Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pomiar napięcia zasilania

08 Maj 2013 22:41 2997 16
  • Poziom 9  
    Witam,
    chce wykonać układ który będzie mierzył napięcie AC zasilania jakiegoś urządzenia tak aby po przekroczeniu 20% oraz -10% wartości nominalnej wyłączał owe urządzenie.

    W projekcie chce wykorzystać zwykłą atmegę oraz separacja galwaniczna, ale nie chce używać transformatora ani beztransformatorowego zasilania przy użyciu kondensatora.

    Wymyśliłem takie coś i proszę wypowiedzenie się czy to ma w ogóle sens.
    Pomiar napięcia zasilania

    Napięcie sieciowe z założenia mogę otrzymać z przedziału 207- 276 V następnie prostuję na mostku. Napięcie jest *1.41 raza większe czyli maksymalnie 400 V. Wartości rezystorów w dzielniku napięciowym będą tak dobrane aby przy 324 DC na wejściu otrzymać około 150 DC a za mostkiem transil z przedziału 160-200 V, aby zapobiec szpilką. Rezystor przed CNY będzie tak dobrany aby przy największym napięciu nie przekroczyć wartości 60 mA na diodzie. CNY w przedziale 10 - 30 mA( Ic = If) jest dość liniowy więc jezeli zmierze wartość prądu Ic na fototranzystorze będę mógł orientacyjnie policzyć czy napięcie jest z przedziału 207-276 VAC.


    Czy powyższy pomysł idzie w dobrym kierunku ?

    Pozdrawiam
  • Moderator Projektowanie
    Obawiam się, że to mało dokładne będzie.
    Zobacz datasheet od różnych producentów - mocno różnią się od siebie.
    Uważaj na prąd zbliżony do 60mA - ta dioda ma maleńką moc 70mW i przy 60mA mocno się zagrzeje - patrz wtedy co się dzieje z CTR. Prąd raczej w granicach 5-30mA, ale liniowość raczej kiepska będzie.
  • Poziom 35  
    Jeśli chcesz zrobić w miarę dokładny pomiar to zastosuj przekładnik napięciowy. Najprościej jakiś malutki transformator sieciowy. Napięcie pomiarowe dopasujesz sobie najprostszym dzielnikiem oporowym(potencjometrem).
  • Specjalista elektronik
    Zrobić konwerter U/f (są scalone - chyba np. LM331) i przesyłać przez transoptor częstotliwość
    (którą pewnie na uC łatwiej zmierzyć, niż napięcie - wystarczy zliczać impulsy, zbędny jest ADC).
    Tylko pytanie, czy bez kondensatora elektrolitycznego (który jest mało stabilny, "pływa"), bądź
    ferroelektrycznego (też, choć już dużo mniej) uzyskasz częstotliwość na tyle niską, by móc łatwo
    zliczać impulsy na uC; w ostateczności można użyć dzielnika częstotliwości (CD4020, CD4040),
    nawet po stronie uC (wtedy uC może odczytywać stan na kilku wyjściach dzielnika, dla lepszej
    dokładności bez długiego czekania na zliczenie odpowiedniej ilości impulsów).
  • Poziom 9  
    Czesc,


    jednak zdecyduje sie na użycie transformatora 1:1 + mostek prostowniczy i pomiar napięcia na atmega

    Pomysł z LM331 również zobacze
  • Poziom 27  
    Jeśli potrzebujesz wykrywać tylko przekroczenie ustalonych granic, to wystarczy komparator okienkowy z transoptorem.
    Prostsze w realizacji będą 2 transoptory z diodami Zenera - jeden zgaśnie poniżej dolnego a drugi się zapali powyżej górnego progu.
  • Specjalista elektronik
    Można jeszcze tak: mostek + za nim kondensator + równoległy do niego opornik jako obciążenie
    - na kondensatorze mamy napięcie tętniące, można dobrać stałą czasową kondensator+opornik
    taką, żeby tętnienia były około 30%; do tego komparator (może z użyciem TL431) porównujący
    to napięcie z wzorcowym, tak wyregulowany, żeby w wymaganym zakresie napięcia sieci dawał
    impulsy w rytm tętnień napięcia i one byłyby podawane na transoptor; przy zbyt dużym napięciu
    TL431 będzie przewodzić cały czas (i transoptor będzie włączony stale), przy zbyt małym nie
    będzie przewodzić wcale (a dokładniej, będzie przewodzić poniżej 1mA) - transoptor ma być
    wyłączony. Obecność impulsów z transoptora oznacza napięcie w wymaganym zakresie.
    Można LED-a transoptora połączyć równolegle do TL431 - żeby prąd zawsze miał którędy
    popłynąć, wtedy można wykorzystać prąd z tego opornika bez dodatkowych elementów; jakby
    napięcie przewodzenia LED-a transoptora było wyższe, niż napięcie na przewodzącym TL431,
    to cały układ zawierałby tylko mostek, kondensator, dzielnik z dwóch oporników dla TL431,
    opornik do rozładowywania kondensatora i jednocześnie zasilania TL431 i transoptora; ale
    pewnie będzie za niskie i trzeba będzie szeregowo włączyć jeszcze dodatkowego LED-a.
    Dodatkowo, pomiar wypełnienia impulsów pozwoli określić napięcie sieci, ale jego zależność
    od tego napięcia jest nieliniowa, więc uC musiałby to przeliczać, żeby pokazywać napięcie.
  • Poziom 8  
    Chce wykonać podobny układ do pomiaru napięcia, ale mam do Was kilka pytań. Gdy wykorzystam prostownik 2połówkowy oraz kondensator + aby odfiltrać tętnienia, kondensator ten będzie ładował się do napięcia 1,41* napięcie wyprostowane. Czy jeżeli dodam rezystor rownolegle do tego kondensatora zwiekszając prąd obciążenia zmniejsze napięcie które chce podać na dzielnik napięcia ?
  • Specjalista elektronik
    Kondensator ładuje się do napięcia 1.4142*napięcie_skuteczne_przed_mostkiem-spadek_napięcia_na_mostku.
    Ten spadek_napięcia_na_mostku nieco zależy od prądu (a ten od tego, ile kondensator ma być doładowany),
    ale niewiele; może jeszcze być tak, że kondensator ładuje się przez opornik, wtedy spadek napięcia na oporniku
    zależy od prądu ładowania znacznie bardziej. Ale kondensator ładuje się tylko 100 razy na sekundę - przez cały
    pozostały czas prąd obciążenia go rozładowuje, w rezultacie napięcie na kondensatorze ma kształt zębów piły.
    To rozładowanie obniża średnie napięcie na kondensatorze - nieco mniej, niż się rozładuje przez 0.005 sekundy.
  • Moderator Projektowanie
    A po co chcesz obciążać to napięcie extra opornikiem? - aby wzrosły tętnienia?
    Przecież wielkość napięcia ustalasz dzielnikiem który też obciąża to napięcie na elektrolicie - dlatego należy tak dobrać wartość oporników dzielnika aby uzyskać odpowiednie napięcie wyjściowe niewiele obciążając napięcie na elektrolicie, tym bardziej aby się te oporniki dzielnika nie grzały niepotrzebnie.
  • Specjalista elektronik
    Widzę, że inny pytający, i że dość niejasno pisze, o co mu chodzi - pisze, że chce podobny układ,
    ale czy to podobieństwo ma się rozciągać na wykrywanie dwóch wartości granicznych mierzonego
    napięcia, trudno powiedzieć, nie określił tego w swojej wypowiedzi.
  • Poziom 9  
    Niestety dopiero jutro będę miał trafo 230/230 wiec zobaczę co z tego mi wyjdzie. Ma może ktoś pomysł na dodatkowe zabezpieczenie uC przed przekroczeniem 5 V oprocz diody zenera/transil ?


    Pozdrawiam


    EDIT:

    Wykonałem taki układ bez transformatora 1:1. Wartość rezystorów w dzielniku odpowiednio 150:1k tak więc na wyjściu z dzielnika mam około 2V przy 230 VAC. Niestety pomimo zastosowania diody Zenera oraz transil na 5 V przy wyłączaniu napięcia zmiennego uzyskuję niekiedy szpilki napięcia nawet do ujemnyc wartości napięcia co powoduję reset FTDI po stronie Atmega. Możke ktoś jeszcze zaproponować jakieś sposoby na zabezpieczenie FTDI oraz Atmegi ?

    Pozdrawiam
    Pomiar napięcia zasilania
  • Specjalista elektronik
    Po pierwsze, konieczny jest albo transformator, albo układ różnicowy (i to dość dokładnie zrównoważony - jakiekolwiek odchylenie powoduje przenikanie zakłóceń).

    Po drugie, transformator ma pojemność między uzwojeniami, przez którą przechodzą zakłócenia, a układ różnicowy ma ograniczony zakres napięć, przy których poprawnie eliminuje sygnał nieróżnicowy.

    Po trzecie, obcinanie lepiej robić na większym napięciu - czyli dzielnik napięcia powinien być _za_ diodami obcinającymi (swoją drogą, nie potrzeba w nim diody równoległej do zenerki - zenerka wystarczy, ona przewodzi w kierunku przewodzenia).
  • Poziom 9  
    Witam,

    właściwie chce uniknąć użycia transformatora 1:1 oczywiście chodzi o koszt takiego trafa. Zenerką oraz transilem chce zabezpieczyć uC co raczej się nie uda w wypadku gdy dzielnik napięcia będzie za diodami.
  • Specjalista elektronik
    Jak chcesz uniknąć użycia transformatora, to nie da się bez układu różnicowego. A w układzie z #14 na PAD4 przechodzi (przez diodę) napięcie sieci, do PAD3 ma niewiele dalej - tylko przez zenerkę. Można wprawdzie i tak robić (jakkolwiek to trochę niebezpieczne - nie wolno dotykać do układu, kiedy jest podłączony do sieci), ale wtedy układ musi być odizolowany od wszystkiego innego - jak chcesz go zasilać?