마이크로 컨트롤러로 정전을 어떻게 감지합니까?

AC 전원-> UPS-> 24V 전원 공급 장치-> 5V 전압 조정기-> PCB (마이크로 컨트롤러)와 같은 전원 공급 장치 구성이 있습니다. 마이크로 컨트롤러로 전원 공급 장치의 정전을 감지하는 가장 좋은 솔루션은 무엇입니까? 또한 AC 모터의 속도를 제어 할 수 있도록 제로 크로싱을 감지해야합니다.

microcontroller power-supply ac zero-crossing

— 앨린
소스

메인과 마이크로 컨트롤러 사이에 적절한 격리가 필요합니까, 아니면 더 간단한 것을 피할 수 있습니까?

격리해야합니다. 예 큰 저항을 통해 마이크로 컨트롤러의 핀에 전원을 공급하는 것은이 프로젝트의 해결책이 아닙니다.

— m.Alin

m.Alin의 의견은 왜 두 번이나 찬성 되었습니까? 그는 더 많은 정보를 제공하고 있습니다. 또는 upvoter는 230V에서 마이크로 컨트롤러의 핀에 이르기까지 결코 완료되지 않았다고 생각하고 좋은 농담이라고 생각합니까?

— stevenvh

마이크로 컨트롤러가 자체 전원을 보도록하고, 전원이 꺼지면 --- 아, 절대 신경 쓰지 마십시오.

— Olin Lathrop

@OlinLathrop : 배터리가 부족할 때 계속 경고해야하는 LED를 요구하는 제품 관리자입니다.

— 자갈

답변:

또한 제로 크로싱 이 필요하므로 사실상 정전 감지 기능 이 무료로 제공 됩니다.
가장 좋은 방법은 옵토 커플러 를 사용하여 제로 크로싱을 감지하는 것입니다. 고 저항 저항을 통해 메인 전압을 옵토 커플러의 입력에 연결합니다. Vishay의 SFH6206 에는 역 병렬로 2 개의 LED가 있으므로 전원 전압 의 전체주기 에 걸쳐 작동합니다 .

enter image description here

입력 전압이 충분히 높으면 출력 트랜지스터가 켜지고 컬렉터의 레벨이 낮습니다. 그러나 제로 크로싱 주위에서 입력 전압이 너무 낮아 출력 트랜지스터를 활성화 할 수 없으며 컬렉터가 높게 당겨집니다. 따라서 매번 교차 할 때마다 양의 펄스가 발생합니다 . 펄스 폭은 LED의 전류에 따라 다릅니다. 듀티 사이클이 10 % 이상인 경우 (50Hz에서 1ms) 신경 쓰지 마십시오. 실제 제로 크로싱에 대해 대칭이므로 정확한 지점은 펄스의 중간에 있습니다.

정전 을 감지하려면 2.5 초주기의 타임 아웃으로 모든 제로 크로싱에서 타이머를 다시 시작하십시오. 모범 사례는 펄스가 인터럽트를 생성하도록하는 것입니다. 전원이 공급되는 한 반주기마다 타이머가 다시 시작되고 시간이 초과되지 않습니다. 그러나 정전이 발생 하면 사이클보다 약간 긴 시간이 지나면 시간 이 초과 되어 적절한 조치를 취할 수 있습니다. (제한 시간 초과 값이 1/2주기보다 길기 때문에 펄스를 놓치게하는 1 회 제로 크로싱의 스파이크는 잘못된 경고를 주지 않습니다 .) 소프트웨어 타이머
를 만들면 비용이 들지 않지만 예를 들어 LM555 와 같이 재 트리거 가능한 단일 안정 멀티 바이브레이터 (MMV)를 사용할 수도 있습니다 .

참고 : 주 전압과 저항 유형에 따라 광 커플러에 대해 두 개의 저항을 직렬로 배치해야 할 수 있습니다. 높은 전압으로 인해 단일 저항이 고장날 수 있습니다. 230V AC의 경우이를 위해 3 개의 1206 저항을 직렬로 사용했습니다.

Q & A 시간! (의견에서 더 많은 것을 원한다면 이것은 추가입니다 )

$\frac{9 998V}{20mA}$ $\Omega$ $P = V \times I = 9 998V \times 20mA = 199.96W$ 정격 1 / 4W보다 훨씬 큽니다. 따라서 전력에 대처하기 위해서는 800 개의 저항이 필요합니다. 좋습니다. 10kV는 극단이지만이 예에서는 LED에 전압을 사용할 수 있으므로 230V도 가능합니다. 충분하고 올바른 유형의 저항을 사용하는 것입니다.

$_P$

$P = V \times I = 230V_{RMS} \times 1mA = 230mW$ , so even a 1206 can handle that. And remember, we're using more than 1 resistor, so we're safe if we can work with 1mA (The SFH6206 has a high CTR $-$ Current Transfer Ratio).

— stevenvh
소스

@stevenvh How does the reverse voltage affect the lifetime of the LEDs? Or does the 2 LEDs in anti-parallel mitigate that problem?

— Majenko

You need Ohms law.

V = \frac{I}{R}

$V=\frac{I}{R}$ - see electronics.stackexchange.com/questions/14852/…

— Majenko

I've integrated questions here and the answers in a Q&A in my answer.

— stevenvh

@stevenvh, this answer is too detailed and covers too many examples, I got tired and just upvoted instead of reading. I need you to start putting an executive summary at the top telling me what I am about to not read. : )

— Kortuk

@Kortuk - I thought the title Q & A made it clear that those were extra information 'for the interested reader' :-). I'll highlight each question so that you can skip the ones you're not interested in.

— stevenvh

I came across this item, an MID400 Power Line Monitor, that is designed for this purpose. The application note, https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-3007.pdf, gives a number of circuit suggestions, addressing several usage scenarios.

— AnalogGuy
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This has been a repeating theme with too few solutions during my upgrade of an industrial oven. Most PLCs use "AC Input" modules. In my observation, most EEs do not design with PLCs and will build an embedded device. I found a successful search phrase: control signal relay spdt slim 120v Other modifiers to include are DIN rail and Socket C.

Any kind of business with the word automation in its name will have products and literature to help with your design.

schematic

^{simulate this circuit – Schematic created using CircuitLab}

Select the relay with input coil matching your mains supply voltage. There are coils for 100-120VAC and 200-240VAC. In my example, I chose to "reverse" the relay's output so that the digital input is always tied to HI or LO and not left floating.

The above circuit represents what I employ for monitoring the sensors on the oven, which all are NO 115VAC switches. Compact designs improve density, hence learning about "terminal block relays".

There is a unique offering on the market with great density and a ribbon cable interface from a vendor called opto22 via their G4 family. No affiliation, not even a customer. Other solutions reaching this level of density appear to be proprietary designs to interface with PLC product lines.

— Chris K
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