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