Обнаружить 220 В переменного тока с Raspberry Pi

9

Я хочу создать простое устройство, чтобы проверить, включен ли свет. Я нашел некоторые схемы, но я должен быть уверен, что это безопасно.

Источник: Как определить напряжение 220 В переменного тока с помощью оптоизолятора

Моя проблема в том, что я не очень хорошо понимаю это. Я обнаружил, что PS2501 может работать до 80 В, так как я могу безопасно подключить его к 220 В переменного тока? Какие резисторы здесь ограничивают напряжение? Зачем нам нужно добавить конденсатор и диод (D1, C1)?

Я новичок в этой области, поэтому, пожалуйста, будьте терпеливы.

raspberry-pi opto-isolator

— M4xell
источник

8

Действуй осторожно! Сетевое напряжение может быть смертельным, особенно если вы точно не знаете, что делаете. Возможно ли обнаружить свет с помощью датчика низкого напряжения (например, фототранзистора) вместо подключения к сети?

— BB ON

2

Схема больше похожа на то, что была предназначена для обнаружения 230 В переменного тока, чем для обнаружения того, что свет включен. Я не думаю, что вы поставили бы это в ряд со своим светом. Так как вы думаете, это будет работать в вашем случае? В любом случае, вы можете рассмотреть подход с трансформатором тока, который безопаснее применять. Или изучите разделитель строк для дополнительных идей.

— Джон

1

Что вы подразумеваете под «триггером»? Если есть какой-то сигнал, управляющий выключателем света, не можете ли вы просто проверить состояние ВКЛЮЧИТЬ (И) НЕ ОБНАРУЖИТЬ?

— BB ON

1

@BBON Я думаю, это просто означает, что выключатель света на стене был переведен в положение «включено», а OP говорит, что трансформатор тока, предложенный Джонком в предыдущем комментарии, не будет работать, если лампа перегорела

— Maple

1

Не забывайте, что если вы используете оптопару, вы должны убедиться, что между контактами нет проводящих контактов. Полосатая доска (veroboard) или другие прото-платы разрушают изоляцию, если не физически изменены.

— Адам Эбербах

13

Если безопасность является первоочередной задачей, а не создавать эту схему, вы можете приобрести стандартный модуль ввода переменного тока примерно за 10-15 долларов. Они имеют сертификаты безопасности UL, CSA, CE и TÜV (все еще можно ошибиться и создать опасную ситуацию, особенно если проводка ненадежная, но менее вероятная).

Лучше всего, чтобы кто-нибудь знающий посмотрел его, прежде чем включить его в любом случае.

Схема внутри корпуса несколько похожа на ту, которую вы показываете, однако она будет реагировать намного быстрее.

Что касается схемы, вы показываете, что PS2501 имеет кратковременное номинальное напряжение изоляции 5000 В RMS. Этого достаточно, чтобы безопасно противостоять сети 240 В переменного тока и большинству переходных процессов, которые могут появиться на нем.

В целях безопасности необходимо поддерживать расстояние утечки (утечки на поверхности) между входным и выходным проводами (опто) не менее 8 мм и следить за тем, чтобы он никогда не мог намокнуть или иным образом загрязниться проводящими материалами.

Цепь на стороне низкого напряжения должна быть заземлена, а плавкие предохранители или другие ограничители тока должны быть использованы, чтобы неисправность оптоэлектронного преобразователя не могла привести к возникновению опасных условий. R1 и R4 могут или не могут быть приемлемы в зависимости от типа. Они, конечно, могут сгореть при некоторых условиях.

Без заземления на изолированной стороне вы полагаетесь на несколько мил пластиков внутри, что для безопасности.

Что касается других ваших вопросов, то номинальное напряжение 90 В - это только выходной транзистор, он видит только 5 В, а входное напряжение 240 В уменьшается до 1,2 В, необходимых для светодиода через компоненты слева от изолятора.

Все последние части электрически "горячие" (включая эту сторону оптики) и должны быть хорошо защищены от случайного контакта.

Конденсатор С1 ДОЛЖЕН быть типом Х2, который является сертификатом безопасности для использования в сети. R1 и R2 должны выдерживать сетевое напряжение и переходные процессы. Vishay VR25, 35 и т. Д. Серии соответствующим образом оценены.

С1 - это то, что действительно делает падение 240 В переменного тока до 1,2 В. Большая часть сетевого напряжения появляется через него. В положительных полупериодах ток течет через светодиод в оптопаре, в отрицательных полупериодах ток протекает через 1N4007. Резисторы предназначены для ограничения тока, если он включен, когда напряжение не равно нулю.

— Спехро Пефхани
источник

2

CE не сертификация, а скорее письмо о соответствии .

— Янка

«С1 - это то, что действительно делает падение 240 В переменного тока до 1,2 В» Как крышка может сделать это? Как ты посчитал что это 1.2?

— M4xell

1

Крышка имеет сопротивление синусоидальной волны 1 / (

2 π f C

$2\pi fC$ ), поэтому он падает напряжение и пропускает ток, как резистор, но без значительного нагрева. 1.2 - это всего лишь приблизительное падение инфракрасного светодиода. Вы найдете число, близкое к этому, в техническом описании оптопары.

— Спехро Пефхани

1

@ Янка Да, это правда, и к другим стандартам применяется другой подобный язык - UL - это «листинг», IIRC. Я просто скопировал язык таблицы данных, что является неточным.

— Спехро Пефхани

@SpehroPefhany, можете ли вы объяснить мне немного больше, как вы рассчитали это? Вы дали мне формулу, но посмотрите 1/2 (насколько я понимаю, это PI ~ 3,14) * 3,14 * 50 Гц * 0,0000001 (100 нФ), это около 31847,133. Что мне делать с этим значением для реактивного 1,2 В?

— M4xell

12

Самое дешевое и простое решение - просто купить крошечное зарядное устройство USB с питанием от сети и подключить USB +5 и линии заземления, чтобы определить, когда зарядное устройство питается от сети переменного тока.

— R .. GitHub СТОП, ПОМОГАЯ ЛЬДУ
источник

1

Если ОП в Великобритании, это не сработает. В цепи освещения не может быть нормальной розетки, к которой можно подключить зарядное устройство USB. (У вас может быть 5-контактный разъем в цепи освещения, но вы не сможете найти зарядное устройство USB, которое подходит к одному из них.)

— Мартин Боннер поддерживает Monica

Да, но уверены ли вы, что такого решения достаточно, чтобы положить его на потолок под гипсокартоном? Как насчет отопления? Возможность сгореть? Я много читал о дешевом USB зарядном устройстве и пожаре в доме, вызванном этим устройством.

— M4xell

1

Независимо от безопасности, я сомневаюсь, что он передает код, чтобы положить его в стену / потолок. Я бы подключил его к устройству и подключил к нему сеть переменного тока с проводкой, соответствующей коду.

— R .. GitHub ОСТАНОВИТЬ, ЧТОБЫ ПОМОЧЬ ЛЬДУ

10

Я настоятельно рекомендую пересмотреть использование вашей схемы в пользу обнаружения без прямого подключения к сетевому напряжению. Вот некоторые примеры:

Фотодиод для обнаружения света
Катушка трансформатора тока для обнаружения тока
Трансформатор тока с датчиком Холла для определения тока

Все вышеперечисленное имеет то преимущество, что не срабатывает, если у вас перегорела лампочка (если вы этого хотите).

Цепь бесконтактного датчика напряжения (NCV) для определения напряжения переменного тока

Последний может срабатывать при включении переключателя, даже если лампа перегорела.

Не только вышеприведенные варианты намного безопаснее, их схемы обычно проще, чем чудовищность в вашем вопросе.

— кленовый
источник

Можете ли вы привести пример «цепи бесконтактного датчика напряжения (NCV) для определения напряжения переменного тока»?

— M4xell

2

Конечно, вот один . Здесь другое . Google для "цепи обнаружения напряжения переменного тока", и вы найдете еще сотни.

— Клен,

Спасибо за пример, знаете ли вы что-нибудь о шуме с этим решением, как будет работать, если у меня есть 2 провода, 1 с постоянной фазой и еще один, который управляется реле (свет вкл / выкл). Как я могу измерить наличие фазы на правильном кабеле? Будет ли это работать, если эти два кабеля будут близко друг к другу?

— M4xell

Конечно, такие датчики имеют определенное рабочее расстояние. Если вы можете разместить два провода достаточно далеко друг от друга, то вы можете найти положение, где датчик обнаруживает только самый близкий горячий провод. Обратите внимание, что вам не нужно размещать это рядом с розеткой. Вы можете разместить датчик в любом месте вдоль горячего провода, где он находится далеко от других проводов.

— Клен

Если подумать, чем хуже производительность вашей схемы, тем лучше. Обычно они могут обнаруживать переменное напряжение на расстоянии около 5 см. Если вы уменьшите чувствительность примерно до 5 мм, вы сможете легко обнаружить только нужный вам провод.

— клен

0

Эта схема обнаруживает переменный ток от вашей стены; он не обнаруживает свет напрямую. Это может сработать, если вы подключите его к тем же соединениям, что и ваш свет, но это не очень хорошее (или безопасное) решение.

Чтобы ответить на ваши вопросы:

Я обнаружил, что PS2501 имеет возможность работать до 80 В, так как же работать, если мы хотим подключить его к 220 В переменного тока?

Взгляните на таблицу. Номинал 80 В предназначен для напряжения коллектор-эмиттер для транзистора; это применимо только к правой стороне вашей цепи, которая подвергается воздействию только 5 В постоянного тока.

Почему нам нужно добавить конденсатор и диод (D1, C1)?

D1 зажимает узлы спереди и сзади R3 и оптопары, когда на этой стороне есть положительное напряжение. Это сделано для того, чтобы убедиться, что диод в оптопаре не сломается, поскольку он может выдержать только 6 В в обратном направлении. Зажим является распространенным способом защиты цепей от нежелательного напряжения.

Конденсатор последовательно с резистором был добавлен для сглаживания формы волны переменного тока, чтобы избежать ложных срабатываний.

— Darius
источник

Я считаю, что C1 - это то, что на самом деле питает оптопару.

— клен