Phát hiện 220 VAC với Raspberry Pi

9

Tôi muốn xây dựng một thiết bị đơn giản để kiểm tra xem đèn bật hay tắt. Tôi tìm thấy một số sơ đồ nhưng tôi cần chắc chắn rằng nó an toàn.

Nguồn: Cách phát hiện điện áp 220 VAC bằng bộ cách ly quang

Vấn đề của tôi là tôi không hiểu rõ điều này. Tôi thấy rằng PS2501 có cơ hội hoạt động lên đến 80V vậy làm thế nào tôi có thể kết nối nó với 220 VAC một cách an toàn? Những điện trở nào tạo ra một giới hạn cho điện áp ở đây? Tại sao chúng ta cần thêm một tụ điện và diode (D1, C1)?

Tôi là người mới bắt đầu trong lĩnh vực này vì vậy hãy kiên nhẫn.

raspberry-pi opto-isolator

— M4xell
nguồn

8

Bước đi cẩn thận! Điện áp chính có thể gây chết người, đặc biệt nếu bạn không biết chính xác những gì bạn đang làm. Bạn có thể phát hiện ánh sáng bằng cảm biến điện áp thấp (ví dụ phototransistor) thay vì nối dây vào nguồn điện không?

— BB vào

2

Mạch trông giống như dự định phát hiện 230 VAC hơn là phát hiện đèn sáng. Tôi không nghĩ rằng bạn sẽ đặt nó trong loạt với ánh sáng của bạn. Vì vậy, làm thế nào để bạn tưởng tượng nó sẽ làm việc trong trường hợp của bạn? Bất kể, bạn có thể xem xét một phương pháp biến áp hiện tại an toàn hơn để áp dụng. Hoặc kiểm tra một bộ chia dòng cho ý tưởng bổ sung.

— jonk

1

Bạn có ý nghĩa gì khi 'kích hoạt'? Nếu có một số tín hiệu điều khiển công tắc đèn, bạn có thể không kiểm tra điều kiện ENABLE (AND) KHÔNG DETECT không?

— BB vào

1

@BBON Tôi nghĩ điều này đơn giản có nghĩa là công tắc đèn trên tường đã được chuyển sang vị trí "bật" và OP nói rằng máy biến áp hiện tại được đề xuất bởi jonk trong bình luận trước sẽ không hoạt động nếu bóng đèn bị cháy

— Maple

1

Đừng quên rằng nếu bạn sử dụng bộ ghép quang, bạn cần đảm bảo không có gì dẫn điện giữa các chân. Ván trượt (veroboard) hoặc các bảng proto khác đánh bại sự cô lập trừ khi được sửa đổi về mặt vật lý.

— Adam Eberbach

13

Nếu an toàn là mối quan tâm chính, thay vì xây dựng mạch đó, bạn có thể xem xét việc mua mô-đun đầu vào AC tiêu chuẩn với giá khoảng $ 10- $ 15. Chúng được chứng nhận an toàn UL, CSA, CE và TÜV (vẫn có thể sai và tạo ra tình huống nguy hiểm, đặc biệt là nếu hệ thống dây điện bị cẩu thả, nhưng ít có khả năng hơn).

Tốt nhất là có ai đó am hiểu về nó trước khi bạn tăng sức mạnh trong mọi trường hợp.

Mạch bên trong vỏ có phần giống với mạch bạn hiển thị, tuy nhiên nó sẽ phản hồi nhanh hơn nhiều.

Đối với mạch bạn chỉ ra, PS2501 có mức điện áp cách ly ngắn hạn là 5000V RMS. Điều đó là đủ để chịu đựng một cách an toàn các nguồn điện 240VAC và hầu hết các quá độ có thể xuất hiện trên nó.

Để đảm bảo an toàn, bạn cần giữ khoảng cách giữa đường dẫn (rò rỉ bề mặt) giữa các đạo trình đầu vào và đầu ra (của opto) tối thiểu là 8 mm và đảm bảo nó không bao giờ bị ướt hoặc bị nhiễm các vật liệu dẫn điện.

Mạch ở phía điện áp thấp phải được nối đất và cầu chì hoặc giới hạn dòng điện khác được sử dụng để sự cố của opto không thể gây ra tình trạng nguy hiểm. R1 và R4 có thể hoặc không thể được chấp nhận tùy thuộc vào loại. Họ chắc chắn có thể bị đốt cháy trong một số điều kiện.

Không có kết nối trái đất ở phía bị cô lập, bạn phụ thuộc vào một vài triệu nhựa bên trong để đảm bảo an toàn.

Theo như những câu hỏi khác của bạn, xếp hạng 90V chỉ là bóng bán dẫn đầu ra, nó chỉ nhìn thấy 5V và đầu vào 240V được giảm xuống còn 1,2V mà đèn LED cần thông qua các thành phần bên trái bộ cách ly.

Tất cả các bộ phận sau đều "nóng" (bao gồm cả phía bên của opto) và cần được bảo vệ tốt chống lại sự tiếp xúc tình cờ.

Tụ điện C1 PHẢI là loại X2 là chứng nhận an toàn cho việc sử dụng chính. R1 và R2 phải có khả năng chịu được điện áp và điện áp chính. Dòng Vishay VR25, 35, vv được đánh giá phù hợp.

C1 là những gì thực sự làm công việc giảm 240VAC xuống còn 1,2V. Hầu hết các điện áp nguồn xuất hiện trên nó. Trên nửa chu kỳ dương, dòng điện chạy qua đèn LED trong bộ ghép quang, trên nửa chu kỳ âm dòng chảy qua dòng 1N4007. Các điện trở ở đó chủ yếu để giới hạn dòng điện nếu được cấp nguồn khi điện áp không bằng không.

— Spehro Pefhany
nguồn

2

CE không phải là một chứng nhận mà là một lá thư phù hợp .

— Janka

"C1 là những gì thực sự làm công việc giảm 240VAC xuống 1,2V" Làm thế nào nắp có thể làm điều này? Làm thế nào bạn calc rằng nó là 1,2?

— M4xell

1

Nắp có trở kháng với sóng hình sin 1 / ( ) vì vậy nó giảm điện áp và truyền dòng điện giống như điện trở nhưng không có nhiệt đáng kể. 1.2 chỉ là mức giảm về phía trước của đèn LED hồng ngoại. Bạn sẽ tìm thấy một số gần với số đó trong biểu dữ liệu opt optpler.

2 π f C

$2\pi fC$

— Spehro Pefhany

1

@Janka Vâng, đó là sự thật và ngôn ngữ tương tự khác áp dụng cho một số tiêu chuẩn khác - UL là một "danh sách", IIRC. Tôi chỉ sao chép ngôn ngữ biểu dữ liệu, không chính xác.

— Spehro Pefhany

@SpehroPefhany, bạn có thể giải thích cho tôi thêm một chút về cách bạn đã làm điều này? Bạn đã cho tôi một số công thức nhưng nhìn 1/2 (vì tôi hiểu đây là PI ~ 3,14) * 3,14 * 50Hz * 0,0000001 (100nF), đó là khoảng 31847.133. Tôi nên làm gì với giá trị này để phản ứng 1,2 V?

— M4xell

12

Giải pháp rẻ nhất và đơn giản nhất là mua một bộ sạc USB nhỏ được cấp nguồn chính và nối dây USB +5 và nối đất để phát hiện khi nào bộ sạc được cung cấp bởi AC.

— R .. GitHub DỪNG GIÚP ICE
nguồn

1

Nếu OP ở Anh, điều đó sẽ không hoạt động. Một mạch chiếu sáng không thể có ổ cắm bình thường trong đó bạn có thể kết nối bộ sạc USB với. (Bạn có thể có ổ cắm pin tròn 5A trong mạch chiếu sáng - nhưng bạn sẽ không thể tìm thấy bộ sạc USB phù hợp với một trong số đó.)

— Martin Bonner hỗ trợ Monica

Có nhưng bạn có chắc rằng giải pháp đó là đủ tiết kiệm để đặt trên trần nhà dưới tấm thạch cao? Làm thế nào về sưởi ấm? Khả năng bị đốt cháy? Tôi đọc rất nhiều về bộ sạc USB giá rẻ và cháy ở nhà do thiết bị này gây ra.

— M4xell

1

Bất kể an toàn, tôi nghi ngờ nó vượt qua mã để đặt nó vào tường / trần. Tôi sẽ gắn nó vào thiết bị và chạy nguồn điện xoay chiều với thiết bị có dây phù hợp với mã.

— R .. GitHub DỪNG GIÚP ICE

10

Tôi thực sự khuyên bạn nên xem xét lại bằng cách sử dụng mạch của bạn để phát hiện mà không cần kết nối trực tiếp với điện áp nguồn. Một số ví dụ:

Photodiode để phát hiện ánh sáng
Biến áp dựa trên cuộn dây để phát hiện hiện tại
Máy biến dòng với cảm biến hiệu ứng Hall để phát hiện dòng

Tất cả những điều trên có lợi ích mà chúng không kích hoạt nếu bóng đèn của bạn bị cháy (nếu đó là những gì bạn muốn).

Mạch cảm biến điện áp không tiếp xúc (NCV) để phát hiện điện áp xoay chiều

Cái sau có thể kích hoạt khi công tắc được BẬT ngay cả khi bóng đèn bị cháy.

Không chỉ các tùy chọn ở trên an toàn hơn nhiều, các mạch của chúng thường đơn giản hơn sự quái dị trong câu hỏi của bạn.

— Cây phong
nguồn

Bạn có thể cho tôi một số ví dụ về "Mạch cảm biến điện áp không tiếp xúc (NCV) để phát hiện điện áp xoay chiều" không?

— M4xell

2

Chắc chắn, đây là một . Đây là một cái khác . Google cho "mạch phát hiện điện áp xoay chiều" và bạn sẽ tìm thấy hàng trăm thứ khác.

— Maple

Cảm ơn ví dụ này, bạn có biết gì về tiếng ồn với giải pháp này không, sẽ hoạt động như thế nào nếu tôi có 2 dây, 1 với pha không đổi và một dây khác được điều khiển bằng rơle (bật / tắt đèn). Làm thế nào tôi có thể đo rằng tôi có pha ở cáp chính xác? Nó sẽ hoạt động nếu hai cáp này sẽ gần nhau?

— M4xell

Tất nhiên các cảm biến như thế này có khoảng cách hoạt động nhất định. Nếu bạn có thể đặt hai dây đủ xa nhau thì bạn có thể tìm vị trí chỉ cảm biến phát hiện dây nóng gần nhất. Lưu ý rằng bạn không phải đặt cái này bên cạnh ổ cắm ánh sáng. Bạn có thể đặt cảm biến ở bất cứ đâu dọc theo dây nóng, nơi xa các dây khác.

— Maple

Hãy suy nghĩ về nó, hiệu suất của mạch càng tệ thì càng tốt. Thông thường họ có thể phát hiện điện áp xoay chiều ở khoảng 5 cm. Nếu bạn giảm độ nhạy xuống khoảng 5 mm, bạn có thể dễ dàng phát hiện chỉ dây bạn cần.

— Maple

0

Mạch đó phát hiện dòng điện xoay chiều từ tường của bạn; nó không trực tiếp phát hiện ánh sáng. Nó có thể hoạt động nếu bạn cắm nó vào cùng các kết nối với ánh sáng của bạn, nhưng nó không thực sự là một giải pháp tuyệt vời (hoặc an toàn).

Để trả lời câu hỏi của bạn:

Tôi thấy rằng PS2501 có khả năng hoạt động lên đến 80V, vậy làm thế nào có thể hoạt động nếu chúng ta muốn kết nối nó với 220 VAC?

Hãy nhìn vào bảng dữ liệu. Xếp hạng 80V dành cho điện áp collector-emitter cho bóng bán dẫn; điều này chỉ áp dụng cho phía bên phải của mạch của bạn, chỉ tiếp xúc với 5VDC.

Tại sao chúng ta cần thêm một tụ điện và diode (D1, C1)?

D1 kẹp các nút ở phía trước và phía sau R3 và bộ ghép quang khi phía đó có điện áp dương. Điều này là để đảm bảo rằng diode trong bộ ghép quang không bị hỏng vì nó chỉ có thể chịu được 6V ngược lại. Kẹp là một cách phổ biến để bảo vệ các mạch khỏi điện áp không mong muốn.

Các tụ điện nối tiếp với điện trở đã được thêm vào để làm mịn dạng sóng điện áp AC để tránh dương tính giả.

— Bảo Bình
nguồn

Tôi tin rằng C1 là những gì thực sự cung cấp năng lượng cho opt optpler.

— Maple