Pytanie:
Detektor przejścia zera 120VAC 60Hz
Isaac Sutherland
2011-01-07 03:34:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Projektuję cyfrowy ściemniacz światła sterowany fazowo i potrzebuję obwodu detektora przejścia przez zero. Z tego, co przeczytałem, złym pomysłem jest podłączenie przewodu głównego AC bezpośrednio do mikrokontrolera przez rezystor, a ludzie sugerowali zamiast tego użycie optoizolacji. Jednak nie wiem, w jaki sposób obwód faktycznie łączy się ze sobą.

Wydawałoby mi się eleganckie, gdyby wyjście obwodu zerowego jest impulsem logicznym 5 V do użycia jako przerwanie zbocza narastającego. Ale nie jestem zwolennikiem tego pomysłu, jeśli inne wyjście jest łatwiejsze w użyciu. 

  Wejście: 120 V AC przy 60 Hz Wyjście: 5 V impuls przy przejściu przez zero

Interesujący pokrewny post, z niewystarczającymi dla mnie szczegółami: wykrywanie przekroczenia zera w ac?

Cztery odpowiedzi:
stevenvh
2011-01-07 14:37:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dlaczego nie skorzystać z transoptora? SFH6206 firmy Vishay ma dwie diody LED w układzie przeciwrównoległym, więc działa przez cały cykl napięcia sieciowego. Jeśli napięcie wejściowe jest wystarczająco wysokie, tranzystor wyjściowy jest włączony, a kolektor jest na niskim poziomie. Jednak w okolicach przejścia przez zero napięcie wejściowe jest zbyt niskie, aby aktywować tranzystor wyjściowy, a jego kolektor zostanie wciągnięty wysoko. Więc otrzymujesz dodatni impuls przy każdym przejściu przez zero.

enter image description here

Najważniejszym parametrem dla transoptora musi być jego CTR lub Current Transfer Ratio, który podaje stosunek między prądem wyjściowym a wejściem obecny. Możesz to porównać z \ $ H_ {FE} \ $ zwykłego BJT. Ale podczas gdy \ $ H_ {FE} \ $ dla małego tranzystora sygnału jest często wyższe niż 100, CTR jest niski. Tak niski, że jest wyrażony w%, na przykład 20%. To nie jest 20, to jest 0,2.
CTR równy 0,2 oznacza, że ​​musisz sterować wejściowymi diodami LED prądem 1 mA, aby uzyskać zaledwie 200 \ $ \ mu \ $ A na wyjściu. Zwykle nie stanowi to problemu, ponieważ wyjście jest często używane tylko do uzyskania poziomu logicznego, który zostanie podłączony do wejścia o wysokiej impedancji. W takim przypadku można zastosować rezystor podwyższający o dużej wartości, np.> 27k \ $ \ Omega \ $ w systemie 5V. Wtedy 200 \ $ \ mu \ $ A wystarczy, aby obniżyć wydajność.

Szczegółowe obliczenia można znaleźć tutaj.

Co to jest? Brak opisu linku poza „Szczegółowymi obliczeniami”? Stary, z pewnością musisz spróbować własnego leku.
Z tego samego obwodu korzystałem kilka lat temu.Działa jak mistrz do dziś w tym projekcie: http://bradgoodman.com/dimwatt Jedyną radą jest to, że potrzebowałem około 6k rezystancji - na wejściu 120V.Oznacza to, że musisz użyć rezystorów o mocy 2,5 wata (w tym przykładzie).
BG100
2011-01-07 04:19:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jakiś czas temu stworzyłem dokładnie to samo ... ściemniacz światła z triakiem z taktowaniem obliczonym z sygnału przejścia przez zero wysłanego do pinu przerwania na pic16f877a.

Wziąłem zero sygnał przejścia z zasilacza, który zasila obwód, zanim zostanie wygładzony i wyregulowany. Istnieje kilka elementów, które zmieniają wyprostowane garby prądu przemiennego w bardzo krótkie impulsy + 5 V o wartości około 200 μS. Przez większość czasu tranzystor (pokazany jako Q na diadzie) przewodzi, ciągnąc pin RB0 / INT do stanu niskiego, ale gdy napięcie AC spadnie poniżej 4,7 V na krótko przestaje przewodzić i sygnał jest podciągany w górę przez rezystor R.

Zero Crossing Schematic

Impuls jest wyśrodkowany wokół przejścia przez zero i powinien być wystarczająco krótki, aby z grubsza wykryć moment przejścia przez zero. Ale możesz dostroić to w oprogramowaniu, najpierw wykrywając narastającą krawędź impulsu, a następnie mierząc, kiedy nastąpi zbocze opadające, a następnie dzieląc to na pół i dodając ten okres do następnego zbocza narastającego ... to da ci dokładne przejście przez zero.

Jakie są specyfikacje transformatora, którego tutaj używasz? Jakiego powodu użyłeś do określenia wartości dla R1 i R2 oraz dla kondensatorów?
Jestem w Wielkiej Brytanii, więc moja sieć zasilająca to 230 V 50 Hz, więc mój transformator byłby inny, nie pamiętam dokładnie, ale prawdopodobnie byłby to pierwotny transformator 230 V, 2 x 12 V wtórny 3 VA. Obwód będzie jednak działał równie dobrze z twoim napięciem / częstotliwością.
Kondensatory nie mają żadnego wpływu na obwód przejścia przez zero, ponieważ służą one tylko do wygładzania zasilania. Myślę, że wartości rezystorów zostały wybrane metodą prób i błędów, aby uzyskać prawidłowe wyniki, inne ważne elementy to dioda Zenera i tranzystor. Jeśli umieścisz zakres na wyjściu obwodu przejścia przez zero, otrzymasz bardzo krótki, szybki impuls 5 V dokładnie w czasie przejścia przez zero.
Zauważyłem też, że martwisz się bezpieczeństwem pracy z napięciem sieciowym, z tym obwodem, o ile wszystkie przewody są odpowiednio zaizolowane do transformatora, zanim go podłączysz i włączysz, wtedy wszystko inne jest bezpieczne napięcie ... Oprócz triaków oczywiście, ale nie wchodzą one w zakres tego pytania.
Chociaż to zadziała do pewnego stopnia, można zrobić o wiele więcej. Przekonasz się, że w niektórych budynkach wokół punktu przecięcia zera jest dużo szumu, więc możesz uzyskać wiele przejść. Filtrowanie pomoże, ale wtedy masz problem z opóźnieniem, krawędź, którą widzisz z mikro, jest opóźniona od rzeczywistego przejścia przez zero. Transformator dodaje również opóźnienie, które będzie zależne od obciążenia (obciążenie po stronie wtórnej). W rzeczywistości jest to bardzo trudny problem do rozwiązania, poszukaj patentów Lutron na RTISS.
@Martin: Nie miałem takich problemów, kiedy to robiłem. Obciążenie transformatora jest bardzo małe i stałe, a ja uruchomiłem go z głośnego generatora diesla, którego obciążenie było dzielone z falownikami silnika ... działało idealnie.
Czy jest jakiś szczególny powód, dla którego regulatory napięcia są połączone szeregowo? Czy model 7805 jest bardziej wydajny, gdy napięcie wejściowe jest niższe i bardziej stałe?
Powodem było to, że potrzebowałem 12 V do zasilania przekaźnika i 5 V do PIC. To tylko część projektu obwodu. Jeśli nie potrzebujesz 12 V, po prostu pomiń regulator 7812.
Dlaczego kondensatory są połączone równolegle? Domyślam się, że to była jakaś ochrona kondensatorów elektrolitycznych, ale nie mogę znaleźć w Internecie niczego, co mówi, że równoległy kondensator ceramiczny jest dobrym środkiem ochronnym.
Małe kondensatory mają odfiltrować szumy z mikrokontrolera, niedawno odkryłem jednak, że lepiej umieścić je bliżej chipa. Czapki elektrolityczne służą tylko do wygładzenia 5v.
Udam, że na wejściu 7812 jest kondensator :-)
Tranzystor pozostanie w stanie przewodzenia, dopóki napięcie nie wyniesie 2,45 V, a nie 4,7 V. Albo D2, albo tranzystor z jego podciąganiem są zbędne.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
2012-07-14 23:06:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink
  • Możliwe jest wykonanie ZCS w < 1mA.
  • Musisz buforować z zewnętrznym zasilaniem.
  • Przeciek do uziemienia to < 1µA
  • Agencje bezpieczeństwa wymagają, aby < 500µA.
  • Okablowanie zewnętrzne pokazuje tylko połączenie do linii i uziemienia ...
  • Neutralny nie jest wymagany, ale może być używany.

Wszystkie części pasywne muszą być przystosowane do napięcia 1,5 kV. Każdy mały krzemowy mostek sygnałowy wystarczy. Dioda Schottky'ego zasila falownik Schmitta, zapewniając bezszumową histerezę. Nasadka wejściowa i koralik ferrytowy na wejściu falownika pomogą w tłumieniu częstotliwości radiowej. 100 pF bez przesunięcia fazowego.

  • Użyj zbocza opadającego + ve impulsu ZCS, aby aktywować impuls do triaków lub zatrzaskuje się, gdy impuls zaczyna się przed zerem i kończy się po zera V. Szerokość impulsu zależy od współczynnika rezystora i napięcia Zenera dla chipa lub użyj 3V biały lub niebieski, LED 3mm lub 5mm. Nie będzie świecić dużo, po prostu tani zener. enter image description here

Jeśli urządzenie docelowe jest uziemione do uziemienia AC, musisz użyć prostego transformatora impulsów sygnałowych lub OptoIsolator z różnymi rezystorami dzielnika mostkowego i bez falownika. Podłącz bezpośrednio do opto darlington za pomocą ceramicznego rezystora ograniczającego prąd wejściowy.

Thomas O
2011-01-07 04:56:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Potrzebowałem podobnego rozwiązania. Zdarzyło mi się również wymagać 3,3 V do zasilania mikrokontrolera przez nieizolowane zasilanie. W tym przypadku zapewnia falę prostokątną o częstotliwości 50 lub 60 Hz; zbocze narastające lub opadające sygnalizuje punkt przejścia przez zero.

Niebezpieczeństwo śmierci - nieizolowane źródło zasilania, tylko przeszkoleni ludzie.

alt text

Otworzyłem pytanie, aby wyjaśnić, co w tym kontekście oznacza „przeszkolony”: http://electronics.stackexchange.com/questions/8678/basic-training-for-working-with-120v-ac
Dlaczego użyłeś nieizolowanego rozwiązania?
@tyblu, Celowanie w bardzo niski przedział cenowy. W przyszłości prawdopodobnie użyłbym nieizolowanego przetwornika ViPER-12A lub podobnego przetwornika buck ze względu na wyższą wydajność.


ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 2.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...