Внутренняя структура симистора изображена на картинке ниже.

Тиристор работает следующим образом: когда к тиристору приложено напряжение в прямом смещении (плюс к аноду, а минус к катоду) ток через него проходить не будет, пока вы не подадите управляющий импульс на управляющий электрод.

Я написал импульс не просто так. В отличие от транзистора тиристор является ПОЛУУПРАВЛЯЕМЫМ полупроводниковым ключом. Это значит, что при снятии управляющего сигнала ток через тиристор продолжит протекать, т.е. он останется открытым. Чтобы он закрылся нужно прервать ток в цепи или сменить полярность приложенного напряжения.

Это значит, что при удержании положительного импульса на управляющем электроде нужно тиристор в цепи переменного тока будет пропускать только положительную полуволну. Симистор может пропускать ток в обоих направлениях, но т.к. он состоит из двух тиристоров подключенных навстречу друг другу.

Управляющие импульсы по полярности для каждого из внутренних тиристоров должны соответствовать полярности соответствующей полуволны, только при выполнении такого условия через симистор будет протекать переменный ток. На практике такая схема реализована в распространенном симисторном регуляторе мощности.

Как я уже сказал микроконтроллер выдает сигнал только одной полярности, для того чтобы согласовать сигналу нужно использовать драйвер построенный на оптосимисторе.

Таким образом, сигнал включает внутренний светодиод оптопары, она открывает симистор, который и подает управляющий сигнал на силовой симистор T1. В качестве оптодрайвера может быть использован MOC3063 и подобные, например, на фото ниже изображен MOC3041.

Zero crossing circuit – цепь детектора перехода фазы через ноль. Нужна для реализации разного рода симисторных регуляторов на микроконтроллере.

Если схема и без оптодрайвера, где согласование организовано через диодный мост, но в ней, в отличие от предыдущего варианта нет гальванической развязки. Это значит, что при первом же скачке напряжения мост может пробить и высокое напряжение окажется на выводе микроконтроллера, а это плохо.

При включении/выключении мощной нагрузки, особенно индуктивного характера, типа двигателей и электромагнитов возникают всплески напряжения, поэтому параллельно всем полупроводниковым приборам нужно устанавливать снабберную RC цепь.

Научитесь разрабатывать устройства на базе микроконтроллеров и станьте инженером умных устройств с нуля: Инженер умных устройств

Реле и А рдуино

Для управления реле с А рдуино нужно использовать дополнительный транзистор для усиления тока.

Обратите внимание, использован биполярный транзистор обратной проводимости (NPN-структура), это может быть отечественный КТ315 (всеми любимый и всем известный). Диод нужен для гашения всплесков ЭДС самоиндукции в индуктивности, это нужно чтобы транзистор не вышел из строя от высокого приложенного напряжения. Почему это возникает, объяснит закон коммутации: «Ток в индуктивности не может измениться мгновенно».

А при закрытии транзистора (снятии управляющего импульса) энергии магнитного поля накопленной в катушке реле необходимо куда-то деваться, поэтому и устанавливают обратный диод. Еще раз отмечу, что диод подключен в ОБРАТНОМ направлении, т.е. катодом к плюсу, анодом к минусу.

Такую схему можно собрать своими руками, что значительно дешевле, плюс вы можете использовать реле, рассчитанное на любое постоянное напряжение.

Или купить готовый модуль или целый шилд с реле для Ардуино :

На фото изображен самодельный шилд, кстати, в нем использованы для усиления тока КТ315Г, а ниже вы видите такой же шилд заводского исполнения:

Схема подключения нагрузки на напряжении 220 В к Ардуино через реле:

Заключение

Главная задача – обеспечить нужные напряжение и ток для управления симистором или реле и гальваническая развязка цепей управления и силовой цепи переменного тока.

Кроме безопасности для микроконтроллера, таким образом, вы подстраховываете себя, чтобы при обслуживании не получить электротравму. При работе с высоким напряжением нужно соблюдать все правила техники безопасности, соблюдать ПУЭ и ПТЭЭП.

Эти схемы можно использовать и для управления мощными пускателями и контакторами. Симисторы и реле в таком случае выступают в роли промежуточного усилителя и согласователя сигналов. На мощных коммутационных приборах большие токи управления катушкой и зависят непосредственно от мощности контактора или пускателя.

Источник

Arduino и Rasperry

Arduino и Rasperry

Мониторим состояние сети или Вольтметр-самописец

Сетевое напряжение, один из важнейших показателей качества поставляемой электроэнергии.

Вопрос особо актуален в пригородных поселках и сельской местности. В этом году я тоже столкнулся с данной проблемой, напряжение плавало в течении суток от 120 до 205 вольт, и как на зло при составлении акта с эксплуатирующей сети организацией приборы зафиксировали 200В. что вписывается в пределы ГОСТ 220+-10%.

Как говорится не мытьем так катаньем- ARDUINO нам в помощь, и пусть показания прибора не занесенного в реестр и не поверенного в метрологических службах пришить куда-то сложно, но сделать определенные выводы вполне реально.

Arduino имеет аналоговые входы с АЦП разрешением 8 бит (1024), но подавать на них можно лишь 5 вольт.

Задачи ясны приступаем к творчеству.

//————————————————————————
void setup()
<
Serial.begin(9600);
>
//————————————————————————
void loop()
<
int analogPin = 0;
Serial.println(analogRead(analogPin));
delay(1000);
>

Мониторим состояние сети или Вольтметр-самописец : 44 комментария

Привет!
Прикольная хрень! У меня тоже есть проблемы с сетями (правда трехфазными) Может ли служить датчиком напряжения обычный транс 220-12, если туда просто добавить мост из 4 диодов? Ответь если можно на почту, потом не найду твой сайт….

Думаю, делитель беспорно), но можно защитить входную цепь ардуинки если поставить по входу стабилитрон на 5 вольт с резистором… если превысит значение, то стаб сбросит на себя остаток, а если не превысит, то что стаб есть, что его нет — без разницы.

Интересный прибор))) К сожалению только сейчас нашёл, всё покупное предлагалось(((… А ведь по долгу службы он требовался и не один раз)))

Подскажите а как записывать значения тока а не напряжения?

Подключить датчик тока и писать его показания так-же как и напряжение. Все зависит от конкретной задачи

С первой частью полностью согласен, у меня они тоже стоят, просто я хотел бы отметить что дополнительных стабилизаторов не нужно.
А вот отказываться от трансформаторной развязки с высокой стороной я бы не стал, довольно опасно, тем более фактически данные у меня уходят в сеть( в отличии от статьи которая является только отладочным примером), тут и роутер не долго поджарить

Если поставить конденсатор для сглаживания, то кратковременные броски напряжения не будут восприниматься и фиксироваться прибором. А, они наиболее опасны для аппаратуры, которая после таких бросков может выходить из строя. И доказывать в суде виновность энергетиков будет затруднительно.

А есть ли у ардуины ограничения по току? Мне просто нужно знать — есть ток, нет его в сети дома. Могу ли я подключить старый блок питания от некий и мониторить это?

Вполне возможно, только при пропадании напряжения ардуино тоже нужно чем-то питать?
И второе вы вернее всего сможете мониторить только наличие напряжения т.к. в блоке питания стоит стабилизатор и он будет всегда выравнивать напряжение, как расчитать делителья я написал

Мне это и нужно. а подключать как на первой картинке с делителем напряжения?или как? я просто новичек еще совсем…

Да лучше сделать делитель, чтобы подавалось 3-4 Вольта не более, во всяком случае напряжение будет не на пределе

а ардуино независимо хочу запитать или от кроны или от нетбука)))

ардуино прожорливая игрушка, крона очень быстро сядет, тут надо либо батарейку помощнее либо применять алгоритмы сна, и еще 1 вариант питать ардуино от БП и писать время отключения и включения

Про писать,я так понял,что на SD карту, хорошая идея))) а можно поподробнее про алгоритмы сна? А крона спокойно подключается, ардуино ничего не грозит?

Модуль часов реального времен 1307RTC говорят лучше не брать — врёт на 4 минуты в сутки.
Модуль DS3231 лучше?

Ну 4 минуты в сутки конечно перебор, в сутки может набегать до нескольких секунд, для данного проекта точность в секундах не очень актуальна.
DS3231 действительно более точный прибор

Отличная статья доступно и понятно. Возник вопрос (так как абсолютно не силен в во всем этом) как правильно подобрать конденсатор для сглаживания? Нашел запчасти среди них диодный мост W005M, можно его использовать, подойдет?

Здравствуйте! Не подскажите как подконнектить блок питания, например к порту А0, чисто чтоб узнать идёт ли от него питание? При этом, чтоб саму адруинку питать от другого блока питания.

Вариантов 2 либо как в статье мерятт напряжение, либо поставить оптопару и отлавливать наличие сигнала неё.

Сегодня привезли мегу это мой первый ардуино, спасибо за статью, разобрался за 1 минуту
вот что получилось:
————————————————
// библиотека для работы с дисплеем
#include
// объявляем пин датчика
int analogPin =0;
// создаём объект класса UTFT
// и передаём идентификатор модели дисплея и номера управляющих пинов
UTFT myGLCD(CTE32HR, 38, 39, 40, 41);
// объявления встроенного шрифта
extern uint8_t BigFont[];
void setup()
<
// инициализируем дисплей с вертикальной ориентацией
myGLCD.InitLCD();
// очищаем экран
myGLCD.clrScr();
// выбираем большой шрифт
>

void loop()
<
// шрифт
myGLCD.setFont(BigFont);
// цвет шрифта
myGLCD.setColor(0, 200, 0);

// выводим на экран
myGLCD.print(«Voltage», 18, 16);
int sensor = analogRead(analogPin)/2.6;
myGLCD.print(«v», 194, 16);
myGLCD.printNumI(sensor, 144, 16);

Спасибо за комментарий, данный скрипт обязательно кому-нибудь пригодится

Здравствуйте!
Не могу найти библиотеку Time.h
Дайте пожалуйста ссылку

Здравствуйте!
Собрал это устройство. Почему во время работы скетча калибровки датчика в мониторе com порта нестабильные показания ( от 200 до 1027). Также нестабильные показания при мониторинге сети, хотя сеть стабильная. Прошу помочь.

Проверьте напряжение на выходе делителя, 1024 это много, можно входы спалить, при необходимости пересчитайте сопротивления.
Где-то выше уже писали что на выходе блока питания необходим электролит, он сгладит излишние пульсации

Спасибо за ответ. Промазал я с электролитом. После установки 1000 мкф все стало отлично, надо только делитель переделать.

Ни в коем случае так делать нельзя! Только гальваническая развязка, убъёт/пробьёт к едрене фене всё и людей поубивают ваши советы.

Как так? Питание и так снимается после трансформатора блока питания, а конденсатор только дополнительно сглаживает напряжение после выпрямления. Никто не разу не предлагал снимать напряжение с бестрансформаторного БП. Прочтите внимательно п.1

Здравствуйте, если делать пишущее устройство на 3 фазы, соединять ещё 2 фазы можно к A0 и GND параллельно? И хотелось бы узнать, что нужно дописать в код? Спасибо

Ну для начала статья была опубликована еще в далеком 2014г. и цель была не иметь точные измерения, а вычислить суточные колебания напряжения. Именно по этому передавать данные в сеть не имеет смысла они хранились на флешке.

Понятно, спасибо. Назрела необходимость отмониторить напряжение в сети (тестер показывает от 180 до 207). Что бы Вы порекомендовали изменить/усовершенствовать в приведенном выше устройстве на настоящий момент?

Прекрасная статья, усвоил только две строчки про трансформаторный БП и АЦП, после чего за полчаса скидал приблуду из трансформатора, моста и подстроечника для звуковухи и поставил на запись сигнал аудиоредактором.

Спасибо за статью! У меня есть микроамперметр, подскажите каким образом можно измерить ток в микроамперметрах или сделать преобразователь? Подскажите пожалуйста если есть какие то идеи

Сейчас существует много датчиков тока с них и можно снимать необходимые Вам параметры, либо смотреть что у Вас иза микроамперметр и пытаться скрестить их с ардуинкой.

НЕ ПРОЩЕ ПОДКЛЮЧИТЬСЯ К СЧЕТЧИКУ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ПИСАТЬ ПОКАЗАНИЯ С НЕГО? ЭЛЕГАНТНО И БЕЗОПАСНО

Присоединяюсь к просьбе Владимира. Готов купить к-т железа уже прошитого.

Хотел бы то-же узнать возможность покупки комплекта с по.

Спасибо за внимание к разработке, очень надеюсь что в ближайшее время предложу более продвинутый вариант и возможно в виде железа и выложу новый софт.

Во первых проект слишком древний, юридической силы конечно никакой, я в своё время отмониторил и конкретно написал что не нужно ко мне с замерами днём ходить, а вот в такие дни недели ичасы. Кстати успеха добился, приходили 3 раза при пиковых нагрузках и всё-таки устранили неисправности. А до этого только приходили и констатировали что все в норме.

Источник

Arduino.ru

Наличие-отсутствие 220В и подача сигнала Ардуине.

Прошу помощи в реализации сабжа.

Много дней искал ответ (в т.ч. на arduino-ру) на мой вопрос, но не нашел. Тем масса похожих, но нигде нет того, что нужно.

Задача такая: ардуина должна мониторить наличие 130-265 Вольт (примерно). То есть именно не идеальные 220, а указанный диапазон.

Есть ли способ сделать что-то более дешевое\простое\надежное? Как избавиться от то же огромного конденсатора?

Подберите значения R21, R22 и C8, чтобы при напряжениях менее 130 В на выходе не было импульсов

Задача такая: ардуина должна мониторить наличие 130-265 Вольт (примерно). То есть именно не идеальные 220, а указанный диапазон.

Всего-то нужно 1-2 резистора и оптопара. ВСЕ.

ну что тут можно искать-то, блин? Вот такую схему вы не нашли в инете?

и вот ссылка на тему, где обсуждается эта схема и масса других вариантов

D1 не там стоит.
Он должен стоять параллельно светодиоду
защищая его от обратной полярности.
А у вас получается делитель напряжения из двух диодов
с непрогнозируемыми параметрами.

это не у меня, я там ссылку привел, откуда это.

А нужен там диод вообще? в оптопаре свой диод стоит.

Кстати. в той теме несколько человек эту схему собрали и всехх работало.

Забыл сказать, спасибо что напомнили.
Сам обычно как раз светодиод вешаю.

Если D1 держит 400 В, то стоит правильно. Если включить его встречно параллельно диоду оптрона, резистор будет греться вдвое сильнее.

Если D1 держит 400 В, то стоит правильно. Если включить его встречно параллельно диоду оптрона, резистор будет греться вдвое сильнее.

Светодиоды деградируют, это их свойство. За 10 лет их отдача падает на 5%. 20%, это в том случае, когда режим их работы не выходит за границы предельно-допустимых.

При этом для оптронов вообще не оговариватся никакие режимы пробоя светодиодов. На светодиод разрешено подавать небольшое обратное напряжение, это все. Например, на PC817 нельзя подавать более 6 В обратного. Значит, за счет тока утечки 1N400x, светодиод будет работать за пределами предельно-допустимых режимов.

. Например, на PC817 нельзя подавать более 6 В обратного. Значит, за счет тока утечки 1N400x, светодиод будет работать за пределами предельно-допустимых режимов.

Поясните, почему Вы считаете, что из первого предложения следует второе.

Я никогда и не позиционировал себя как профессионального разработчика. А если учесть, что собственно «радио» меня не интересует совершенно, то даже на радиолюбителя я явно не тяну.

Но я физик. И знание физике позволяет мне производить оценки тех режимов, которые не отражены в документации. Просто из физических соображений. И в этом мое отличие от «профессионального разработчика», который впадает в ступор, если речь идет о параметрах формально не описанных в дэйташите.

Мог бы кто-нибудь дополнить мое описание к это вот схеме? А то не все понятно, что какая деталь делаем иммено тут.

Зачем вам так сложно выпрямлять входное
если вам нужно просто его наличие?
Два резистора на входе, светодиод встречно для индикации,
а на выходе простой RC фильтр, он у вас почти готов, только кондерчик добавить.

Если D1 держит 400 В, то стоит правильно. Если включить его встречно параллельно диоду оптрона, резистор будет греться вдвое сильнее.

Мог бы кто-нибудь дополнить мое описание к это вот схеме? А то не все понятно, что какая деталь делаем иммено тут.

Схема дает импульсы 100 Гц в момент перехода сетевого напряжения через 0. Длительность импульса примерно 1 мс.

Резисторы R21, R22 должны быть или выводные, или размером не менее 0805. На них падает сетевое, они должны выдерживать высокое напряжение. Два резистора стоят для увеличения «высоковольтности», а также для гашения наносекундных помех: до того как пройти через проходную емкость оптрона, помеха должна пройти через проходную емкость резистора. Окончательно добивает прошедшую сквозь оптрон помеху резистор R9.

В транзисторной сборке npn транзистор используется в качестве диода. В течении полупериода выпрямленное сетевое через него заряжает C8 до 15В.

Когда сетевое напряжение проходит через ноль, напряжение на D7 падает, а C8 остается заряженным. Ток начинает течь от С8 через база-эмиттерный переход pnp транзистора и резистор R17. Транзистор открывается и разряжает C8 через светодиод оптрона. R13 ограничивает ток разряда.

. Например, на PC817 нельзя подавать более 6 В обратного. Значит, за счет тока утечки 1N400x, светодиод будет работать за пределами предельно-допустимых режимов.

Поясните, почему Вы считаете, что из первого предложения следует второе.

Потому что диод 1N400x под высоким обратным напряжением становится генератором тока. Если через него течет ток, значит, этот ток течет и через светодиод. А он может течь через светодиод только после его обратного пробоя. Напряжение пробоя выше чем предельно допустимое обратное, значит, светодиод находится за пределами предельно-допустимых режимов.

Я никогда и не позиционировал себя как профессионального разработчика. А если учесть, что собственно «радио» меня не интересует совершенно, то даже на радиолюбителя я явно не тяну.

Термин радиолюбитель появился во времена когда вся электроника сводилась в основном к радио. Сейчас он используется для обозначения всех любителей электроники, безотносительно к тому, интересует их радио или нет.

Но я физик. И знание физике позволяет мне производить оценки тех режимов, которые не отражены в документации. Просто из физических соображений. И в этом мое отличие от «профессионального разработчика», который впадает в ступор, если речь идет о параметрах формально не описанных в дэйташите.

А побаловаться с база-эмиттерным переходом КТ315 в качестве стабилитрона, или с база-коллекторным переходом МП15 в схеме старинного телефонного блокиратора, на это особо глубоких знаний физики не требуется.

Кстати. в той теме несколько человек эту схему собрали и всехх работало.

Источник

Определяем наличие сети 220В при помощи оптопары для Arduino

Задача проверки наличия 220в появилась для диспетчеризации работы теплого пола.

Определив моменты открытия/закрытия направлений отопления водяным теплым полом, можно уже вести статистику и передавать значения на сервер.

Выбор платы для контроля 220В.

Существуют в продаже специальные платы.

На вход подается исследуемая на наличие 220В линия, а на выходе будет 0 или +5В.

Выход можно подключить к аналоговым входам платы Arduino и на основе полученных значений уже совершать требуемые действия.

Мне нужно контролировать наличие 220В нескольких направлений, поэтому заказал плату на 8 каналов.

Как работают изолированные оптопары.

Подключим ее к контроллеру Arduino Uno WiFi и посмотрим что будет на аналоговом входе при подаче 220В.

Пока на соответствующем контролируемом направлении сетевое питание отсутствует, на аналоговом входе Arduino мы наблюдаем значение 1023:

После подачи напряжения значение на аналоговом входе фиксируется на уровне 17-20:

Конечно имеет место переходный процесс:

Как использовать плату для контроля 220В при помощи Arduino.

Нам не нужно аналоговое значение, а нужно бинарное значение: ВКЛ/ВЫКЛ.

Получить это значение можно при помощи такого кода:

Переходный процесс линейный, поэтому можно ставить простой программный ключ без отсечки дребезга.

Возможно нужно добавить область неопределенности

Но в моем случае это лишне усложнит код, а работает и так.

Проблемы.

Ну а куда же без них.

Очень долго выявлял проблему, возникшую при практическом решении задачи передачи данных о работе коллектора теплых полов на сервер.

Там я контролировал питание 4-х головок-актуаторов направлений и питание насоса.

В зависимости от ситуации бывали моменты, когда плата зависала.

Исследования показали, что плата не зависала, а прекращался обмен по Serial, если включались направления, висящие на 4 и 5 аналоговых входах Arduino.

Помогла выяснить причину смена полярности подключения VSS,GND платы с оптронами к Arduino UNO.

Раньше подключение было: VSS-5.0V, GND-GND.

Теперь подключил наоборот: GND-VSS, 5.0V-GND.

После этой смены значения аналоговых входов A1-A3 стали таки зависеть от сигнала:

Значения же A4,A5 не менялись и не зависели от сигнала.

Вот листинг вывода значений A1-A5, иллюстрирующий ситуацию:

В последних показаниях все направления включены, но выходы A4,A5 показывают иные значения, чем A1-A3.

В первых строчках направления для A4,A5 и направление A1 выключены, но показания A4,A5 постоянны.

Причем так же вела себя и совсем другая Arduino, что, вероятно, означает что тут я делаю что-то не так, а не Arduino такая.

Решать проблему не стал и обошёлся нормальными входами A0-A3.

В экспериментах я использовал входы A1-A4 для контроля направлений и вход A5 для контроля насоса.

Перенес контроль направлений на входы A0-A3, а от контроля насоса отказался.

Вернул полярность подключения в исходную и при не задействованных A4, A5 все работает нормально.

Источник