220VAC a TTL convertidor

Probablemente estés bien con respecto a la entrada de la uP, pero si estás realmente preocupado, puedes usar un búfer de activación schmitt en el medio. Están diseñados para entradas ruidosas. O si tu uP en particular tiene un comparador incorporado como parte de su material analógico, entonces también podrías usarlo.

En cuanto a la ondulación, es porque el circuito solo se pulsa una vez por ciclo de CA. Entre pulsos, no es diferente de haberlo perdido por completo. Así que tienes una compensación entre la onda analógica y el tiempo de respuesta, ninguno de los cuales puede ser cero. Tal es el problema con la detección de CA.

Otro enfoque podría ser pulsar intencionalmente la uP a la frecuencia de CA, y luego tener dos interrupciones:

1. La interrupción externa borra un temporizador y establece el bit AC_present.
2. La interrupción de desbordamiento del temporizador borra el bit AC_present.

Si te importa la frecuencia de la línea, puedes medirla fácilmente grabando el temporizador antes de borrarlo y luego haciendo algunos cálculos con ese número.

Tomemos las preguntas en orden inverso:

2) ¿Cuál es la razón del aumento periódico de 90 mV observado en la señal de salida?

La explicación más simple es la siguiente: debido a que solo está accionando el optoacoplador en una dirección, la salida de la cadena del optoacoplador / transistor es (esencialmente) una onda cuadrada de 50 Hz. Luego se filtra con R3 / C2, pero la constante de tiempo es de solo 4,7 ms. Como los periodos de encendido y apagado de 50 Hz son 10 mseg cada uno, hay mucho tiempo para que ocurra una caída en la salida durante el tiempo en que el transistor está apagado. Si te deshaces de C2 y miras la salida, verás lo que quiero decir.

1) ¿Cómo puedo evitar este efecto de acoplamiento? (Ya he intentado acoplar Vcc al pin emisor del optoacoplador).

La forma más sencilla es reemplazar R1 / R4 / D1 con

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Esto proporcionará un tiempo de manejo mucho más prolongado con solo abandonos pequeños a medida que la CA pasa por cero.

La otra cosa que puedes hacer es reconocer que estás careciendo de tu optoacoplador. Su corriente pico de LED es de aproximadamente 0,7 mA (220 x 1.414 / 440 k), mientras que el límite nominal para un funcionamiento sostenido es de 20 mA. Es cierto que, con más corriente, se obtiene más potencia disipada en las resistencias, pero tal como está, solo está produciendo .06 vatios por resistencia. Como mínimo, deshazte de uno de los resistores.

Aunque lo que ha presentado anteriormente utiliza menos componentes e incluso tiene el beneficio adicional del aislamiento de la red, a continuación se presenta otro circuito de detección que conozco. Tal vez con el aislamiento adicional de la red entre el amplificador de la segunda etapa y el detector de picos, este circuito podría ser útil.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Este circuito se usa generalmente como un pequeño detector de señal al usar una configuración de amplificador operacional, una etapa de amplificación y un detector de picos de diodo ideal ideal . En su lugar, podrías hacer de la segunda etapa un atenuador.

O algo tan simple como un comparador, asumiendo que ha acondicionado adecuadamente la señal de la red (conversión AC-DC, por ejemplo), y un transistor PNP para convertir los voltajes de los rieles positivo y negativo que obtendría en la salida de un comparador de amplificador operacional:

^{simular este circuito}

En este caso, cuando la señal condicionada es mayor que la referencia, el Op-Amp se elevará y apagará el PNP. En el estado de apagado, el nodo TTL_OUT será elevado a través de Rc. Del mismo modo, cuando la señal es menor que la referencia, el Op-Amp pasará a nivel bajo y activará el PNP. Debe diseñar Rb y Rc de modo que, en esta situación, el transistor se sature y, por lo tanto, conduzca el nodo TTL_OUT a la saturación (~ 200mV).