Датчик отключения электроэнергии

Отслеживайте линию электропередачи 230 В переменного тока с вашим любимым аппаратным обеспечением, используя небольшую, эффективную и недорогую схему.

В моем учебном пособии по беспроводному дверному звонку я дал совет о том, как получить цифровой сигнал от источника 12 В переменного тока, чтобы его можно было прочитать с любого желаемого аппаратного обеспечения. Это решение не подходит для высокого напряжения, так как рассеиваемая мощность неприемлема. Настоящим я описываю еще одну схему, которая решает проблему.

Если вы хотите отслеживать, когда происходит отключение электроэнергии, существует несколько решений:

• Используйте трансформатор, чтобы снизить напряжение, выпрямить его и адаптировать сигнал к вашей системе.
• Возьмите любое зарядное устройство для телефона, которое у вас есть в ящике, разберите его, снимите выходной конденсатор или замените его на более низкое значение, чтобы получить более быстрый отклик, и вот вам сигнал 5 В постоянного тока.
• Постройте следующую схему.
• P.S .:в комментариях JT предлагает еще одно очень интересное решение с неоновой лампой 230 В и LDR.

Все эти три решения совершенно верны, и легко понять плюсы и минусы каждого из них. Но на мой взгляд, предлагаемое решение самое дешевое, эффективное и минимальное.

Схема:

Пояснение

Для тех, кто не занимается электроникой, вот объяснение, почему это работает:

В мире постоянного тока конденсатор - это просто резервуар, и в идеале, в стационарном смысле, мы можем рассматривать его как разомкнутую цепь (бесконечный импеданс). Но в мире переменного тока конденсатор представляет собой импеданс, который рассчитывается как Z =1 / (2 * pi * freq * C). В этом случае с конденсатором 100 нФ это было бы эквивалентно почти 32 кОм. Применяя самую популярную формулу в электронике (V =I * R), мы получаем ток около 7 мА. Но подождите, в школе я узнал, что если напряжение слишком велико, я могу уменьшить его с помощью делителя напряжения, используя всего два резистора соответствующего номинала; так почему бы не сделать то же напрямую с резистором 32 кОм ?? Ответ заключается в том, что резистор будет нагреваться довольно сильно (1,65 Вт), а конденсатор - нет, потому что он не потребляет реальную мощность, а только реактивную, которая не производит работы (работа =тепло). Это довольно сложная тема в электронике, и я не буду здесь объяснять, но в качестве быстрого совета о том, как думать об этом, представьте конденсатор как гибкую мембрану; электроны не проходят, как в случае с резистором, но они толкают мембрану, и их влияние передается электронам на другой стороне мембраны. Таким образом, мы воспользуемся преимуществом бесплатного высокого падения напряжения на конденсаторе и выпрямим оставшееся низкое напряжение переменного тока, как это было бы с обычным трансформатором. Подводя итог, мы сделали то же самое, что и с объемным трансформатором (для снижения напряжения), но только с простым недорогим конденсатором и потребляли меньше энергии. Разве это не красиво?

Есть еще одно отличие по сравнению с использованием трансформатора:ограничен ток. С трансформатором ваш низковольтный конденсатор (47 мкФ) будет поглощать весь необходимый ток, пока не достигнет выпрямленного напряжения, но этого не происходит в предлагаемом решении, где ток ограничен импедансом конденсатора и выпрямленным напряжением. зависит от нагрузки. Это делает значения конденсатора и резистора на стороне низкого напряжения критическими. Хотя небольшие отличия в значениях также могут работать (электроника редко бывает точной наукой с точки зрения значений компонентов), здесь не так много запаса; но при использовании трансформатора изменение резистора и конденсатора на один порядок не составит большого труда.

Примечание для электрических сетей 110 В переменного тока 60 Гц

Представленная схема рассчитана на 230 В переменного тока 50 Гц. Чтобы получить эквивалент для 110 В переменного тока 60 Гц, просто используйте конденсатор 150 нФ или 220 нФ вместо 100 нФ. Фактически, конденсатор емкостью 150 нФ подходит даже для обеих систем, но предлагаемый конденсатор емкостью 100 нФ дает более быстрый отклик.

Практическое использование

Я использую эту схему в своей системе домашней автоматизации, подключенной непосредственно к Raspberry Pi, которая питается от стандартного адаптера 5 В, но также параллельно с блоком питания. Каждый раз, когда происходит отключение электроэнергии, блок питания продолжает подавать питание на Raspberry, но обнаруживается отключение электроэнергии, и мне отправляется уведомление благодаря Domoticz, моей системе домашней автоматизации. Очевидно, чтобы отправить уведомление, либо у вас есть маршрутизатор с ИБП, как у меня (15 евро из вторых рук), либо вы подключены к мобильной сети. Таким образом, я могу точно знать, когда и на какой срок произошло отключение электроэнергии, и выполнять некоторые автоматические задачи при восстановлении питания, например, выключать световые индикаторы Hue, которые неизбежно включаются при включении питания.

Предупреждение

Я считаю, что вы не тупица, но я все равно предупреждаю, что вы имеете дело с высоким напряжением, которое может причинить вам травмы и даже смерть. Будьте осторожны, если реализуете этот проект на практике. Я бы порекомендовал вам, как только вы закончите схему, вы как-то запечатали ее (возможно, горячий клей? Мне это нравится), чтобы вы случайно не коснулись токоведущих частей, когда ваши пальцы отвлекаются на другую вещь, которая может быть та же коробка.

P.S .:Безопасность

Я редактирую статью, чтобы добавить этот раздел, чтобы сделать больший акцент на мерах безопасности, которые необходимо учитывать, как подчеркнули некоторые друзья в комментариях.

Во-первых, поскольку мы имеем дело с высоким напряжением (высокое напряжение может быть относительным понятием, а не только определением какой-либо технической области, как указано в одном комментарии ниже), я бы рекомендовал воздержаться от игры с этим, если вы не знакомы с электричеством. .

Во-вторых, как было сказано изначально, но хорошо повторить, вы должны герметизировать цепь не только для того, чтобы не прикасаться к токоведущим частям, но и к любым другим проводам вокруг или к чему-то еще. Между прочим, я пробовал поджечь горячий клей, и это вроде достаточно безопасно.

В-третьих, описанная выше схема не содержит мер безопасности. Рекомендации по защите цепи от возможных сбоев и скачков напряжения будут следующими:

MOV (V1) защищает цепь от скачков напряжения, которые могут повлиять на C1, а предохранитель предотвращает риск короткого замыкания в цепи. Помните, что номинальные значения указаны для 230 В переменного тока, используйте соответствующие значения для других напряжений.

Тем не менее, хочу отметить, что эта схема - не бомба! Если C1 в порядке, то, что случится с остальными компонентами, не имеет большого значения, потому что ток будет ограничен до 7 мА. Поэтому я не указываю рейтинги для BR1, C2 и R1. В худшем случае, если ветвь R1-U1 откроется, напряжение на C2 будет МЕДЛЕННО увеличиваться до 325 В и, в конечном итоге, если его номинальное значение ниже этого значения, очевидно, что он выйдет из строя самым необычным образом. На мой взгляд, лучше использовать конденсатор с низким номинальным напряжением, чтобы он вышел из строя как можно скорее -> меньше энергии (помните, что ток ограничен, поэтому короткое замыкание в C2 в порядке). Использование электролитического конденсатора на 400 В было бы очень объемным, и в объясненном случае он оставался бы нагруженным опасным напряжением и энергией. Стабилитрон, подключенный параллельно к C2, был бы даже лучше, так этот конденсатор выживет. Другой важный факт заключается в том, что типичный отказ пленочных конденсаторов, таких как C1, - это разрыв цепи. Фактически, на скачки напряжения они реагируют, теряя емкость, но по-прежнему работая, благодаря принципу «самовосстановления».

Источник:датчик отключения электроэнергии