Как я могу обнаружить отключение питания с помощью микроконтроллера?

У меня есть следующая конфигурация источника питания: сеть переменного тока -> ИБП -> ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ 24 В -> РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ 5 В -> PCB (микроконтроллер). Какое лучшее решение для обнаружения перебоев в питании с помощью микроконтроллера? Мне также нужно обнаружить пересечение нуля, чтобы я мог контролировать скорость двигателя переменного тока.

microcontroller power-supply ac zero-crossing m.Alin
источник

Вам нужна надлежащая изоляция между сетью и микроконтроллером, или вы можете избежать неприятностей с чем-то более простым?

Это должно быть изолированно, да. Подача питающей сети на вывод микроконтроллера через большой резистор не является решением для этого проекта ..

м.Алин

Почему за комментарий м-ра Алина проголосовали дважды? Он просто дает больше информации. Или аппотеры думают, что от 230 В до контакта микроконтроллера никогда не бывает, и считают ли они, что это хорошая шутка?

Стивенвх

Пусть микроконтроллер наблюдает за своей собственной энергией, а когда она исчезнет, пусть он отправит --- О, верно, не бери в голову.

Олин Латроп

@OlinLathrop: это общеизвестный менеджер по продукту, запрашивающий светодиод, который должен гореть, когда батарея разряжена.

галька

Ответы:

Так как вам также нужен переход через ноль, вы сможете обнаружить отключение электроэнергии практически бесплатно .
Лучше всего использовать оптопару для обнаружения пересечения нуля. Подайте напряжение сети через резисторы высокого сопротивления на вход оптопары. SFH6206 Vishay имеет два светодиода в параллельном режиме, поэтому он работает в течение полного цикла сетевого напряжения.

введите описание изображения здесь

Если входное напряжение достаточно высокое, выходной транзистор включается, а коллектор находится на низком уровне. Однако в районе пересечения нуля входное напряжение слишком низкое, чтобы активировать выходной транзистор, и его коллектор будет перегружен. Таким образом, вы получаете положительный импульс при каждом пересечении нуля . Ширина импульса зависит от тока светодиодов. Не берите в голову, если это - больше чем 10% -ый рабочий цикл (1 мс при 50 Гц). Это будет симметрично относительно фактического пересечения нуля, поэтому точная точка находится в середине импульса.

Чтобы обнаружить перебои в подаче электроэнергии, вы (пере) запускаете таймер при каждом пересечении нуля с таймаутом в 2,5 полупериода. Лучшая практика - позволить импульсу генерировать прерывание. Пока питание присутствует, таймер будет перезапускаться каждые половину цикла и никогда не прерываться. Однако в случае сбоя питания он истекает через некоторое время, превышающее цикл, и вы можете предпринять соответствующие действия. (Значение времени ожидания превышает 2 полупериода, поэтому скачок на 1 пересечении нуля, приводящий к пропущенному импульсу, не даст вам ложного предупреждения .)
Если вы создаете программный таймер, это ничего не будет стоить, но вы также можно использовать перестраиваемый моностабильный мультивибратор (MMV), например, с LM555 .

примечание: в зависимости от напряжения вашей сети и типа резистора вам может потребоваться последовательно разместить два резистора для оптопары, потому что высокое напряжение может вызвать поломку одного резистора. Для 230 В переменного тока я использовал для этого три резистора 1206 последовательно.

Время вопросов и ответов! (из комментариев, это дополнительно, если вы хотите больше )

$\frac{9 998V}{20mA}$ $\Omega$ $P = V \times I = 9 998V \times 20mA = 199.96W$ , намного больше, чем номинальная 1 / 4W. Таким образом, чтобы справиться с мощностью, нам даже понадобится 800 резисторов. Хорошо, 10 кВ - это крайность, но пример показывает, что вы можете использовать любое напряжение для светодиода, так что 230 В также возможно. Это просто вопрос использования достаточного и правильного типа резисторов.

$_P$

$P = V \times I = 230V_{RMS} \times 1mA = 230mW$ $-$

stevenvh
источник

@stevenvh Как обратное напряжение влияет на срок службы светодиодов? Или 2 светодиода в параллельном соединении уменьшают эту проблему?

Майенко

V = \frac{I}{R}

$V=\frac{I}{R}$

Я объединил вопросы здесь и ответы в Q & A в моем ответе.

Стивенвх

@stevenvh, этот ответ слишком подробный и охватывает слишком много примеров, я устал и просто проголосовал вместо того, чтобы читать. Мне нужно, чтобы вы начали размещать резюме наверху, рассказывая мне, что я собираюсь не читать. :)

Kortuk

@Kortuk - Я думал, что заголовок Q & A прояснил, что это была дополнительная информация «для заинтересованного читателя» :-). Я выделю каждый вопрос, чтобы вы могли пропустить те, которые вас не интересуют.

stevenvh

Я наткнулся на этот пункт, монитор линии электропередачи MID400, который предназначен для этой цели. В примечании к приложению https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-3007.pdf приведен ряд предложений по схемам, касающихся нескольких сценариев использования.

AnalogGuy
источник

Это была повторяющаяся тема со слишком малым количеством решений во время моего обновления промышленной печи. Большинство ПЛК используют модули «AC Input». По моим наблюдениям, большинство EE не проектируются с ПЛК и создают встроенное устройство. Я нашел успешную поисковую фразу: control signal relay spdt slim 120vдругие модификаторы, чтобы включить, являются DIN railи Socket C.

Любой вид бизнеса со словом automationв его названии будет иметь продукты и литературу, которые помогут с вашим дизайном.

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Выберите реле с входной катушкой, соответствующее напряжению вашей сети. Есть катушки для 100-120 В переменного тока и 200-240 В переменного тока. В моем примере я выбрал «реверс» выхода реле, чтобы цифровой вход всегда был связан с HI или LO и не оставался плавающим.

Вышеуказанная схема представляет собой то, что я использую для контроля датчиков в духовом шкафу, которые все являются NOпереключателями 115 В переменного тока. Компактные конструкции улучшают плотность, следовательно, изучают "реле клеммных блоков"

На рынке есть уникальное предложение с большой плотностью и интерфейсом ленточного кабеля от производителя под названием opto22 через их семейство G4. Никакой принадлежности, даже клиент. Другие решения, достигающие такого уровня плотности, являются собственными разработками для взаимодействия с линейками продуктов ПЛК.

Крис К
источник