Medir el voltaje de CA sin un transformador utilizando un microcontrolador

Bienvenido al mundo de EE.

¿Qué sucede si se produce un transitorio de 3 kV en sus componentes con una capacidad nominal de aproximadamente 250 V seguida de la red de CA y sus interruptores de 10 kA antes de que se disparen?

Tal vez solo sea un "pffft" o tal vez solo golpee y derrita un agujero en tu tablero y, con suerte, no comience un incendio.

Vea si puede reorganizar este diseño antiguo con carga escalada para obtener valores parciales de 100: 1 o 200: 1 para atenuar y hacer que la señal de CC con un retardo de tiempo adecuado (¿100 ms?) y active un inversor Schottky para activar o desactivar la CA en dicho umbral del 75% utilizando 1.414 * Vrms mín.

Si esto te suena como "ensalada de palabras", entonces no tienes la experiencia para entender.

Usted podría ser el próximo concursante de los Premios Darwin globales. Un concurso para reducir la reserva genética de personas que hacen suposiciones erróneas acerca de la seguridad.

C4 no fallará aquí, pero R11 y todo lo que se encuentra entre eso y, y, posiblemente, incluyéndote a ti si estuvieras tocando su caja metálica desde un posible arco eléctrico. Yo solo he vaporizado la punta de un destornillador con cobre salpicado en mi lente de plástico tratando de sacar una grapa. Pero depende de donde pongas tu "diseño de aislamiento". Optoacoplador, suministro de muros de pared, estuche de plástico sin acceso humano, etc. huecos de aire de fuga a bordo. etc

Esta no es la respuesta a la pregunta que ha formulado, pero es la respuesta a la pregunta que necesita hacer desesperadamente: ¿Debería estar haciendo esto?

Detente. Solo para. Usted está cortejando un incendio o una descarga eléctrica (posiblemente letal en ambos casos). Si tiene que preguntar si desea o no conectarse a neutral, no debería pensar siquiera en conectarse a líneas de alimentación de CA.

Es algo así como el Club de la Primera Regla de Lucha - "No se habla de club de lucha". En este caso, "No se conecta a la alimentación de CA si no conoce las consecuencias". Y claramente no.

Podría darte algunos consejos sobre tu enfoque, pero no lo haré.

Lo siento si te sientes frustrado por este consejo, pero sigue en pie.

Hasta que tengas muchos más conocimientos, NO.

Me retiraré lo suficiente como para permitir que la conexión a un transformador u optoacoplador sea lo suficientemente segura, pero eso es todo.

Si desea una forma más compacta de hacer una entrada digital, use un optoaislador

La forma en que los PLC reales detectan la presencia o ausencia de red eléctrica en una entrada en el mundo real es mediante el uso de un optoaislador en el circuito de entrada, que proporciona aislamiento galvánico entre Usted y la red eléctrica, al igual que lo hace un transformador, la forma más simple de este circuito se muestra a continuación (omitiendo los detalles de supresión de sobretensiones / filtrado de ruido que desee agregar si desea una solución confiable).

Tenga en cuenta que su optoaislador deberá tener una entrada de CA (con los LED de respaldo), y R1 y R2 (que actualmente están configurados para una entrada de red de 240 V) debe 2W resistencias de película ignífuga / fusible de potencia nominal de 3W (disipan 1,2W cada una). (La razón para usar dos es para evitar que el optoaislador se vuelva bang si alguno de ellos se pone en cortocircuito de alguna manera). Además, tenga en cuenta que la corriente nominal del LED es de 10 mA; este es un buen punto de inicio, pero Es posible que deba ajustarse en función del optoaislador utilizado, y que el circuito de salida también dependerá del optoaislador utilizado. Lo que he mostrado con la resistencia de extracción externa es correcto para un optoaislante de salida de transistor, pero es superfluo si el optoaislador proporciona un Salida lógica CMOS en su lugar.

Por último, pero no menos importante, el diseño de PCB es crítico para circuitos aislados galvánicamente. Debe haber una zona de exclusión en el PCB, que separa el lado de la red eléctrica del lado lógico, donde no se permite el cobre, y debe ser lo suficientemente ancho (8 mm es adecuado para una red de 240 V en circunstancias normales) para evitar que las subidas de tensión salten la brecha incluso en condiciones adversas (sucias / ...).

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

La medición de voltaje es generalmente una cosa más especializada

Medir el voltaje de red es algo mucho más especializado, por lo que no es el tipo de cosa que haría una tarjeta de entrada de PLC. (Empieza a necesitar una gran cantidad de circuitos que viven en el lado de la red, o un amplificador de aislamiento costoso cuyas entradas se alimentan de un divisor de voltaje resistivo).

Si su objetivo es detectar cualitativamente la presencia o ausencia de una tensión de red, en lugar de cuantificarla, hay algunos enfoques que pueden evitar la necesidad de transformadores o aislamiento óptico. El principio básico es muy simple: use componentes con clasificación de seguridad que solo dejarán pasar una pequeña cantidad de corriente incluso en circunstancias adversas, y luego use un circuito muy sensible para detectar esa corriente. Si se construye un divisor de voltaje capacitivo utilizando dos tapas de seguridad de 22 pF en serie en el lado de la línea, y una tapa de 0,001uF en el lado de la línea, el voltaje en la tapa de salida será aproximadamente 1/100 del voltaje de entrada en ausencia De cualquier otra carga. Si uno alimenta el voltaje en la tapa de salida a través de un resistor de 100K en un amplificador de instrumentación muy sensible, entonces incluso un pico de 10,000 voltios en la entrada sería incapaz de producir más de 100 voltios en la tapa de 0.001uF, que a su vez sería incapaz de empujar más de 1 mA a través de la resistencia de 100K.

Las principales dificultades con este tipo de circuito son (1) que necesita asegurarse de que las tapas de seguridad estén montadas y conectadas de una manera que no comprometa su clasificación de seguridad, y (2) el circuito de detección debe Tienen corrientes de fuga muy bajas. Las corrientes de fuga en el circuito de detección no crearán ningún peligro de descarga (a diferencia del montaje o la conexión inadecuados de los componentes de seguridad), pero pueden hacer que el circuito notifique voltajes que no existen o evitar que detecten voltajes. Hacer que la fuga sea lo suficientemente baja como para permitir la medición precisa del voltaje de entrada puede ser complicado, pero hacerla lo suficientemente baja como para que las mediciones cuando el voltaje de la línea esté presente sean notablemente diferentes de aquellas cuando está ausente, debería ser mucho más fácil. p>

Lo importante al experimentar con todo esto es que la parte que se conecta a la línea de CA a través de los capacitores con clasificación de seguridad se construya de tal manera que no pueda fallar peligrosamente . Haga que los cables aislados de la red se liberen de tensión y se restrinjan en el interior de una caja aislante, luego pasen por los condensadores montados de manera segura y luego salgan a través de un conjunto de cables de "bajo voltaje" que liberan tensión y que no pueden ir a ningún lugar cerca del cables de red.

Puede o no encontrar que tiene la habilidad necesaria para emplear de manera útil una configuración como la anterior, pero si se enfoca en asegurarse de que esté construida de tal manera que no pueda fallar peligrosamente , lo peor que podría pasar es que perderá tiempo construyendo un circuito inútil.