Jak mogę wykryć zanik zasilania za pomocą mikrokontrolera?

Mam następującą konfigurację zasilacza: ZASILACZE AC -> UPS -> ZASILANIE 24 V -> REGULATOR NAPIĘCIA 5 V -> PCB (mikrokontroler). Jakie jest najlepsze rozwiązanie do wykrywania awarii zasilania w sieci za pomocą mikrokontrolera? Muszę również wykryć przejście przez zero, aby móc kontrolować prędkość silnika prądu przemiennego.

Ponieważ potrzebujesz również przejścia przez zero, wykrywanie przerwy w dostawie prądu jest praktycznie bezpłatne .
Najlepiej jest użyć transoptora do wykrywania przejść przez zero. Podłączyć napięcie sieciowe przez rezystory o wysokiej rezystancji do wejścia 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 wokół przejścia przez zero napięcie wejściowe jest zbyt niskie, aby uaktywnić tranzystor wyjściowy, a jego kolektor zostanie podniesiony wysoko. Otrzymujesz więc dodatni puls przy każdym przejściu przez zero . Szerokość impulsu zależy od prądu diod LED. Nieważne, czy cykl pracy przekracza 10% (1 ms przy 50 Hz). Będzie on symetryczny względem rzeczywistego przejścia przez zero, więc dokładny punkt znajduje się w środku impulsu.

Aby wykryć przerwy w dostawie prądu , należy ponownie uruchomić stoper na każdym przejściu przez zero, z limitem czasu wynoszącym 2,5 połowy cyklu. Najlepszą praktyką jest, aby impuls generował przerwanie. Dopóki obecne jest zasilanie, timer będzie restartowany co pół cyklu i nigdy nie przekroczy limitu czasu. Jednak po zaniku zasilania upłynie limit czasu nieco dłuższy niż cykl i możesz podjąć odpowiednie działania. (Wartość limitu czasu jest dłuższa niż 2 pół cykli, więc skok na 1 przejściu przez zero powodujący pominięcie impulsu nie da fałszywego ostrzeżenia .)
Jeśli utworzysz programowy licznik czasu , nic Cię to nie kosztuje, ale ty może również korzystać z multiwibratora monostabilnego (MMV), na przykład z LM555 .

Uwaga: w zależności od napięcia sieciowego i typu rezystora może być konieczne umieszczenie dwóch rezystorów szeregowych dla transoptora, ponieważ wysokie napięcie może spowodować uszkodzenie jednego rezystora. Dla 230 V AC zastosowałem do tego trzy rezystory 1206 połączone szeregowo.

Czas na pytania i odpowiedzi! (od komentarzy, jest to dodatkowe, na wypadek, gdybyś chciał więcej )

P: A wejściowe diody LED transoptora będą działać przy 230 V? W arkuszu danych podano, że napięcie przewodzenia wynosi 1,65 V.
Odp .: Podobnie jak w przypadku zwykłej diody napięcie na diodzie LED jest mniej więcej stałe, bez względu na napięcie zasilania. Obowiązkowe rezystory szeregowe przyjmą różnicę napięcia między zasilaniem a napięciem LED. Odpowiedzi na to pytanie wyjaśniają, jak obliczyć wartość rezystora. Skrajny przykład: zasilacz 10 000 V dla diody LED 2 V. Napięcie nad rezystorem: 10 000 V - 2 V = 9 998 V. Chcesz 20mA? Zatem rezystorem jest = 499,9k ΩP=V×I=9998V×20mA=199,96$\frac{9 998V}{20mA}$$\Omega$. To 500k, to nawet rozsądne. Jednak nie można tutaj użyć zwykłego rezystora. Dlaczego nie? Po pierwsze, wspólny rezystor PTH 1 / 4W ma moc 250 V i na pewno ulegnie awarii przy 10 000 V, więc będziesz musiał użyć 40 rezystorów szeregowo, aby rozdzielić wysokie napięcie. Po drugie, i gorzej, moc, którą rezystor musiałby rozproszyć, to , czyli znacznie więcej niż znamionowa . Aby poradzić sobie z mocą, potrzebujemy nawet 800 rezystorów. OK, 10kV jest ekstremalne, ale przykład pokazuje, że możesz użyć dowolnego napięcia dla LED, więc 230V jest również możliwe. To tylko kwestia użycia wystarczającej liczby i odpowiedniego rodzaju rezystorów. $P = V \times I = 9 998V \times 20mA = 199.96W$

P: W jaki sposób napięcie zwrotne wpływa na żywotność diod LED?
Odp .: Druga, nierównoległa dioda LED dba o to, zapewniając, że napięcie wsteczne na drugiej diodzie LED nie może przekroczyć własnego napięcia przewodzenia. I to dobrze, ponieważ napięcie wsteczne 325 _P każdą diodę LED (najprawdopodobniej eksploduje), tak jak jak każda dioda sygnałowa. Najlepszym sposobem na jego ochronę jest dioda antyrównoległa. $_P$

P: Czy rezystory nie rozpraszają dużo ciepła?
Odp .: Cóż, zobaczmy. Jeśli przyjmiemy 1mA przez rezystory i zignorujemy napięcie LED, mamy , więc nawet 1206 może to obsłużyć. I pamiętaj, że używamy więcej niż 1 rezystor, więc jesteśmy bezpieczni, jeśli możemy pracować z 1mA (SFH6206 ma wysoki CTR współczynnik transferu prądu). $P = V \times I = 230V_{RMS} \times 1mA = 230mW$$-$

Natknąłem się na ten przedmiot, monitor linii zasilania MID400, który jest przeznaczony do tego celu. Nota aplikacyjna, https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-3007.pdf , zawiera szereg sugestii dotyczących obwodów, odnoszących się do kilku scenariuszy użytkowania.

To był powtarzający się temat ze zbyt małą liczbą rozwiązań podczas mojej aktualizacji piekarnika przemysłowego. Większość sterowników PLC wykorzystuje moduły „AC Input”. Z moich obserwacji wynika, że ​​większość EE nie projektuje za pomocą sterowników PLC i zbuduje urządzenie wbudowane. Znalazłem udaną frazę wyszukiwania: control signal relay spdt slim 120vInne modyfikatory do włączenia to DIN raili Socket C.

Każda firma ze słowem automationw nazwie będzie miała produkty i literaturę, które pomogą w twoim projekcie.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Wybierz przekaźnik z cewką wejściową dopasowaną do napięcia sieciowego. Istnieją cewki dla 100-120 VAC i 200-240 VAC. W moim przykładzie wybrałem „odwrócenie” wyjścia przekaźnika, tak aby wejście cyfrowe było zawsze powiązane z HI lub LO i nie pozostawało swobodne.

Powyższy obwód reprezentuje to, co NOstosuję do monitorowania czujników w piekarniku, które wszystkie są przełącznikami 115VAC. Kompaktowe konstrukcje poprawiają gęstość, dzięki czemu poznajemy „przekaźniki blokowe”.

Na rynku dostępna jest wyjątkowa oferta o dużej gęstości i interfejsie kabla taśmowego od dostawcy o nazwie opto22 za pośrednictwem ich rodziny G4. Brak przynależności, nawet klienta. Inne rozwiązania osiągające ten poziom gęstości wydają się być projektami zastrzeżonymi do współpracy z liniami produktów PLC.