberías principales (220Vac) y Arduino / termostato separados (galvánico, a través del relé de estado sólido y la fuente de alimentación correctamente conectada). Si no lo haces, tarde o temprano te morderá (bastante fuerte) o a tus hijos (imperdonable).

    
respondido por el jippie

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