Rileva 220 V CA con un Raspberry Pi

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Voglio costruire un semplice dispositivo per verificare se la luce è accesa o spenta. Ho trovato alcuni schemi ma devo essere sicuro che sia sicuro.

Fonte: come rilevare una tensione di 220 V CA utilizzando un optoisolatore

Il mio problema è che non lo capisco molto bene. Ho scoperto che PS2501 ha la possibilità di funzionare fino a 80 V, quindi come posso collegarlo in sicurezza a 220 V CA? Quali resistori fanno un limite per la tensione qui? Perché è necessario aggiungere un condensatore e un diodo (D1, C1)?

Sono un principiante in questo campo, quindi per favore sii paziente.

raspberry-pi opto-isolator

— M4xell
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Segui attentamente! Le tensioni di rete possono essere letali, specialmente se non sai esattamente cosa stai facendo. È possibile rilevare la luce utilizzando un sensore a bassa tensione (ad es. Fototransistor) invece di collegarlo alla rete?

— BB IL

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Il circuito sembra più destinato a rilevare 230 V CA che a rilevare che una luce è accesa. Non credo che l'avresti messo in serie con la tua luce. Quindi, come immagini possa funzionare nel tuo caso? Indipendentemente da ciò, potresti prendere in considerazione un approccio trasformatore attuale che è più sicuro da applicare. Oppure esamina uno sdoppiatore per ulteriori idee.

— Jon

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Cosa intendi con "innescato"? Se c'è qualche segnale che controlla l'interruttore della luce, non si può semplicemente verificare la condizione ENABLE (AND) NOT DETECT?

— BB IL

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@BBON Penso che questo significhi semplicemente che l'interruttore della luce su una parete è stato trasformato in posizione "on", e OP dice che il trasformatore di corrente suggerito da Jonk nel commento precedente non funzionerà se la lampadina è bruciata

— Maple

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Non dimenticare che se si utilizza un fotoaccoppiatore è necessario assicurarsi che non vi sia nulla di conduttivo tra i pin. Stripboard (veroboard) o altre schede proto annullano l'isolamento a meno che non vengano modificate fisicamente.

— Adam Eberbach,

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Se la sicurezza è una preoccupazione primaria, piuttosto che costruire quel circuito, potresti prendere in considerazione l'acquisto di un modulo di ingresso AC standard per circa $ 10- $ 15. Sono certificati UL, CSA, CE e TÜV di sicurezza (è ancora possibile sbagliare e creare una situazione pericolosa, soprattutto se il cablaggio è sciatto, ma meno probabile).

È meglio che qualcuno lo sappia prima di accenderlo, comunque.

Il circuito all'interno dell'alloggiamento è in qualche modo simile a quello che mostri, tuttavia risponderà molto più velocemente.

Per quanto riguarda il circuito mostrato, il PS2501 ha una tensione di isolamento a breve termine di 5000 V RMS. Ciò è adeguato per resistere in sicurezza alla rete a 240 V CA e alla maggior parte dei transitori che potrebbero apparire su di essa.

Per motivi di sicurezza, è necessario mantenere la distanza di dispersione (dispersione superficiale) tra i cavi di ingresso e uscita (dell'opto) ad almeno 8 mm e assicurarsi che non possa mai bagnarsi o altrimenti contaminato con materiali conduttivi.

Il circuito sul lato a bassa tensione deve essere collegato a terra e utilizzare fusibili o altri limiti di corrente in modo che un guasto dell'opto non possa causare una condizione pericolosa. R1 e R4 possono essere o non essere accettabili a seconda del tipo. Possono certamente bruciare in alcune condizioni.

Senza una connessione di terra sul lato isolato, dipendi da qualche mil di plastica all'interno che opto per sicurezza.

Per quanto riguarda le altre domande, il valore di 90 V è solo il transistor in uscita, vede solo 5 V e l'ingresso a 240 V è ridotto all'1,2 V di cui il LED ha bisogno attraverso i componenti a sinistra dell'isolatore.

Tutte le ultime parti sono elettricamente "calde" (incluso quel lato dell'opto) e devono essere ben protette da contatti accidentali.

Il condensatore C1 DEVE essere di tipo X2, che è una certificazione di sicurezza per l'uso in rete. R1 e R2 devono essere in grado di resistere alla tensione di rete e ai transitori. Le serie Vishay VR25, 35 ecc. Sono adeguatamente classificate.

C1 è ciò che fa davvero il lavoro di far scendere i 240 V CA a 1,2 V. La maggior parte della tensione di rete appare attraverso di essa. Sui semicicli positivi la corrente scorre attraverso il LED nell'accoppiatore ottico, sui semicicli negativi la corrente fluisce attraverso 1N4007. I resistori servono principalmente a limitare la corrente se alimentati quando la tensione non è zero.

— Spehro Pefhany
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CE non è una certificazione ma piuttosto una lettera di conformità .

— Janka,

"C1 è ciò che realmente fa il lavoro di far scendere i 240 V CA a 1,2 V" Come può il tappo fare questo? Come hai calcolato che è 1.2?

— M4xell,

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Il cappuccio ha impedenza a un'onda sinusoidale di 1 / (

2 π f C

$2\pi fC$ ) quindi diminuisce la tensione e passa la corrente in modo molto simile a una resistenza ma senza riscaldamento significativo. 1.2 è solo la caduta approssimativa in avanti di un LED a infrarossi. Troverai un numero vicino a quello nel foglio dati dell'accoppiatore ottico.

— Spehro Pefhany,

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@Janka Sì, è vero e altri linguaggi simili si applicano ad alcuni degli altri standard. UL è un "elenco", IIRC. Ho appena copiato il linguaggio del foglio dati, che è impreciso.

— Spehro Pefhany,

@SpehroPefhany, puoi spiegarmi un po 'di più come hai calcolato? Mi hai dato una formula ma guarda 1/2 (se ho capito che questo è PI ~ 3,14) * 3,14 * 50Hz * 0,0000001 (100nF), è di circa 31847,133. Cosa devo fare con questo valore per reagire 1,2 V?

— M4xell,

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La soluzione più economica e semplice è acquistare un minuscolo caricabatterie USB alimentato dalla rete e collegare l'USB +5 e le linee di terra per rilevare quando il caricabatterie è alimentato a corrente alternata.

— R .. GitHub FERMA AIUTARE ICE
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Se l'OP è nel Regno Unito, non funzionerà. Un circuito di illuminazione non può contenere una normale presa a cui è possibile collegare un caricabatterie USB. (Puoi avere una presa rotonda da 5A in un circuito di illuminazione - ma non sarai in grado di trovare un caricabatterie USB adatto a uno di questi.)

— Martin Bonner supporta Monica

Sì, ma sei sicuro che una soluzione del genere sia sufficiente da mettere sul soffitto sotto il cartongesso? Che ne dici di riscaldamento? Possibilità di bruciare? Ho letto molto sul caricabatterie USB economico e sul fuoco a casa causato da questo dispositivo.

— M4xell,

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Indipendentemente dalla sicurezza, dubito che passi il codice per inserirlo nel muro / soffitto. Lo collegherei al dispositivo e gli farei funzionare la corrente alternata con un cablaggio conforme al codice.

— R .. GitHub smette di aiutare ICE il

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Consiglio vivamente di riconsiderare l'utilizzo del circuito a favore del rilevamento senza connessione diretta alla tensione di rete. Alcuni esempi sono:

Fotodiodo per rilevare la luce
Trasformatore di corrente a bobina per rilevare la corrente
Trasformatore di corrente con sensore ad effetto Hall per rilevare la corrente

Tutto quanto sopra ha il vantaggio di non attivarsi se la tua lampadina è bruciata (se è quello che vuoi).

Circuito del sensore di tensione senza contatto (NCV) per rilevare la tensione CA.

Quest'ultimo può attivarsi quando l'interruttore è acceso anche se la lampadina è bruciata.

Non solo le opzioni sopra sono molto più sicure, ma i loro circuiti sono generalmente più semplici della mostruosità nella tua domanda.

— acero
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Potete darmi qualche esempio sul "circuito del sensore di tensione senza contatto (NCV) per rilevare la tensione CA"?

— M4xell,

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Certo, eccone uno . Eccone un altro . Google per "circuito di rilevamento della tensione CA" e ne troverai altre centinaia.

— Acero

Grazie per l'esempio, sai qualcosa sul rumore con questa soluzione, come funzionerà se ho 2 fili, 1 con fase costante e un altro che è il controllo tramite relè (luce accesa / spenta). Come posso misurare che ho fase con cavo corretto? Funzionerà se questi due cavi saranno vicini l'uno all'altro?

— M4xell,

Naturalmente sensori come questi hanno una certa distanza operativa. Se riesci a posizionare due fili abbastanza distanti tra loro, puoi trovare una posizione in cui il sensore rileva solo il filo caldo più vicino. Si noti che non è necessario posizionarlo accanto alla presa della luce. È possibile posizionare il sensore ovunque lungo il filo caldo, dove è lontano da altri fili.

— Acero,

Vieni a pensarci bene, peggiore è la performance del tuo circuito, meglio è. Normalmente possono rilevare la tensione CA a circa 5 cm. Se si riduce la sensibilità a circa 5 mm, è possibile rilevare facilmente solo il filo necessario.

— Acero,

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Quel circuito rileva la corrente alternata dalla tua parete; non rileva direttamente la luce. Potrebbe funzionare se lo colleghi alle stesse connessioni della tua luce, ma non è davvero un'ottima soluzione (o sicura).

Per rispondere alle tue domande:

Ho scoperto che PS2501 ha la possibilità di funzionare fino a 80 V, quindi come può funzionare se vogliamo collegarlo a 220 V CA?

Dai un'occhiata al foglio dati. Il valore di 80 V è per la tensione del collettore-emettitore per il transistor; questo è applicabile solo al lato destro del circuito, che è esposto solo a 5 V CC.

Perché è necessario aggiungere un condensatore e un diodo (D1, C1)?

D1 blocca i nodi davanti e dietro R3 e il fotoaccoppiatore quando quel lato ha una tensione positiva. Questo per assicurarsi che il diodo nell'accoppiatore ottico non si rompa poiché può resistere solo a 6 V al contrario. Il serraggio è un modo comune per proteggere i circuiti da tensioni indesiderate.

Il condensatore in serie con il resistore è stato aggiunto per appianare la forma d'onda della tensione CA per evitare falsi positivi.

— Darius
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Credo che C1 sia ciò che in realtà alimenta il fotoaccoppiatore.

— Acero