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

Detektor obecności napięcia.

11 Sty 2008 18:51 5767 18
  • Specjalista - systemy grzewcze
    Witam wszystkich.
    Jeśli umieściłem temat w niewłaściwym dziale, to proszę o przeniesienie, ale ten mi się wydał najwłaściwszy.
    Potrzebuje zbudować układ który będzie wykrywał obecność napięcia podanego na wejście tego układu (po między zaciski wejściowe układu). Układ ma reagować zarówno na napięcie przemienne jak i stałe, ewentualnie jeśli będzie to sprawiało duże trudności, to tylko na przemienne. Układ będzie podłączany do napięcia sieci 230V. Dobrze by było gdy by reagował również na niskie napięcia np. już od 10V. Zasilanie układu (dostosuje się). Sygnał wyjściowy (w jakiej by nie był postaci, też się do niego dostosuje). Układ musi być szybki (szybko reagować na pojawienie się napięcia, jak również jego zanik), dlatego odpada zastosowanie przekaźnika, ponadto układ powinien mieć dużą rezystancję wejściową aby jak najmniej obciążał obwód do którego będzie dołączany.
    Budowałem już kilka rozwiązań. Jednym z nich było zastosowanie dzielnika oporowego, z którego szło na mostek prostowniczy a następnie na wejście komparatora. Za mostkiem prostowniczym był zastosowany kondensator ceramiczny o małej pojemności tak dobranej aby na wyjściu z komparatora sygnał nie zanikał w momencie przejścia sinusoidy przez zero. Układ bardzo dobrze działa, tylko że błędnie reaguje gdy jest podłączona tylko faza do wejścia (a więc nie ma różnicy potencjałów pomiędzy zaciskami wejściowymi). Układ już był całkowicie odseparowany (zasilanie z baterii, wyjście podane po przez opto-tranzystor) nawet próbowałem go ekranować, i nie pomogło.
    Może ma ktoś jakieś pomysł jak to zrealizować. Wszelkie podpowiedzi mile widziane.
    Pozdrawiam.
  • flexghzflexghz
  • Poziom 28  
    Cześć.Nie wiem do czego Ci taki układ.Ale z tego co czytam to po prostu zrobił na kontrolce dwu końcówkowej do sprawdzania napięcia sieci.Mam taką Simensa która reaguje na prąd stały i zmienny od 4,5V do380V i pobiera od 1-1,5mA prądu pojawienie się napięcia sygnalizuje zapaleniem diody wymienić diodę na jakieś opto nie wiem co Ty tym chcesz sterować lub dołożyć jakiś fototranzystor i układ gotowy.
  • flexghzflexghz
  • Specjalista - systemy grzewcze
    Czy możesz podać dokładnie typ i model tej kontrolki. A może masz schemat tego urządzenia. I czy ta kontrolka nie świeci jak jest podłączona jedną końcówką do fazy, a druga pozostaje wolna?

    Układ ten ma służyć do uruchamiania stopera laboratoryjnego mierzącego z dokładnością do 0,001 sekundy. Stoper ma służyć między innymi do pomiaru czasu zadziałania przekaźników oraz zabezpieczeń nad prądowych oraz zwarciowych. Dlatego układ ten musi być szybki. Układ też nie może zatrzymywać stopera w momencie przejścia sinusoidy przez zero.
  • Poziom 28  
    Cześć.Typu to już nie ale muszą być podpięte dwie końcówki.Może Ci to pomoże robiłem prosty układ do załączenia trzy diody w szereg a odwrotnie opto.Układ do załączenia drugiego urządzenia pierwszym.Możesz zajść do sklepu z elektryką i zobaczyć widziałem kilka typów może by Ci to wystarczyło.
  • Specjalista - systemy grzewcze
    Witam.
    Czy możesz dać zdjęcie tego testera, albo zajrzeć do środka i ściągnąć schemat?

    Rozwiązanie z opto-elementem, do tego trzeba mostek żeby reagowało na oba pół okresy sinusoidy, i rezystor żeby ograniczyć prąd. Myślałem o tym, tylko że dioda świecąca w opto-elemencie potrzebuje paru mA prądu, a układ nie może obciążać badanego obwodu prądem większym niż 1mA przy napięciu 230V, a więc opór wejścia układu nie może być mniejszy niż 230kΩ. Dlatego też trzeba jeszcze wzmacniacz. I tu pojawia się problem, bo wzmacniacze które do tej pory budowałem w tym celu, reagowały błędnie dając sygnał na wyjściu gdy na wejście była podana tylko faza i nie było różnicy potencjałów pomiędzy zaciskami wejściowymi wzmacniacza.

    Zaprojektowałem nowy układ detektora. Oto schemat:
    Detektor obecności napięcia.
    Wejście po przez rezystor ograniczający, podane jest na transformatorek separujący. To myślę że powinno wyeliminować problem błędnego reagowania układu gdy jest podana tylko faza na wejście. Z transformatora sygnał jest wzmacniany we wzmacniaczu W1. Diody DZ mają chronić wejście wzmacniacza. Wzmocniony sygnał idzie na kolejny wzmacniacz operacyjny W2 z wejściami podłączonymi po przez diody 1N4148 w taki sposób aby sygnał na wyjściu był zawsze dodatni. Brak sprzężenia zwrotnego ma spowodować bardzo duże wzmocnienie w tym wzmacniaczu, i w efekcie pojawienie się stanu 1 na jego wyjściu. Pozostaje problem zaniku sygnału na wyjściu układu w momencie gdy sinusoida przechodzi przez zero w sygnale podanym na wejście detektora. Dlatego też jest jeszcze jeden wzmacniacz W3 identyczny jak W2 włączony po przez kondensator, który ma spowodować przesunięcie kąta fazowego sygnału, wobec powyższego sygnał na wyjściu detektora ma pozostać podtrzymany w momencie przejścia sinusoidy przez zero.
    Co myślicie o tym projekcie? Czy nie zawiera błędów?

    A może ma ktoś jeszcze inny pomysł na zbudowanie układu jak w temacie. Proszę o pomoc.
    Pozdrawiam.
  • Specjalista - systemy grzewcze
    Witam.
    Zacznę od wyjaśnienia dokładniej o co mi chodzi.
    Potrzebuje zbudować układ, który będzie dawał sygnał w momencie gdy na jego zaciski wejściowe będzie podane napięcie. Układ ten musi reagować szybko.
    Poniższy rysunek przedstawia przykładowy przebieg podany na wejście układu (przebieg górny), oraz przebieg na wyjściu (przebieg dolny), będący sygnałem informującym o obecności napięcia na zaciskach wejściowych.
    Detektor obecności napięcia.
    Na wejście będzie podawane napięcie przemienne 230V. Dobrze by było gdyby układ reagował również na napięcia stałe.

    Próbowałem z układem kolegi _jta_ (prostownik idealny).
    Detektor obecności napięcia.
    Dałem na wejściu dzielnik oporowy (tak aby napięcie szczytowe na wejście wzmacniacza operacyjnego nie przekraczało 15V, przy podłączeniu napięcia sieci 230V), na wyjściu natomiast komparator, oraz kondensator który podtrzymuje sygnał w momencie przejścia sinusoidy sygnału wejściowego przez zero. Układ działa, ale wraz jest ten sam problem, że na wyjściu pojawia się sygnał, gdy na wejście, na dowolny zacisk, lub oba zaciski zostanie podana faza (nie ma różnicy potencjałów po między zaciskami). Układ został już całkowicie odseparowany (zasilony z baterii) i ekranowany, i to też nie pomogło.
  • Specjalista elektronik
    A napięcie wyjściowe mierzysz pomiędzy wyjściami, czy między wyjściem, a ziemią?

    Poza tym, wejście trzeba zrobić różnicowe - najprościej dodać na wejściu coś takiego, jak jest na wyjściu
    - wzmacniacz operacyjny z czterema opornikami tworzącymi dwa identyczne dzielniki - i wejścia dzielników
    podłączyć do punktów, między którymi chcesz mierzyć napięcie. Wtedy nie potrzeba dodatkowej separacji.

    Uwaga: prostownik daje na wyjściu zero, kiedy napięcie wejściowe przechodzi przez zero - jeśli chcesz
    tego uniknąć, to chyba nie da się bez dwóch prostowników, z których jeden będzie miał przesuniętą fazę
    przy użyciu kondensatora połączonego szeregowo z opornikiem R1; i sumowania sygnałów z prostowników.
  • Specjalista - systemy grzewcze
    Witam.
    _jta_ napisał:
    A napięcie wyjściowe mierzysz pomiędzy wyjściami, czy między wyjściem, a ziemią?

    Napięcie wyjściowe mierzę po między wyjściami. Zarówno układ, jak i pozostałe elementy dołączane do układu (np. woltomierz, czy dioda LED transoptora) nie mają kontaktu z ziemią (jest odseparowany).
    _jta_ napisał:
    Poza tym, wejście trzeba zrobić różnicowe - najprościej dodać na wejściu coś takiego, jak jest na wyjściu
    - wzmacniacz operacyjny z czterema opornikami tworzącymi dwa identyczne dzielniki - i wejścia dzielników
    podłączyć do punktów, między którymi chcesz mierzyć napięcie. Wtedy nie potrzeba dodatkowej separacji.

    Nie za bardzo mogę to sobie wyobrazić jak to ma być. Dzielnik-sprawa jasna-dwa rezystory połączone w szereg.
    I czy to teraz ma wyglądać tak?
    Dwa dzielniki. Jedne końce dzielników to moje wejście detektora. Drugie końce podłączam do masy. A ze środków daje na wejścia + i - wzmacniacza. Tylko że tu nie ma sprzężenia zwrotnego, i sygnał na wyjściu będzie bardzo silnie wzmocniony, wobec czego układ może byś bardzo czuły na wszelkie zakłócenia. Można by zrobić sprzężenie dodatkowym rezystorem z wyjścia wzmacniacza na wejście +.
    Czy może to ma być dokładnie tak jak drugi człon twojego prostownika idealnego: Rezystory R3 i R4 i wzmacniacz.

    Przejście sinusoidy przez zero to już nie problem. Wystarczy tak jak napisałeś, kondensator do przesunięcia fazy, i drugi taki układ, i to zsumować.
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    Tak, to ma być tak, jak ten drugi człon prostownika idealnego.

    Nie jest dobrze, jeśli się pojawia napięcie na wyjściu, kiedy wejście jest zwarte z masą układu (bo rozumiem,
    że jak łączysz do fazy i masę, i wejście tego okładu, to są zwarte) - to oznacza, że w układzie jest jakiś błąd.

    Może spróbuj zacząć od uruchamiania układu, w którym będzie wzmacniacz, R3 i R4 - chodzi o to, żeby
    dawał niezerowe napięcie na wyjściu wtedy i tylko wtedy, gdy jest napięcie między jego wejściami. Żeby
    napięcie sieci nie groziło jego uszkodzeniem, powinien mieć dzielnik co najmniej 1:30 - czyli R3>=30*R4.
    Oporniki jak najdokładniejsze - 0.1%, jeśli masz takie; R4 pasowałyby około 20k, więc R3 około 600k
    (większe mogą pogorszyć działanie wzmacniacza, mniejsze oznaczają większy prąd wejść).
    Wzmacniacz powinien mieć CMRR powyżej 60dB (ale chyba prawie każdy ma >70dB).

    Na wyjściu powinieneś uzyskać nie więcej, niż 20mV, jeśli wejścia połączysz razem do fazy, i 1/30
    napięcia między wejściami - to powinno rozróżnić napięcie 0.6V między wejściami od fazy "wspólnej".

    Z kondensatorem uwaga na pewien problem: jak jest naładowany, to nawet jak zaniknie napięcie wejściowe,
    będzie się przez chwilę rozładowywał - wynik będzie taki, jakby wciąż jeszcze było napięcie na wejściu...
    A naładowania nie unikniesz: kiedy napięcie na wejściu jest niezerowe, kondensator jest naładowany; jeśli
    nagle zaniknie, to przez czas C*R2 będzie jeszcze płynął prąd, i dla sensownych wartości elementów ten
    czas będzie dość długi - kilka, a może nawet kilkanaście ms. Natomiast moment zaniku napięcia można
    rozpoznać po tym, że skokowo spadnie napięcie na wyjściu "detektora", który nie ma kondensatora.
    Z kolei, kiedy napięcie na wejściu jest bliskie zera (a zwłaszcza kiedy jest zero), ten "detektor" nie da
    żadnego sygnału, że ono zanikło, za to ten z kondensatorem da skokowy spadek napięcia. Problem
    będzie z tym, że detektor z kondensatorem może przy wyłączaniu dawać skokowy wzrost napięcia
    I trzeba będzie obliczyć, czy jest taka kombinacja liniowa napięć z obu detektorów, która zawsze
    będzie się zmieniać w chwili wyłączenia, niezależnie od tego, w który punkt sinusoidy się trafi.

    Można by zrobić jeszcze inaczej: tylko detektor z kondensatorem. Jeśli trafimy w punkt, w którym
    napięcie jest spore - na wyjściu uzyskamy skok do maksymalnej wartości, jaką jest w stanie dać
    wzmacniacz operacyjny, przez czas rozładowania wartość stała, i potem szybki zanik (R2*C/Au).
    Jeśli blisko zera napięcia - to akurat na wyjściu było spore napięcie, impuls będzie krótki, albo go
    nawet nie będzie, tylko szybki zanik. Ale trzeba będzie zauważać skoki napięcia w obie strony.
  • Specjalista - systemy grzewcze
    _jta_ napisał:

    Nie jest dobrze, jeśli się pojawia napięcie na wyjściu, kiedy wejście jest zwarte z masą układu (bo rozumiem,
    że jak łączysz do fazy i masę, i wejście tego okładu, to są zwarte) - to oznacza, że w układzie jest jakiś błąd.

    Może spróbuj zacząć od uruchamiania układu, w którym będzie wzmacniacz, R3 i R4 - chodzi o to, żeby
    dawał niezerowe napięcie na wyjściu wtedy i tylko wtedy, gdy jest napięcie między jego wejściami.

    Witam.
    Sam wzmacniacz różnicowy. Działa jak należy dopóki jest testowany na niskich napięciach, oraz na napięciu sieci 230V podawanym na wejście i odłączana jest faza, pozostaje podłączone tylko zero. W przypadku gdy zostanie podłączona tylko faza, na wyjściu pojawia się sygnał. Podejrzewam że problem może wynikać z tego że układ ma jakąś pojemność względem ziemi, i przy podłączeniu tylko fazy też płynie jakiś prąd przez wejścia wzmacniacza polaryzując je.

    Myślałem już o całkiem innym rozwiązaniu. A jakby użyć halotronów. Wejście to by był rezystor i cewka w szereg, i halotron przy tym. I od razu była by załatwiona separacja. Tylko nie wiem jak by było z czasem reakcji. Co myślisz o takim rozwiązaniu?
    Pozdrawiam.
  • Specjalista elektronik
    Nie rozumiem tych określeń "230V na wejście i odłączona faza", "podłączona tylko faza" - możesz wyjaśnić?
    Ten układ prawdopodobnie jest wrażliwy na przesterowanie - to znaczy sygnał na tyle duży, że napięcie za
    dzielnikiem wychodzi poza zakres "obsługiwany" przez wzmacniacz operacyjny - może zwiększ dzielnik?

    Hallotrony są szybkie; problem może być z czułością, i kalibracją odczytu "zero". Ale jak już cewka, to można
    zastosować transformator (tylko, jak ma być szybki, to rdzeń ferrytowy i może nawet z jakiegoś ferrytu do
    nieco większych częstotliwości - w każdym razie nie z tych o największej przenikalności); jeśli na uzwojenie
    pierwotne podasz sygnał przez opornik, to dostaniesz pochodną napięcia - ona się zmieni skokowo zarówno
    przy rozłączeniu, kiedy jest napięcie (będzie pik), jak i przy przejściu przez zero (będzie skok do zera).
  • Specjalista - systemy grzewcze
    _jta_ napisał:
    Nie rozumiem tych określeń "230V na wejście i odłączona faza", "podłączona tylko faza" - możesz wyjaśnić?

    Podaje na zaciski wejściowe wzmacniacza napięcie przemienne 230V - na wyjściu mam piękną sinusoidę - ok.
    Podłączone do jednego zacisku wejściowego wzmacniacza zero, drugi zacisk wolny, lub oba zaciski zwarte i dołączone do zera - na wyjściu brak sygnału - ok.
    Podłączona faza do jednego zacisku wejściowego, drugi wolny, lub oba zaciski zwarte i dołączone do fazy - na wyjściu jest sygnał o przebiegu sinusoidalnym o większej amplitudzie gdy jeden zacisk wolny niż gdy oba zwarte i dołączone do fazy - źle, nie powinno być sygnału na wyjściu.
    _jta_ napisał:
    Pierwotne podasz sygnał przez opornik, to dostaniesz pochodną napięcia - ona się zmieni skokowo zarówno
    przy rozłączeniu, kiedy jest napięcie (będzie pik), jak i przy przejściu przez zero (będzie skok do zera).

    Niestety ten opornik to konieczność. Układ nie może obciążać badanego obwodu prądem większym niż 1-2 mA. Nawijając tylko uzwojenie nie uzyskam takiej impedancji aby ten prąd nie był większy.
  • Specjalista elektronik
    Sprawdź działanie układu dla takich sytuacji (w każdej z nich masa układu ma być uziemiona):
    - oba wejścia uziemione (połączone z przewodem zerowym);
    - pierwsze wejście na fazę, drugie do przewodu zerowego;
    - pierwsze wejście do przewodu zerowego, drugie na fazę;
    - oba wejścia na fazę.
    Sprawdź, jak się ma znak sinusoidy do znaku napięcia na przewodzie fazowym - zgodny czy przeciwny?
    Uziemienie masy może być istotne: inaczej układ może być pod dość sporym napięciem zmiennym,
    i może to zakłócać jego działanie. Ważne jest również, żeby oporniki były dokładnie dobrane.

    To, że dostaje sie pochodną, będzie korzystne - przerwanie obwodu da sygnał niezależnie od tego,
    kiedy nastąpi. Trzeba tylko pomyśleć o rozpoznawaniu różnych sygnałów (skoku do zera i piku).
    To samo byłoby, gdybyś w układzie bez transformatora użył kondensatora do różniczkowania.
  • Specjalista - systemy grzewcze
    _jta_ napisał:
    Sprawdź działanie układu dla takich sytuacji (w każdej z nich masa układu ma być uziemiona):
    - oba wejścia uziemione (połączone z przewodem zerowym);
    - pierwsze wejście na fazę, drugie do przewodu zerowego;
    - pierwsze wejście do przewodu zerowego, drugie na fazę;
    - oba wejścia na fazę.
    Sprawdź, jak się ma znak sinusoidy do znaku napięcia na przewodzie fazowym - zgodny czy przeciwny?
    Uziemienie masy może być istotne: inaczej układ może być pod dość sporym napięciem zmiennym,
    i może to zakłócać jego działanie. Ważne jest również, żeby oporniki były dokładnie dobrane.

    Masa układu została uziemiona.
    1-Na wyjściu brak sygnału (poziom sygnału zerowy - ok).
    2-(Jako pierwsze wejście potraktowałem górne ze schematu czyli odwracające wzmacniacza). Na wyjściu sinusoida o znaku przeciwnym - ok.
    3- Na wyjściu sinusoida o znaku zgodnym - ok.
    4- Na wyjściu jest przebieg o stałej polaryzacji i dwa razy wyższej częstotliwości. Wygląda to tak jakby odkształcona sinusoida (górne pół okresy o większej amplitudzie), i całość przesunięta w górę tak że nie zmienia polaryzacji (nie przechodzi przez zero).
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    Wygląda na przesterowanie - trzeba zwiększyć stosunek oporników wejściowych do wyjściowych (na rysunku prostownika
    idealnego z 03 Lut 2008 16:04, z którego bierzesz drugi wzmacniacz, jest to stosunek R3/R4), myślę że dwukrotne
    zwiększenie powinno być wystarczające. Możesz to wypróbować łącząc wejścia do fazy przez opornik dwa razy mniejszy
    od R3 - taki odpowiada dwukrotnemu zwiększeniu R3, bo oba R3 będą połączone równolegle - i sprawdzić, jaki wystarcza.
    A potem wziąć ten stosunek oporów o 20% większy, niż wyjdzie - żeby był zapas bezpieczeństwa.
  • Specjalista - systemy grzewcze
    Witam.
    Zwiększanie stosunku rezystancji w dzielnikach (nawet 100 razy, czyli R4-10k, R3-1M) nie wiele daje (nie znacznie się tylko zmniejsza poziom sygnału na wyjściu, oczywiście chodzi o sygnał gdy na wejście jest podana tylko faza). Próbowałem nawet zwierać wejścia odwracające i nie odwracające bezpośrednio na wzmacniaczu operacyjnym, i też w przypadku podania fazy na wejście układu pojawia się taki sam sygnał na wyjściu jak wcześniej. Zbudowałem cały układ jeszcze raz na nowych częściach żeby wykluczyć uszkodzenie lub błąd, i nadal to samo.
    Pozdrawiam.
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    Dziwne - układ z oporników i wzmacniacza operacyjnego w przewidzianym dla tego wzmacniacza
    zakresie napięć powinien działać liniowo, więc jeśli przy podaniu napięcia na jedno wejście (a na
    drugie masy) napięcie na wyjściu jest przeciwne, niż przy podaniu napięcia na drugie wejście,
    to podanie równego napięcia na oba powinno dawać zero na wyjściu.

    Może upewnijmy się, czy tak samo rozumiemy, jak to miało być zrobione: z tego rysunku bierzemy
    drugi wzmacniacz, i oporniki R3 i R4 - nic więcej; wejściami są końce oporników R3 (te, które nie są
    połączone z opornikami R4); wzmacniacz operacyjny zasilamy napięciem np. +-15V (czyli +zasilania
    wzmacniacza to napięcie +15V względem masy, do której jest podłączony dolny R4,-zasilania - -15V)?
  • Specjalista - systemy grzewcze
    Witam.
    Wygląda że się rozumiemy. To jest dokładnie tak połączone. Rysunek poniżej.
    Detektor obecności napięcia.
    Ja też nie mogę zrozumieć dlaczego się tak dzieje. Jest to bardzo dziwne zjawisko.
    Na rysunku na czerwono zaznaczyłem dokładni gdzie zwierałem dla próby, o czym pisałem wcześniej (poniżej cytat).
    Rysio4001 napisał:
    Próbowałem nawet zwierać wejścia odwracające i nie odwracające bezpośrednio na wzmacniaczu operacyjnym, i też w przypadku podania fazy na wejście układu pojawia się taki sam sygnał na wyjściu jak wcześniej.

    Układ próbowałem zasilać z zasilacza stabilizowanego symetrycznego + - 15V wykonanego celowo do tego układu, zasilacza warsztatowego + - 15V, oraz z dwóch akumulatorów żelowych 12V ALARMTEC (w tym przypadku miałem źródło zasilania + - 12V). We wszystkich przypadkach był ten sam problem.
    Pozdrawiam.

    _____________________________________________________________

    Witam.
    Układ ten zaczął działać poprawnie (zniknął problem tych dziwnych zakłóceń).
    Zbudowałem inny układ który pracował również na potencjale sieci, i też występował problem zakłóceń o podobnym charakterze jak wcześniej (układ ten budowałem już parokrotnie wcześniej i nie było problemu). Okazało się że te wzmacniacze operacyjne mają jakiś feler (kupiłem 10 sztuk i na wszystkich jest to samo), teraz kupiłem wzmacniacze innego producenta i jest ok. A więc mogę teraz ruszyć z budową prototypu mojego "detektora napięcia".
    Pozdrawiam.


    [Posty scaliłem. Mariusz Ch.]