정전 센서

작고 효율적이며 저렴한 회로를 사용하여 좋아하는 HW로 230VAC 전력선을 추적하십시오.

무선 초인종 튜토리얼에서 원하는 HW로 읽을 수 있도록 12 Vac 소스에서 디지털 신호를 얻는 방법에 대한 조언을 제공했습니다. 이 솔루션은 소비 전력이 허용되지 않기 때문에 고전압에는 유효하지 않습니다. 여기에서 문제를 해결하는 또 다른 회로를 설명합니다.

정전 발생 시기를 추적하려는 경우 다음과 같은 몇 가지 해결책이 있을 수 있습니다.

<울>

변압기를 사용하여 전압을 낮추고 정류하고 신호를 시스템에 맞게 조정하십시오.

서랍에 있는 휴대전화 충전기를 꺼내 분해하고 출력 커패시터를 제거하거나 더 빠른 응답을 위해 더 낮은 값으로 변경하면 5Vdc 신호가 생성됩니다.

다음에 설명된 회로를 구성하세요.

추신:댓글에 JT가 230V 네온관과 LDR을 사용하는 또 다른 매우 흥미로운 솔루션을 제안하고 있습니다.

이 세 가지 솔루션 모두 완벽하게 유효하며 각각의 장단점을 쉽게 이해할 수 있습니다. 하지만 제 생각에는 제안된 솔루션이 가장 저렴하고 효율적이며 가장 작습니다.

회로:

설명

전자 제품이 아닌 사람들을 위해 이것이 작동하는 이유에 대한 설명은 다음과 같습니다.

DC 세계에서 커패시터는 저장소일 뿐이며 이상적으로는 고정된 상태에서 개방 회로(무한 임피던스)로 간주할 수 있습니다. 그러나 AC 세계에서 커패시터는 임피던스를 나타내며 Z =1/(2*pi*freq*C)로 계산됩니다. 이 경우 100nF 커패시터를 사용하면 거의 32kOhm에 해당합니다. 전자 제품에서 가장 널리 사용되는 공식(V =I*R)을 적용하면 약 7mA의 전류가 발생합니다. 하지만 잠시만요. 전압이 너무 높으면 적절한 값의 저항 2개만 사용하여 전압 분배기로 전압을 낮출 수 있다는 것을 학교에서 배웠습니다. 그렇다면 32kOhm 저항으로 직접 동일한 작업을 수행하지 않는 이유는 무엇입니까? 대답은 저항이 상당히 많이(1.65W) 가열되지만 커패시터는 실제 전력을 소비하지 않고 반응성만 소비하기 때문에 일을 생성하지 않기 때문에 그렇지 않습니다(일 =열). 그것은 전자공학에서 매우 복잡한 주제로, 여기서 설명하지 않겠습니다. 그러나 그것에 대해 생각하는 방법에 대한 빠른 힌트로 커패시터를 유연한 멤브레인으로 상상해 보십시오. 전자는 저항기의 경우처럼 통과하지 않지만 막을 밀어내고 그 효과는 막 반대편의 전자로 전달됩니다. 이런 식으로 우리는 커패시터의 값비싼 고전압 강하를 이용하고 일반 변압기에서와 같이 나머지 낮은 AC 전압을 정류합니다. 요약하자면, 우리는 부피가 큰 변압기(전압을 줄이기 위해)와 거의 동일하지만 간단하고 저렴한 커패시터와 더 적은 전력을 소비합니다. 아름답지 않나요?

변압기를 사용하는 것과 비교할 때 또 다른 차이점이 있습니다. 전류가 제한된다는 것입니다. 변압기를 사용하면 저전압 커패시터(47uF)는 정류된 전압에 도달할 때까지 필요한 모든 전류를 흡수하지만 전류가 커패시터의 임피던스와 정류된 전압에 의해 제한되는 제안된 솔루션에서는 발생하지 않습니다. 부하에 따라 다릅니다. 이는 저전압 측의 커패시터 및 저항 값을 중요하게 만듭니다. 약간 다른 값도 작동할 수 있지만(전자공학은 구성 요소 값 측면에서 거의 정확한 과학이 아닙니다), 마진이 많지 않습니다. 그러나 변압기를 사용하는 경우 저항과 커패시터의 1차수 변동은 큰 문제가 되지 않습니다.

110Vac 60Hz 파워넷에 대한 참고 사항

표시된 회로는 230Vac 50Hz용입니다. 110Vac 60Hz에 해당하는 값을 얻으려면 100nF 대신 150nF 또는 220nF 커패시터를 사용하면 됩니다. 실제로 150nF 커패시터는 두 시스템 모두에 적합하지만 제안된 100nF는 응답이 더 빠릅니다.

실용적 사용

나는 표준 5V 어댑터로 전원을 공급하지만 보조 배터리와 병렬로 연결된 Raspberry Pi에 직접 연결된 홈 자동화 시스템에서 이 회로를 사용합니다. 정전이 일어날 때마다 파워뱅크는 계속해서 라즈베리에 전력을 공급하지만 정전이 감지되면 내 홈 오토메이션 시스템인 Domoticz 덕분에 알림이 전송됩니다. 분명히 알림을 보내려면 내가 하는 것처럼 라우터에 UPS가 있거나(15€ 중고) 모바일 네트워크에 연결되어 있어야 합니다. 이렇게 하면 정전이 발생한 시간과 기간을 정확히 알 수 있으며 전원이 다시 켜졌을 때 필연적으로 켜지는 Hue 조명을 끄는 것과 같은 일부 자동 작업을 수행할 수 있습니다.

경고

나는 당신이 멍청하지 않다고 생각하지만 어쨌든 당신이 부상과 심지어 사망을 유발할 수 있는 고전압을 다루고 있음을 경고합니다. 이 프로젝트를 실행하는 경우 주의하십시오. 회로를 완성한 후에는 어떻게든 밀봉하여(뜨거운 접착제가 아닐까? 나는 그것을 좋아한다), 회로에 있을 수 있는 다른 것으로 주위가 산만해질 때 실수로 충전부를 만지는 일이 없도록 하는 것이 좋습니다. 같은 상자입니다.

추신:안전

댓글에서 일부 친구가 강조한 것처럼 고려해야 할 안전 조치를 더 강조하기 위해 이 섹션을 추가하도록 기사를 편집했습니다.

첫째, 우리는 고전압을 다루기 때문에(고전압은 아래의 한 설명에 언급된 기술 분야의 정의뿐만 아니라 상대적인 개념일 수 있음) 전기에 익숙하지 않은 경우 이 문제를 다루지 않는 것이 좋습니다. .

둘째, 원래 말했듯이 반복하는 것이 좋습니다. 회로를 봉인하여 충전부뿐만 아니라 주변의 다른 전선 등을 만지는 것을 방지해야 합니다. 그건 그렇고, 뜨거운 접착제를 태우려고했는데 충분히 안전한 것 같습니다.

셋째, 위에서 설명한 회로에는 안전 조치가 포함되어 있지 않습니다. 가능한 고장 및 서지로부터 회로를 보호하기 위한 권장 사항은 다음과 같습니다.

MOV(V1)는 C1에 영향을 줄 수 있는 서지로부터 회로를 보호하고 퓨즈는 회로 단락의 경우 위험을 방지합니다. 정격은 230 Vac에 대한 것임을 명심하고 다른 전압에 적절한 값을 사용하십시오.

그래도 나는 이 회로가 폭탄이 아니라는 점에 주목하고 싶습니다! C1이 정상이면 전류가 7mA로 제한되기 때문에 나머지 구성 요소에 무슨 일이 일어나든 별로 중요하지 않습니다. 그렇기 때문에 BR1, C2, R1에 대한 등급을 지정하지 않습니다. 최악의 경우 R1-U1 분기가 열리면 C2의 전압이 325V까지 천천히 증가하는 경향이 있으며 결국 정격이 해당 값 미만이면 분명히 눈에 띄지 않는 방식으로 실패합니다. 제 생각에는 저전압 정격 커패시터를 사용하여 가장 빨리 고장나게 하는 것이 더 낫습니다 -> 더 적은 에너지(전류가 제한되어 있으므로 C2의 단락이 정상임을 기억하십시오). 400V 전해 커패시터를 사용하는 것은 매우 방대하고 설명된 경우에 위험한 전압과 에너지로 부하를 유지합니다. C2와 병렬로 연결된 제너는 훨씬 더 나을 것입니다. 이렇게 하면 커패시터가 살아남을 수 있습니다. 다른 중요한 사실은 C1과 같은 필름 커패시터의 일반적인 고장이 개방 회로라는 것입니다. 사실, 전압 스파이크에 대해 정전 용량 손실에 반응하지만 "자가 치유" 특성으로 인해 여전히 작동합니다.

출처:정전 센서