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

Czujnik krótkiego zaniku napięcia sieci

pavyan 05 Lis 2020 22:40 2904 18
  • Witam Kolegów, chciałem przedstawić prosty układ, będący czujnikiem zaniku napięcia sieciowego (fazy) – ale nawet KRÓTKIEGO zaniku. Może komuś się przyda do czegoś taki prosty układzik. Minimalny czas trwania wykrywanego zaniku, czyli reakcji czujnika wynika z parametrów czasowych zastosowanego przekaźnika 230VAC. Jeżeli jest on szybki, to czas „odpadnięcia” kotwicy po zaniku zasilania cewki bezpośrednio określa ten parametr (w moim układzie nie tylko ten przekaźnik za to odpowiada, ale głównie on).

    Potrzeba wykonania takiego układu wynikła po zastosowaniu w oddalonym budynku warsztatowym prostego alarmu bazującego na tanim czujniku ruchu PIR – normalnie stosowanego w oświetlaczach. Na przestrzeni lat kilka razy ten alarm zadziałał bezbłędnie i wykrył amatorów cudzej własności (dostali za swoje, oj dostali), kilka razy wykrył kunę lub kota – ale niestety zdarzyło się także kilka dziwnych „pustych” alarmów. A budzenie się w środku np. zimowej nocy i drałowanie z drewnianą pałą po to tylko, by stwierdzić że wszystko jest w porządku (i pała niewykorzystana :D ) nie należy do przyjemności. Zdecydowanie nie należy - sprawdzone.

    Sam alarm działa bardzo prosto: czujnik po wykryciu ruchu załącza obwód dzwonka 230VAC umieszczonego w domu, na ok. 30 sekund. Aby w dzień dzwonek niepotrzebnie nie dzwonił, oprócz wbudowanego czujnika zmierzchu trzeba było dodać prosty elektroniczny timer sieciowy, który załączał tylko w godzinach 23 – 6 dodatkowy przekaźnik szeregowo włączony w obwód dzwonka, tak by w dzień „siedział” cicho.
    Zorientowałem się po jakimś czasie, że puste alarmy były skutkiem tego, że proste czujniki PIR załączają reflektor PO ZANIKU napięcia zasilania. Nawet po krótkim, kilkudziesięciomilisekundowym zaniku: prosty (prymitywny?) zasilacz czujnika nie podtrzymuje napięcia stałego w obwodach i czujnik traktując to jako kolejne normalne załączenie, włącza reflektor (a u mnie dzwonek). Kupiłem więc za grosze prosty chiński układzik opóźniający, który wydawał się idealny – jednak on także zawiódł: nie reagował na zaniki krótsze od dziesiątych sekundy. Z identycznego powodu - zasilania. Przeróbki nie dały zadowalającego rezultatu. Od razu zaznaczę, że dodanie PIR-owi zasilacza o dużej „bezwładności” nie rozwiąże problemu: przy krótkich zanikach owszem, ale przy wyłączeniach sieci powyżej kilkunastu sekund już nie. Podtrzymanie akumulatorkami - tak, ale… wiadomo, one po jakimś czasie padną.

    Tak więc musiałem sam wykombinować coś uniwersalnego, i oczywistym dość szybkim „czujnikiem” wydał mi się przekaźnik elektromagnetyczny 230VAC. Pod ręką miałem zwalisty R-15, który do próbnego układu był dobry - na tej bazie skleciłem schemat i zlutowałem „pajączka”. Drugi przekaźnik nie jest ważny, aby tylko był 12VDC. Układ zrobiłem tak, by ów drugi przekaźnik był załączany i pobierał prąd tylko krótko po zaniku napięcia sieci, a po tym okresie (ustawionym na ok. 60 sek.) odpadał i nie żarł prądu. Ale najważniejszy był pobór prądu przekaźnika „czujnikowego”, bo jest on załączony praktycznie bez przerwy – w R15 230VAC cewka pobiera 2,8VA i grzeje się potwornie. Wybrałem więc RELPOL RM84, pobiera 0,75VA i jest szybszy (odłącza nawet trzykrotnie szybciej, bo teoretycznie w ciągu 3ms, a R15 w ciągu 10ms). Oczywiście, w moim zastosowaniu ten układ MUSI być zasilany z tej samej fazy, co czujnik PIR – to warunek poprawnego działania. Zasilacz 12VDC też jest podłączony do tej samej fazy, ale to nieistotne – po prostu wygodne.

    Układ działa bardzo prosto - na schemacie jest w stanie spoczynkowym, przed załączeniem – w momencie podania napięcia 230VAC na przekaźnik „wejściowy” przyciąga on kotwicę, i podaje stabilizowane napięcie 12VDC z prostego zasilacza do układu. Jednocześnie druga para styków rozłącza obwód szybkiego rozładowania kondensatora C1 przez rezystor R2. Kondensator C1 jest ładowany przez potencjometr R1 i rezystor R6 (regulacja czasu opóźnienia). Tranzystor Q3 jest otwarty, więc przekaźnik „wyjściowy” załączony – załącza się on prawie natychmiast po podaniu napięcia 230VAC, ale warunkiem jest to by zasilacz 12VDC podał napięcie możliwie szybko (małe pojemności blokujące/ wygładzające). Ponieważ styk NC przekaźnika jest włączony szeregowo w obwodzie dzwonka, jest on odcięty (i o to właśnie chodzi). Po naładowaniu kondensatora C1 otwierają się tranzystory Q1, Q2 a tym samym zamyka się tranzystor Q3. Przekaźnik nie jest już zasilany i zwiera styk NC, który załącza obwód dzwonka. Jeżeli czujnik wykryje ruch, alarm zadziała.

    Diody LED sygnalizują stan, możliwe są trzy wskazania: nie świecą obie (brak napięcia 230VAC/12VDC), zielona (obwód alarmu otwarty), czerwona (obwód alarmu zamknięty), tranzystory zastosowałem takie, jakie miałem pod ręką. Darlington jest po to, by napięcie naładowania kondensatora niezbędne do otwarcia tranzystora Q1/Q2 było wyższe (tu ok. 1,5V) i uznałem że wysoki współczynnik wzmocnienia tej pary usprawni proces przełączania Q3 i przekaźnika.

    Gdy pojawi się krótki zanik napięcia sieci w granicach od, powiedzmy, 10ms (górna granica czasu jest dowolna) – zdarzają się takie bardzo rzadko, ale się zdarzają, wizualnie to jest mignięcie żarówki – wtedy czujnik PIR załącza już obwód alarmu zgodnie ze swoją drańską naturą, ALE przekaźnik „czujnikowy” zdążył już odpaść (ach, te jego bezcenne 3ms), i szybko rozładowuje kondensator C1 przez rezystor R2 (powinien to chyba być raczej 1R albo nawet „zwykłe” zwarcie, ponieważ na kondensatorze jest tylko 1,5V). Przekaźnik „czujnikowy” zostaje co prawda szybko załączony ponownie, ale kondensator C1 musi się naładować – po pełnym rozładowaniu trwa to 60 sekund i przez ten czas przekaźnik wyjściowy jest załączony. A ponieważ czujnik PIR załącza obwód dzwonka przez tylko 30 sekund, jest wystarczający margines czasu, aby… nie obudził chrapiącego wynalazcy :D Po 60 sekundach obwód dzwonka jest znowu zamknięty, PIR czuwa.

    Proszę krytykować, prawdopodobnie można tu coś było zrobić lepiej lub bardziej prosto, bardziej sensownie dobrać wartości elementów (brałem je „zwyczajowo”, spod małego palca) – ale czujnik działa i może schemat lub sama idea komuś się przyda. Ja nie natrafiłem w sieci na układ, który by spełniał moje wymagania. Płytkę mam w kompie, ale zrobiłem ją w SprintLayout (.lay), chyba dość mało popularnym i nie ma na niej diod LED z rezystorem – jeśli potrzeba, zamieszczę ten pliczek lub zrzut/rysunek. Zresztą to wersja pierwotna płytki, powinienem ją trochę poprawić, ale tego nie zrobiłem (dodać obwód dwukolorowej diody LED, aż dwa potencjometry montażowe są niepotrzebne, itd).

    Poniżej schemat i zdjęcie czujnika (płytka 92x45mm):

    Czujnik krótkiego zaniku napięcia sieci

    Czujnik krótkiego zaniku napięcia sieci

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    pavyan
    Poziom 15  
    Offline 
    pavyan napisał 90 postów o ocenie 48, pomógł 13 razy. Jest z nami od 2004 roku.
  • IGE-XAOIGE-XAO
  • #2
    rb401
    Poziom 37  
    Trudno się tu czegoś czepiać, bo układ już po wyglądzie schematu elegancko i definitywnie likwiduje problem ze specyfiką PIR. Oczywiście można by to zrobić na wiele różnych sposobów, włączając nawet mikrokontroler, ale Twoja konstrukcja wydaje mi się optymalna i niezawodna do celu do jakiego została stworzona.
  • #4
    pavyan
    Poziom 15  
    Jawi_P napisał:
    wykorzystanie BC107 czy BC211 i rezystorów MŁT

    Ha, ha, ha... :D Rzeczywiście: to zapomniane, pradawne elementy.
    Jam stary dziad, to i takież 40-, 50-letnie graty przewracają się po szufladach - pozostałości jeszcze z młodych lat.
    W moich dłubankach to norma, za to Arduino - czarna magia :D

    Dzięki, Panowie.
  • IGE-XAOIGE-XAO
  • #5
    piotr_go
    Konstruktor DIY elektronika
    A to nie wystarczy przekaźnik + przycisk + neonówka(z rezystorem)?

    Czujnik krótkiego zaniku napięcia sieci

    ========= update ==========

    OK, doczytałem wymagania. Nie nada się w tym konkretnym przypadku.
    Schemat zostawię, może komuś się przyda.

    rb401 napisał:
    Oczywiście można by to zrobić na wiele różnych sposobów, włączając nawet mikrokontroler


    Czujnik krótkiego zaniku napięcia sieci
  • #6
    Olkus
    Poziom 18  
    Duży plus za brak mikrokontlorera. Fajnie że użyłeś "starych" oporników i tranzystorów, a także kondensatorów ELWA. Można sobie przypomnieć dawne czasy. Fajnie by było jakbyś udostępnił płytkę drukowaną, może komuś się przyda. Pozdrawiam.
  • #7
    piotr_go
    Konstruktor DIY elektronika
    Olkus napisał:
    Duży plus za brak mikrokontlorera

    Nie wiem czemu ludzie uważają to za plus czy minus. Przy obecnych cenach nie ma większego znaczenia.
    Przekaźniki na 230V są za to dość drogie. Za cenę jednego można zrobić kilka takich układów (z mikrokontrolerem czy bez).
  • #9
    Olkus
    Poziom 18  
    piotr_go napisał:
    Olkus napisał:
    Duży plus za brak mikrokontlorera

    Nie wiem czemu ludzie uważają to za plus czy minus. Przy obecnych cenach nie ma większego znaczenia.
    Przekaźniki na 230V są za to dość drogie. Za cenę jednego można zrobić kilka takich układów (z mikrokontrolerem czy bez).

    Osobiście nie lubię mikroprocesorów itp. dla mnie jest to czarna magia. Czasem trafiam na elektrodzie na jakiś potrzebny mi układ a tam się okazuje że tam procesor siedzi :cry: :cry: :cry:. Mikrokontrolery nie są dla każdego a tranzystory już tak.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Jawi_P napisał:
    pavyan napisał:
    Rzeczywiście: to zapomniane, pradawne elementy.

    Dzisiaj miło zobaczyć nowe urządzenie zbudowane z takich elementów.;)


    Oj nawet bardzo miło :) sam mam niestety tylko kilka takich tranzystorów i rezystorów, chowam je jako zabytki, będą dla potomnych.
  • #10
    szwagros
    Poziom 32  
    Olkus napisał:
    Mikrokontrolery nie są dla każdego a tranzystory już tak.

    Obawiam się że to zmierza w całkiem odwrotnym kierunku. Przecież nie trzeba nawet umieć lutować by wetknąć kabelki do arduino, wrzucić 'skecza' z neta i cieszyć się działającym układem.
  • #11
    pavyan
    Poziom 15  
    Olkus, zgodnie z Twoją sugestią zamieszczam rysunek płytki - jednak to jest tylko .jpg
    Poprawiłem ją nieco, ale jest kilka baboli (np. trzeba skrzyżować nogi tranzystorom, dla samego działania bez znaczenia - ale nieelegancko, przyznaję. Druk pod diody LED też trzeba/można nieco przeorganizować, ja dałem dwie niezależne, można dwukolorową - a nie pamiętam, co one mają wspólne (A czy K). Potencjometry są zaznaczone jako zwykłe rezystory.
    Mimo że schemat jest b. prosty, to rysunek może być pomocny w opracowaniu swojej płytki. Nie mogę tu wkleić swojego pliku, gotowego do wydrukowania i wytrawienia.
    Dlaczego tak jest? Ano, niestety płytkę narysowałem sobie w programie SprintLayout, a plików z rozszerzeniem .lay Forum nie przyjmuje.
    Mam bardzo stary (zupełnie jak ja i stosowane przeze mnie elementy :D ) system operacyjny i żaden z nowszych programów nie chce pracować - tylko powyższy zadziałał. Schematu ideowego w nim nie narysuję, ale płytkę do trawienia narysować i wydrukować można z powodzeniem (Bóg da, będę to sprawdzał na kolejnym projekcie, minispawarce impulsowej - schemat nie mój, zerżnięty od żółtych zżynaczy).
    Np. gdy odpalę KiCad, to się zawiesza mój prakomputer :D
    Nic nie poradzę: nienawidzę windy 10. Mam ją w pracy i WYSTARCZY.

    Czujnik krótkiego zaniku napięcia sieci
  • #12
    pikarel
    Poziom 33  
    pavyan napisał:
    (...) Nie mogę tu wkleić swojego pliku, gotowego do wydrukowania i wytrawienia.
    Dlaczego tak jest? Ano, niestety płytkę narysowałem sobie w programie SprintLayout, a plików z rozszerzeniem .lay Forum nie przyjmuje. (...)]

    W komputerze plik *.lay zarchiwizuj programem archiwizującym, np. WinRar, takie pliki system Forum akceptuje.
    Dla testu; w Twoim pliku zielonej płytki zmieniłem rozszerzenie *.jpg na *.lay (którego system nie akceptuje), to zarchiwizowałem do test.rar i taki plik jest zakceptowany i jest do pobrania z mojego posta (po zmianie z test.lay na test.jpg widać zieloną płytkę)

    Dodam, że aby rozszerzania plików były widoczne, należy w eksploratorze wejść z belki Narzędzia w Opcje Folderów i w zakładce Widok usunąć "ptaszka" z opcji Usuń rozszerzenia znanych plików, dobrze jest też zaznaczyć opcję Pokaż ukryte foldery, pliki i dyski; wtedy widac wszystko, co jest w komputerze.
  • #13
    Teres5
    Poziom 19  
    Podzielam zdanie olkusa, coraz trudniej znaleźc cokolwiek z elektroniki użytkowej bez mikrokontrolera. Okazuje się, że na tranzystorach też można. Wiem, że to brzmi nieco archaicznie, trudno. Tranzystory jeszcze istnieją.
  • #14
    pavyan
    Poziom 15  
    Panowie, zaczynam się czuć jak bohater i ostatni rycerz, wymachujący długim, ostrym MŁT i chowający się za tarczą TG70, walcząc w obronie antyków: schematów i elementów :D :D

    Pikarel, dzięki - to tak oczywiste, że aż wstyd że na to sam nie wpadłem; zamieszczam plik .rar
    Powinien po wypakowaniu dać możliwość edycji ścieżek, jeżeli ktoś zechce.
    Ale nie wiem, jak będzie w ogóle z otwieraniem .lay (.lay6) - ja natrafiłem na takie pliki na pewnym rosyjskim forum elektronicznym (znalazłem tam bardzo mnie interesujący opis i schemat wspomnianej spawarki impulsowej) i kilka godzin spędziłem na poszukiwaniu darmowego programu który to obsługuje i jednocześnie "pasuje" do mojego prakomputera.
    A jak już program był, to naszkicowałem w nim płytkę do opisywanego czujnika.
  • #15
    Olkus
    Poziom 18  
    Teres5 napisał:
    Podzielam zdanie olkusa, coraz trudniej znaleźc cokolwiek z elektroniki użytkowej bez mikrokontrolera. Okazuje się, że na tranzystorach też można. Wiem, że to brzmi nieco archaicznie, trudno. Tranzystory jeszcze istnieją.


    Dokładnie tranzystory jeszcze istnieją, nawet są dalej produkowane i jeszcze są wykorzystywane. Jakoś nie wyobrażam sobie wzmacniacza klasy A zrealizowanego na procesorze(końcówka mocy) :D
  • #16
    krzbor
    Poziom 20  
    Olkus napisał:
    Osobiście nie lubię mikroprocesorów itp. dla mnie jest to czarna magia. Czasem trafiam na elektrodzie na jakiś potrzebny mi układ a tam się okazuje że tam procesor siedzi :cry: :cry: :cry:. Mikrokontrolery nie są dla każdego a tranzystory już tak.
    Wiele osób tak do tego podchodzi, a ja myślę, że niepotrzebnie. Jeśli jest wsad i układ realizuje to co jest nam potrzebne, nie należy się obawiać. Po prostu wgrywamy program i od tego momentu traktujemy uP jak układ scalony z odpowiednimi wyprowadzeniami. Polecam spróbować zwłaszcza gdy są to projekty na ARDUINO IDE. Nie trzeba się znać na programowaniu! Jak ktoś zrobi taki układ po raz pierwszy to ma niemałą satysfakcję. Jeśli ktoś gdzieś "utknie", to na tym forum jest spora liczba osób, które pomoże. Ja osobiście jestem zafascynowany mikroprocesorami jednoukładowymi. Jak sobie pomyślę, że taki moduł ESP-12 (ESP8266) ma 80kB RAM, 32 bity i 4MB Flash i taktowanie 80MHz to często się uśmiecham - jak byłem młody to marzyłem o ZX Spectrum 16 lub 48kB RAM 8bit i taktowaniu 3,5MHz. Taki ESP jest teraz w każdym smart gniazdku czy wyłączniku :)
  • #17
    Janusz_kk
    Poziom 29  
    Olkus napisał:
    Osobiście nie lubię mikroprocesorów itp. dla mnie jest to czarna magia.

    No właśnie dlatego nie lubisz bo ich nie rozumiesz, też mnie to wkurzało jakieś 30 lat temu jak w EP czy EE czy PE pojawiał się ciekawy temat a potem na schemacie widzę procek i du#a blada. Potem wziąłem się za procki, wpierw była to '51 i kaleczny bascom z kupą błędów i koszmarem programowania równoległego, potem olśnienie jak się pojawiły atmele i isp.
    Teraz jestem po drugiej stronie ( a mam 60+) więc nie było łatwo.
    Każdy trochę bardziej skomplikowany układ niż mrugająca dioda na 555 da się zrobić na procku i ma same zalety, mniej elementów, prościej się projektuje bo łatwiej jest prze-symulować program niż układ, no i możliwości zmian, które sprowadzają się do zmian w programie.
    Biorąc za przykład ten układ można na procku dać dość dokładny komparator okienkowy czasu przyjścia impulsu zamiast polegać na czasie
    zadziałania przekaźnika, i w ten sposób filtrować prawdziwe alarmy od fałszywych, można dodać historię, wystarczą dwa optotranzystory i moduł USB-USART i można podpinać np laptopa żeby sczytać historię alarmów, ustawić zegar itp itd.
  • #18
    rafi8112
    Poziom 13  
    Panowie, świata nie zmienimy, postęp idzie cały czas do przodu i nic na to się nie poradzi, że niedługo wszystko co nas otacza będzie zawierało mikroprocesor. Nie ma co walczyć z wiatrakami i tak naprawdę nie ma to najmniejszego uzasadnionego sensu. Tego typu konstrukcję są alternatywą w dzisiejszych czasach, a lata temu było całkowicie odwrotnie - wtedy jak by ktoś zaproponował procesor do rozwiązania tego problemu było by to całkiem egzotyczne...
    Ten projekcik przypomniał mi trochę moje dzieciństwo, a mianowicie fascynację układami czasowymi, pamiętam jak wujek, który był elektrykiem w spółdzielni mieszkaniowej przynosił mi moduły sterujące oświetleniem na klatkach schodowych w blokach. Chciałem je zastosować do moich konstrukcji lecz bezskutecznie bo nie rozumiałem ich zasady działania.
    Ogólnie lubię patrzeć na projekty zawierające stare elementy elektroniczne - nie wiem jak inni Koledzy ale ja mam zawsze wrażenie, że elementy te mają w sobie coś więcej niż tylko warstwę fizyczną, może te wrażenie bierze się stąd iż posiadają "pamięć" czasów gdy elektronika dopiero raczkowała...
  • #19
    Jacdiag
    Poziom 20  
    Teres5 napisał:
    Okazuje się, że na tranzystorach też można.
    Po zastosowaniu UL1111 @pavyan byłby jedną nogą w świecie procesorów, bo stworzył układ na "scalaku" ... :ok: