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

Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

15 Maj 2018 01:09 1344 20
  • Poziom 3  
    Hej.

    Planuję zrobić dość prosty system nawodnienia ogrodu ze zdalnym sterowaniem przez interfejs webowy. Jako główną jednostkę sterującą wybrałem do tego Raspberry Pi.

    Posiadam moduł z ośmioma przekaźnikami z optoizolacją wejść o indeksie katalogowym modRL08_ISO z Kamami:
    - Zasilanie: 5 V DC
    - Pobór prądu: ok. 80 mA / kanał
    - Możliwość niezależnej konfiguracji stanu wyzwalającego

    Oraz elektrozawór o indeksie katalogowym MOD-09451 z Botlandu:
    - Zasilanie: 12 V DC
    - Pobór prądu: ok. 400 mA
    - Zakres ciśnienia: 0,02 - 0,8 MPa

    Jako że jestem początkujący w tematach elektroniki zastanawiam się czy potrzebuję czegoś więcej do sterowania prostymi elektrozaworami, niż to, co przedstawia poniższy schemat:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Użyte zostały łącznie 3 zasilacze:
    - DC, 5 V, 3 A - zasilający Raspberry Pi,
    - DC, 5 V, 2 A - zasilający moduł przekaźników,
    - DC, 12 V, 2 A - zasilający elektrozawór.

    Poniżej kilka pytań:
    1. Czy powinienem zamontować diody flyback przy przekaźnikach po stronie elektrozaworów w związku z ich indukcyjnością?
    2. Czy mogę sterować przekaźnikami bezpośrednio z pinów GPIO, bez dodatkowych tranzystorów i rezystorów?
    3. Czy sposób podłączenia DC- modułu przekaźników i GND Raspberry Pi do GND zasilacza 5V jest poprawny?
    4. Czy podobnie wyglądałoby sterowanie np. zaworami 24VAC (użyty zostałby oczywiście pasujący zasilacz po stronie zaworów)?

    Będę bardzo wdzięczny za wszelkie odpowiedzi i ewentualne wskazówki dotyczące realizacji, a także doboru elementów.
  • Relpol przekaźniki
  • Pomocny post
    Poziom 32  
    raspberry_pajac napisał:
    1. Czy powinienem zamontować diody flyback przy przekaźnikach po stronie elektrozaworów w związku z ich indukcyjnością?

    Przydałoby się, ale pamiętaj, że zawór ma większą cewkę, więc wy indukuje więcej napięcia. Chyba, że takie zawory mają już zabezpieczenie.
    raspberry_pajac napisał:
    2. Czy mogę sterować przekaźnikami bezpośrednio z pinów GPIO, bez dodatkowych tranzystorów i rezystorów?

    Modułem, czy samymi przekaźnikami ? Jeśli modułem, to tak. Po to on jest. Jeśli samym przekaźnikiem, to będziesz potrzebował diody równolegle z cewką w kierunku zaporowym, oraz jeśli prąd jaki wymaga ten przekaźnik jest większy niż może dać GPIO malinki, to potrzebny jest również tranzystor kluczujący.
    raspberry_pajac napisał:
    3. Czy sposób podłączenia DC- modułu przekaźników i GND Raspberry Pi do GND zasilacza 5V jest poprawny?

    Tak.
    raspberry_pajac napisał:
    4. Czy podobnie wyglądałoby sterowanie np. zaworami 24VAC (użyty zostałby oczywiście pasujący zasilacz po stronie zaworów)?

    Tak. Tak samo wyglądałoby nawet sterowanie żarówką, pralką itp. Wszystko zależy od tego, jaką moc może przepuścić (napięcie przede wszystkim) przekaźnik
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    Podaj dokładniejsze parametry tego modułu, albo namiary na jakiś opis.

    Jeśli ma optoizolację wejść, to powinno być możliwe bezpośrednie (no, prawie bezpośrednie - poprzez oporniki) podłączenie do Raspberry Pi - byleby te wejścia nie potrzebowały zbyt dużego prądu, albo napięcia - trzeba sprawdzić w notach katalogowych, jakiego prądu i napięcia potrzebują te wejścia, jakie napięcie i jaki prąd mogą dać wyjścia Pi, i jeśli Pi może dać więcej (i prądu, i napięcia), to wyliczyć oporniki, a jeśli mniej - potrzebne będą dodatkowe tranzystory.

    Oporniki raczej są potrzebne - chyba, że są już w samym module - jeśli ich tam nie ma, a podłączysz wyjście Pi do wejścia transoptora w module nie dając po drodze opornika, to może popłynąć za duży prąd, który przy odrobinie pecha uszkodzi i wyjście Pi, i transoptor w module.

    Jesli podłączasz indukcyjności tak, by je włączać przekaźnikami, to diody równoległe do tych indukcyjności będą konieczne - bez nich będzie iskrzenie na stykach przekaźników przy każdym wyłączaniu i szybko upalisz styki w przekaźnikach.
  • Poziom 3  
    Dzięki za odpowiedzi!

    _jta_ napisał:
    Podaj dokładniejsze parametry tego modułu, albo namiary na jakiś opis.

    Niestety nie mogę jeszcze umieszczać linków, więc powiem tylko, że googlując poniższy symbol można bez problemu trafić na dokładnie ten model, który posiadam.
    raspberry_pajac napisał:
    moduł z ośmioma przekaźnikami z optoizolacją wejść o indeksie katalogowym modRL08_ISO z Kamami

    Niestety nie znalazłem nigdzie dokładnych informacji, więc zakładam, że to sterowanie napięciem od 3 V do 5 V. Moduł posiada optoizolację wejść i używam osobnego zasilania DC. Włączanie i wyłączanie wszystkich przekaźników działa bezpośrednio sterując pinami GPIO Raspberry Pi (3,3 V). Mam wrażenie, że nie są potrzebne rezystory, ale mogę się mylić. Powinienem zmierzyć prąd płynący do dowolnego wejścia? Chętnie poznam Wasze zdanie na ten temat.

    Jeżeli chodzi o zabezpieczenie przeciwko przepięciom, to nie mogę znaleźć definitywnej odpowiedzi. Widziałem zarówno sugestie, że przy napięciu rzędu 12 VDC / 24 VAC i niewielkich elektrozaworach takie zabezpieczenia są zbędne, jak i że są konieczne. Osobiście raczej skłaniałbym się ku zamontowaniu takowych.

    Bardzo możliwe, że na obecnym etapie projektu będę na próbę używał zarówno elektrozaworów na prąd stały (12 VDC), jak i takich na prąd przemienny (24 VAC). Czy są jakieś przeciwskazania co do sterowania wszystkimi za pomocą jednego modułu przekaźników?

    Jeżeli chodzi o zabezpieczenia przy prądzie stałym, to planowałem zamontować diody UG4D-E3/54. Czy mój wybór ma sens? Będę korzystał z tanich zaworów XJPF4A.

    Jeżeli z kolei chodzi o zabezpieczenia przy prądzie przemiennym, to spotkałem się z kilkoma metodami. Czy zastosowanie diody TVS w połączeniu z układem tłumiącym RC jest uzasadnione w moim przypadku? Zawory, które planuję wykorzystać, to Rain Bird 100-HV.

    Nie jestem jednak pewien jak dobrać pojemność i rodzaj kondensatora oraz opór rezystora. Myślałem wstępnie o kondensatorze MKT 220 nF (100 V) i rezystorze 220 Ω - widziałem gdzieś takie wielkości dla zaworów 24 VAC. Problem w tym, że nie mogę znaleźć informacji nt. indukcyjności cewki użytej w zaworze, a producent nie odpowiedział mi na zapytanie.

    Co do diody TVS, to czy np. P6KE75CA wystarczy?

    Mam jeszcze pytanie odnośnie zasilania. Planuję wykorzystać:
    - zasilacz DC do taśm LED (12 V, 120 W),
    - zasilacz AC Pulsar AWT8172430 (24 V, 80 W).

    Elektrozawory będą działać w różnych konfiguracjach - zarówno kilka naraz, jak i pojedynczo. Czy powinienem w jakiś sposób zadbać o ograniczenie prądów płynących za każdym z przekaźników? Czy może zasilacz po prostu nie da więcej, niż potrzeba?

    Zaktualizowałem schemat umieszczając na nim 1 elektrozawór na prąd stały i 1 elektrozawór na prąd zmienny, wraz ze wspomnianymi zabezpieczeniami:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Czy wygląda to sensownie?
  • Relpol przekaźniki
  • Specjalista elektronik
    Co do wejść, to trzeba albo zapytać firmę Kamami, albo zmierzyć (podłączyć 5V przez opornik 300R, i zmierzyć, jak napięcie podzieli się między opornik i to wejście).

    Jeśli wyłączasz cewkę elektrozaworu, to energia zmagazynowana w cewce generuje przepięcie powodujące iskrzenie na stykach - to po trochu niszczy te styki.

    Dla prądu stałego stosuje się diodę. Dla prądu zmiennego układ gasikowy RC. Parametry dobiera się do parametrów cewki - trzeba znać jej opór i indukcyjność. Jeśli nie ma informacji o indukcyjności, to może jest informacja, jaki prąd płynie przy zasilaniu napięciem zmiennym?

    Ograniczenie prądu cewki przekaźnika powinno wynikać z napięcia zasilania i jej oporu, nie z ograniczania prądu przez zasilacz. Jak masz cewkę na napięcie nominalne np. 12V, to zasilasz ją napięciem 12V (ona pewnie ma sporą tolerancję, np. zakres od 10V do 14V) i wtedy prąd będzie prawidłowy.
  • Poziom 3  
    _jta_ napisał:
    Co do wejść, to trzeba albo zapytać firmę Kamami, albo zmierzyć (podłączyć 5V przez opornik 300R, i zmierzyć, jak napięcie podzieli się między opornik i to wejście).

    OK, sprawdzę to jeszcze.

    _jta_ napisał:
    Dla prądu stałego stosuje się diodę.

    Według specyfikacji ten zawór na prąd stały pobiera do 18 W przy 12 V. Czy nada się tu dioda, którą wskazałem - UG4D-E3/54 - nawet jeżeli jej parametry będą większe, niż potrzeba?
    Code:

    Powtarzalne napięcie wsteczne Vrrm, maks.: 200V
    Prąd przewodzenia If(AV): 4A
    Napięcie przewodzenia VF, maks.: 1V
    Czas wyłączania trr, maks.: 20ns
    Prąd udarowy przewodzenia Ifsm, maks.: 125A


    _jta_ napisał:
    Jeśli nie ma informacji o indukcyjności, to może jest informacja, jaki prąd płynie przy zasilaniu napięciem zmiennym?

    To jedyne informacje jakie udało mi się znaleźć:
    Code:
    Maksymalny prąd rozruchu: 0,250 A przy 60 Hz
    
    Prąd pracy: 0,143 A przy 60 Hz
    Rezystancja cewki: 52 do 55 Ohm

    Da się z tego wyprowadzić sensowne parametry RC bez pomiarów oscyloskopem? (Aktualnie nie mam do takiego dostępu.)

    raspberry_pajac napisał:
    Co do diody TVS, to czy np. P6KE75CA wystarczy?

    Jest w ogóle sens dokładać jeszcze dodatkowo taką diodę dla zaworów prądu przemiennego rzędu 24 VAC?
  • Poziom 32  
    raspberry_pajac napisał:
    Czy nada się tu dioda, którą wskazałem - UG4D-E3/54 - nawet jeżeli jej parametry będą większe, niż potrzeba?

    Nada się.
    raspberry_pajac napisał:
    Jest w ogóle sens dokładać jeszcze dodatkowo taką diodę dla zaworów prądu przemiennego rzędu 24 VAC?

    Jak by była uzasadniona obawa przepięć, to tak. Jeśli nie, no to nie potrzeba.
  • Poziom 3  
    _jta_ napisał:
    Ograniczenie prądu cewki przekaźnika powinno wynikać z napięcia zasilania i jej oporu, nie z ograniczania prądu przez zasilacz. Jak masz cewkę na napięcie nominalne np. 12V, to zasilasz ją napięciem 12V (ona pewnie ma sporą tolerancję, np. zakres od 10V do 14V) i wtedy prąd będzie prawidłowy.

    Chodziło mi bardziej o zasilanie samych elektrozaworów. Przyjmijmy tu 3 zawory 24 VAC o podanym wyżej prądzie rozruchowym (250 mA) i prądzie pracy (143 mA) oraz zasilacz 24 VAC o mocy 80 W. Czy przy włączeniu przekaźnikami jednego, dwóch i trzech elektrozaworów, zasilacz będzie pobierał odpowiednio maksymalnie 6 W, 12 W i 18 W (plus straty i moc pobierana przez sam układ zasilający)? Czy może bez dodatkowych oporników popłynie dużo większy prąd, niż potrzeba?

    Pytanie pewnie elementarne, ale prawdę mówiąc trochę zgłupiałem.
  • Specjalista elektronik
    Gdyby cewka o oporności 55 Ω nie miała indukcyjności, to przy napięciu 24 V powinien przez nią popłynąć prąd 0.436 A - a jeśli płynie 0.143 A przy częstotliwości 60Hz, to znaczy, że jest spora indukcyjność - konkretnie, 0.42 H (z wzoru L=√((U/I)²-R²)/2πf), co oznacza średnią energię zmagazynowaną w cewce 4.3 mJ, a szczytową 8.6 mJ, i taką energię (8 mJ) powinien pochłonąć układ gasikowy.

    Idealnym gasikiem byłby kondensator 150 uF połączony szeregowo z opornikiem 55 Ω, taki gasik dołączony równolegle do cewki spowodowałby, że całość zachowywałaby się jak opornik 55 Ω, ale to by oznaczało łączny prąd 0.436 A, w tym 0.407 A przez kondensator i opornik, co dałoby moc strat w oporniku ponad 9W, a kondensator musiałby wytrzymać napięcie zmienne - teoretycznie ładne, ale nierealne.

    Ale do zmagazynowania energii 8.6 mJ wystarczy kondensator 15 uF na napięcie 50V - ponieważ pewnie wygodnie będzie użyć kondensatora elektrolitycznego, należy go podłączyć poprzez mostek z diod (wystarczą diody 1N4001, a nawet mniejsze, np. na 0.4 A) tak, jakby się chciało zrobić zasilacz, i ten mostek podłączyć poprzez opornik (może nieco mniejszy - np. 22 Ω) równolegle do cewki, a równolegle do kondensatora podłączyć opornik z 10 kΩ).

    Po włączeniu prądu kondensator dość szybko się naładuje (opornik 22 Ω ograniczy początkowy prąd ładowania) do napięcia około 33 V; przy wyłączeniu energia zmagazynowana w cewce pójdzie na doładowanie tego kondensatora do napięcia około 47 V. Napięcie indukowane w cewce nie przekroczy około 52 V.

    Inna możliwość, to kondensator nadający się do napięcia zmiennego co najmniej 28 V (RMS) o pojemności 15 uF, albo nieco większej, i szeregowo opornik... może te 22 Ω, i to podłączone równolegle do cewki. Moc strat w oporniku 0.5 W przy pojemności 20 uF. Ideowo proste, ale trudno o odpowiedni kondensator (pasowałby papierowy, o rozmiarze zasilacza wtyczkowego, co pewnie byłoby trochę niewygodne).

    Aha: prąd cewek przy napięciu 24V o częstotliwości 50Hz będzie nieco większy - około 0.16 A, bo wpływ indukcyjności będzie mniejszy.
  • Poziom 3  
    Dzięki za odpowiedzi!

    _jta_ napisał:
    Gdyby cewka o oporności 55 Ω nie miała indukcyjności, to przy napięciu 24 V powinien przez nią popłynąć prąd 0.436 A - a jeśli płynie 0.143 A przy częstotliwości 60Hz, to znaczy, że jest spora indukcyjność - konkretnie, 0.42 H (z wzoru L=√((U/I)²-R²)/2πf), co oznacza średnią energię zmagazynowaną w cewce 4.3 mJ, a szczytową 8.6 mJ, i taką energię (8 mJ) powinien pochłonąć układ gasikowy.

    Chciałbym upewnić się, że dobrze rozumiem powyższe obliczenia:
    1. W związku z różnicą prądu wynikającego z ilorazu U / R a prądem pracy podanym przez producenta przyjmujemy ten iloraz jako moduł zawady |Z|.
    2. |Z| jest równe sqrt(R^2 + X^2), gdzie R to podana przez producenta rezystancja szeregowa cewki, a X to jej reaktancja, która z kolei wynosi ωL.
    3. Z powyższego obliczamy indukcyjność cewki: L = sqrt(|Z|^2 - R^2) / ω; za ω przyjmując 2πf.
    4. Energię zgromadzoną w cewce obliczamy ze wzoru: W = 1/2 * L * I^2.
    5. Szczytowa energia wynika z tego, że maksymalna wartość natężenia w prądzie przemiennym to I_skuteczne * sqrt(2), czyli podstawiając do powyższego wzoru otrzymamy wartość dwukrotnie większą.
    6. Pojemność kondensatora wyliczamy przekształcając wzór na energię zgromadzoną w kondensatorze: W = 1/2 * C * U^2; a zatem C = 2 * W / U^2.

    _jta_ napisał:
    Po włączeniu prądu kondensator dość szybko się naładuje (opornik 22 Ω ograniczy początkowy prąd ładowania) do napięcia około 33 V; przy wyłączeniu energia zmagazynowana w cewce pójdzie na doładowanie tego kondensatora do napięcia około 47 V. Napięcie indukowane w cewce nie przekroczy około 52 V.

    Z czego dokładniej to wynika?

    Przy okazji - czy została pod uwagę wzięta impedancja kondensatora?

    _jta_ napisał:
    Ideowo proste, ale trudno o odpowiedni kondensator (pasowałby papierowy, o rozmiarze zasilacza wtyczkowego, co pewnie byłoby trochę niewygodne).

    Rzeczywiście, przy tak dużej pojemności koszt np. kondensatora foliowego jest niewspółmierny do kosztu pozostałych elementów.

    A gdyby dla wytracenia tej energii zastosować warystor? Lub transil? Chyba że też ciężko o takie elementy pasujące parametrami.

    _jta_ napisał:
    wygodnie będzie użyć kondensatora elektrolitycznego, należy go podłączyć poprzez mostek z diod (wystarczą diody 1N4001, a nawet mniejsze, np. na 0.4 A) tak, jakby się chciało zrobić zasilacz, i ten mostek podłączyć poprzez opornik (może nieco mniejszy - np. 22 Ω) równolegle do cewki, a równolegle do kondensatora podłączyć opornik z 10 kΩ)

    Czy dobrze zobrazowałem to na schemacie?
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    1-6 OK.

    Z czego dokładniej to wynika?

    Napięcie końcowe na kondensatorze wynika z energii - jest to suma energii kondensatora naładowanego do 33V (bo był podłączony przez mostek do 24V~) i energii zmagazynowanej w cewce przy szczytowej wartości prądu. Ale trochę przeceniłem to napięcie: kondensator nie dostanie całej energii cewki, bo część energii pójdzie na straty na oporności cewki i tego opornika przy kondensatorze.

    Napięcie maksymalne na cewce: do maksymalnego napięcia na kondensatorze dodałem spadek napięcia na diodach i na oporniku. I znowu przeceniłem: spadek napięcia na oporniku jest największy na początku, kiedy kondensator jeszcze się nie naładował energią z cewki, potem prąd maleje, a przez to i napięcie na oporniku.

    Pewnie w rzeczywistości napięcie na cewce nie ma szans przekroczyć 50V.

    Przy okazji - czy została pod uwagę wzięta impedancja kondensatora?

    Nie. Ale powinna być dużo mniejsza, niż opornika 22 omy.

    A gdyby dla wytracenia tej energii zastosować warystor? Lub transil? Chyba że też ciężko o takie elementy pasujące parametrami.

    Też można, tylko są pewne "ale": te elementy mają dość niedokładnie określone napięcie, przy którym zaczynają przepuszczać prąd - trzeba wybrać element na nieco większe napięcie, żeby nie przewodził zbyt dużego prądu podczas pracy cewki, a jednocześnie na tyle niskie, żeby odpowiednio ograniczył napięcie na cewce. Trzeba by przejrzeć noty katalogowe i zobaczyć, czy warystor, bądź transil da lepsze, czy gorsze wyniki, niż układ z kondensatorem.

    Przyszedł mi do głowy jeszcze jeden pomysł - może to będzie nieco skomplikowane, ale powinno dać dużo lepsze gaszenie przepięcia przy wyłączaniu: równolegle do cewki triak, włączany przy skokowym wzroście napięcia między stykami przekaźnika - żeby zwierał cewkę przy wyłączaniu prądu. Ale trzeba pomyśleć nad układem, który nie pozwoli na włączanie tego triaka przy włączaniu przekaźnika (jak odróżnić nagłe pojawienie się napięcia od nagłego zaniku?).

    A może najprościej byłoby użyć - zamiast przekaźników - triaka i ewentualnie optotriaka (bądź transoptora)? Wadą jest spadek napięcia około 1V na przewodzącym triaku, ale za to sam z siebie wyłącza prąd tak, że nie pojawiają się przepięcia. Sam optotriak (MOC3xxx) za mały dopuszczalny prąd (w zasadzie nie należy przekraczać średniego prądu 50mA, typowy egzemplarz wytrzymuje do 100mA, w impulsie może być do 1A) - gdyby nie to, to można by jego wejście podłączyć do portu Pi przez opornik, a wyjście do cewki elektrozaworu i to by wystarczyło. Ale skoro prąd jest większy, trzeba by użyć triaka włączanego optotriakiem (tak zwykle jest najwygodniej, do zwykłego transoptora byłoby potrzebne dodatkowe zasilanie).

    I jeszcze jedna możliwość: poprzez przekaźnik podawać sygnał na bramkę triaka, a tym triakiem włączać elektrozawór - triak "przypilnuje" wyłączania bez przepięć.

    Z tym, że triaki (i optotriaki) nadają się wyłącznie do prądu przemiennego - wyłączają się tylko wtedy, gdy prąd zmienia kierunek.
  • Poziom 3  
    Dzięki za opisanie wszystkich tych możliwości!

    Póki co myślę, że zostanę z przekaźnikami i układem RC, ale rzeczywiście opcja z zastosowaniem triaków brzmi nieźle (chociaż prawdę mówiąc mam póki co zerowe doświadczenie z tymi elementami). Przekaźników trzymam się na razie, bo nie podjąłem ostatecznej decyzji co do zaworów i możliwe, że któraś z opcji (DC lub AC) ostatecznie nie znajdzie się w projekcie. Jeżeli zostanę z zaworami na prąd przemienny, to prawdopodobnie zrobię sterowanie właśnie z wykorzystaniem triaków i optotriaków.

    Czy to rozwiązanie z kondensatorem elektrolitycznym połączonym przez mostek prostowniczy wygląda OK na schemacie? (Nie zaznaczyłem mu tylko biegunów.) W jaki sposób najlepiej zweryfikuję jak zmontowany układ się sprawdza w swojej roli?
  • Specjalista elektronik
    Wygląda OK. Można chwilowo odłączyć opornik 10k i podłączyć woltomierz. Raz włączyć i wyłączyć prąd w cewce zaworu, i odczytać wskazania (po włączeniu i po wyłączeniu). Przed powtórzeniem podłączyć opornik, żeby rozładować kondensator.
  • Poziom 3  
    Mniej więcej zamodelowałem ten układ w LTspice (chociaż np. czasy przełączania nie są oparte o jakąkolwiek dokumentację).

    Tu wariant bez układu RC:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Wykres natężenia prądu płynącego w obwodzie (odczyt ze źródła napięciowego):
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Wykres potencjału tuż za przełącznikiem RELAY:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Jak widać w momencie wyłączania widoczne są skoki do prawie 2 kV.

    Teraz schemat układu z gaszeniem RC:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Wykres potencjału dla R1 = 22 Ω:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Wykres natężenia prądu płynącego w obwodzie dla R1 = 22 Ω:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Wykres natężenia prądu płynącego przez R1 dla R1 = 22 Ω:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Wykres potencjału dla R1 = 47 Ω:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Wykres natężenia prądu płynącego w obwodzie dla R1 = 47 Ω:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Wykres natężenia prądu płynącego przez R1 dla R1 = 47 Ω:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Dla porównania, wykres potencjału dla R1 = 1 kΩ:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Zastanawiam się czy przestawione wykresy pokrywają się z oczekiwaniami. Trochę dziwnie wyglądają te wykresy natężeń, ale to chyba zasługa prostowania.

    Czy ma sens użycie większego opornika dla ograniczenia prądu? Ten 47 Ω wydaje się działać równie dobrze, a tłumienie jest porównywalne. Chyba że tragicznie coś przeoczyłem. No i czy dla tego R1 powinienem użyć opornika o podwyższonej maksymalnej mocy, np. 10 W?
  • Specjalista elektronik
    Uwaga, błąd na schemacie: cały układ z D1-D4, C1 i R2 nie powinien mieć połączenia z masą. Pewnie jak poprawisz, to wyniki wyjdą zupełnie inne.

    Co do mocy R1: zapewne przy włączaniu wydzieli się w nim energia 8.64mJ (maksymalna, dla kondensatora 15uF, pomijając spadek napięcia na diodach), przy wyłączaniu znacznie mniej (pewnie około 1mJ), bo zdecydowaną większość energii zmagazynowanej w cewce (maksymalnie około 14mJ) dostanie kondensator - nawet jakby włączać i wyłączać 10 razy na sekundę, to średnia moc tracona w oporniku wychodzi około 100mW... Ale może nie stosować opornika o tak małej mocy, bo on musi wytrzymać "uderzeniowo" prawie 9mJ.

    Na oporniku 47Ω może, przy odpowiednim momencie wyłączania, powstawać napięcie 12V (i ono doda się do napięcia na kondensatorze); na 22Ω około 5.7V; ale to jest maksymalne, wynik zależy od tego, w jakiej fazie sinusoidy wyłączysz prąd, więc jak modelujesz, to ze zmienną fazą, inaczej wyniki mogą być mało realistyczne.

    A inna możliwość, to użyć transila, np. P6KE39CA (koszt około 1zł) - dwukierunkowy (to jest istotne, bo inaczej byłyby potrzebne dwa, 'C' po numerze oznacza dwukierunkowy), napięcie obcinania może mieć od 37V do 41V, przy 33.3V prąd do 1uA. Na mniejsze napięcie nie pasuje, bo będzie przepuszczać spory prąd przy normalnym napięciu pracy.
  • Poziom 3  
    _jta_ napisał:
    Uwaga, błąd na schemacie: cały układ z D1-D4, C1 i R2 nie powinien mieć połączenia z masą. Pewnie jak poprawisz, to wyniki wyjdą zupełnie inne.

    Rzeczywiście! Podpiąłem tam masę tymczasowo, żeby z nią zbadać napięcie za mostkiem i już ją tam zostawiłem.

    Faktycznie, zmienia to postać rzeczy. Poprawiony schemat:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Wykres napięcia pozostaje bez zmian:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Zdecydowanie inne są wykresy natężeń:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Jeszcze inaczej, chociaż podobnie, wyglądają przy fazie 90°:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    _jta_ napisał:
    więc jak modelujesz, to ze zmienną fazą, inaczej wyniki mogą być mało realistyczne.

    Wiesz może czy to osiągalne w LTspice / ogólnie w SPICE?

    _jta_ napisał:
    A inna możliwość, to użyć transila, np. P6KE39CA

    Niestety chyba nie tak łatwo dostać to detalicznie. Może być inna o takim samym napięciu przebicia? Np. 1.5KE39CA?

    Zasymulowałem obwód z TVS-em (chociaż nie mam pewności czy dobrze):
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Model P6KE39CA opisałem w ten sposób:
    Kod: SPICE
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod
  • Specjalista elektronik
    Coś tu jest dziwnego - czy czasem D1 w tej symulacji nie działa jako dioda (albo transil jednokierunkowy)? Z dwukierunkowym powinno być dużo lepiej.

    Hm... teraz już wygląda dobrze, to "dziwne" było poprzednio. Mam wrażenie, że jeśli chodzi o napięcie na stykach, transil może działać lepiej.
  • Poziom 3  
    A jaki przebieg byłby oczekiwany?

    Może też źle, że nie opisałem wykresów. Wykres natężenia dotyczy samego źródła napięcia. Poniżej kilka dodatkowych wykresów.

    Wykres prądu wchodzącego do pinu 1 diody TVS:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Wykres prądu wchodzącego do pinu 2 diody TVS:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Wykres mocy wydzielonej na diodzie TVS:
    Sterowanie elektrozaworem przez Raspberry Pi

    Dodano po 24 [minuty]:

    _jta_ napisał:
    Hm... teraz już wygląda dobrze, to "dziwne" było poprzednio.

    Prawda. Za pierwszym razem dioda TVS była niekompletnie zamodelowana i przewodziła prąd w jednym kierunku przez cały czas :)

    Z tego, co widzę, to łatwiej mi będzie dostać diodę 1.5KE39CA. Czy taka też może być?
  • Specjalista elektronik
    Myślę, że bez problemu, jakkolwiek parametry sprawdzałem dla tej, którą podałem - trzeba by się upewnić, czy przy szczytowym napięciu, jakie może tam wystąpić, nie będzie przewodzić zbyt dużego prądu. A może, o ile taka jest, użyć 1.5KE43CA - 4V więcej na stykach, a można mieć pewność, że przy 24V~ nie popłynie przez nią więcej, niż około uA.
  • Poziom 3  
    Dzięki za pomoc!

    Póki co używam:
    - elektrozaworu na 24 V AC z transilem 1.5KE39CA (1.5KE43CA akurat nie mieli) podłączonym równolegle do styków przekaźnika,
    - elektrozaworu na 12 V DC z diodą (flyback) podłączoną równolegle do niego, skierowaną w stronę bieguna dodatniego źródła napięcia.

    W obu przypadkach przepięcia wydają się nie występować, więc chyba temat pozostaje uznać za rozwiązany!