Galvaanisesti erotettu pienjännite DC-DC muuntimet

[PekkaNF]

Liittyen vielä galvaaniseen erotukseen, muttei pieneen jännitteeseen:
* Miten ilmaistaan verkkojännite arduinolle?

EI tarvita mitään muuta "hienoutta" kun galvaanisesti erotettu (opto) ja DI
Googlaamalla löytää paljon erilaisia ratkaisuja
http://i.stack.imgur.com/QLBim.jpg
http://www.eng.uah.edu/~jdw/avr/AC-detect.png
http://arduinodiy.files.wordpress.com/2012/10/0-crossing1.jpg
http://i.stack.imgur.com/sw3mO.png

Mikään osista ei tule lähellekkään ihmistä, eikä kosketeltavaksi.

Silti ryömintävälilä olisi kiva kasvattaa optolla. Joissakin kaupallisissa vehkeissä olen nähnyt sahatun "railon" piirilevyssä. Mutta miten olis 230VAC vasten kaksi palamatonta vastusta? Mihin noi eri variantit vastaa? Paitsi tossa oli seassa pari nollan ylitystä ja viimeisin verkkojännitteen taajuuden loggaukseen.

Riittävästi vaan vastusta, etäisyyttä ja lakattu piirilevy? Vai onko tossa muutakin magiikkaa?

Kiitos,
Pekka

[Hannu]

Koska on vaihtojännitteestä kyse niin eikö pieni muuntaja olisi kova sana ,koska jännitekkin on vakio.
Mitä sitten haluatkin mitata tuosta jännitteestä jos pelkän nollakohdan haluat niin siihen sitten opto.

Ps. Tuo tasajännitteen mittaus optolla oli kokeilussa eilen ,henki oli kyllä tallella mutta toiminta pisteet jotenkin poskellaan, op mulla oli vanha 741 ehkä siinä
oli se ongelma.
Pitää hommata tuo app notessa oleva LT1097.Näytti saatavuus olevan hyvä. (Elfa)kallis kylläkin.

[PekkaNF]

Ei kun kun vaan verkkojänöjen olemassaolon. Siis tyyliin: nyt on kakkua jaossa lataukseen. Optionaalinen tosin, vois vaan vetää releen päälle ja katsoo nouseeko akun napäjännite, mutta sais hieman enemmän redundattista tietoa.

Rele tai muuntaja olisi tiesysti mahdollinen, mutta opto olisi pienempi ja jotenkin looginen on/off tilatiedon hallintaan.

Opto on pieni ja 230 VAC on jonkinlainen jännite, joten ajatelin kasvattaa hieman vielä ryömintävälejä laittamalla kumpaankin diodin jalkaan lankavastukset joilla saadaan hieman lisää etäisyyttä. Signaalia kuljetetaan pari metriä, joten toisella puolella pitäisi olla kuitenkin hieman virtaa.

PekkaNF

[Kremmen]

Tokan linkin piiri on varmaan helpoin. Siinä on myös osattu käyttää pientä konkkaa rajoittamaan virtaa, eikä mitään 3W vastuksia hehkumassa turhaa hukkalämpöä. Kondensaattorin reaktanssihan rajoittaa läpikulkevaa virtaa ihan samoin kuin vastuksen resistanssi. Vaan se kun aiheuttaa virran ja jännitteen välille 90 asteen vaihesiirron niin häviötehoa syntyy merkittävästi vähemmän. Konkan reaktanssi siis on yksinkertaisesti 1/jwC = 1/(2*pi()*50*C) ohmia. Linkin konkka 0.33 uF tuottaa 9,64 kohmin reaktanssin ja yhdesä 2,2k vastuksen kanssa noin 19,4 mA virran opton ledille, mikä on oikein hyvä arvo.
Jos tämä menee johonkin "oikeaan" käyttöön niin mieti pienen sulakkeen laittamista halvaksi henkivakuutukseksi tuohon eteen. Verkosta kun löytyy potkua jos huono tuuri ja oikari käy.

[PekkaNF]

uuups..kerkesin tässä välissä vähän labraamaan, kts. liitekuvat. :o

Hävettää laittaa tollaisia crap-o-cad kuvia tänne. Ehkä mun pitäis downloadata visvapc:lle joku säällinen kaavionpiirto-ohjelma.

Tarkistin kaikki kahteen kertaan ja kaikki sähköt sai päälle yhdestä kytkimestä. Mistään ei päässyt savuja, mutta en tulkitsis tuota vielä suositeltavaksi tai edes kaikinkuplin toimivaksi.

Mun ajatuksen kulku toimi näin:
* Tykkäsin tosta konkkaesiasteesta myöskin, mutta ainoa miljoonalaatikosta löytynyt lähellekkään tota vaadittava konkka oli 0,22uF/400V pakkakonkka, noin 25*15*7 mm.
* ajattelin testata pienemmällä virralla ja puoliaaltotasasuuntausta (tosin koekytkennässä vielä tarpeeton diodi ekan opton nastojen 1/2 yli, vaikkei tossa synnytkkään estosuuntaan jännitettä...tai ainakin toivon.
* Laitoin pikkuisen diodin 1N4007 tohon sekä tasasuuntaajaksi, että sulakkeeksi.

Taidan kuitenkin tilata osat tohon konkkaesiasteeseen.

Eikä tässä kaikki....halusin rajoittaa 230VAC "relepurkkiin" ja erillinen liitin suojajännitteelle, joten opto tulee siis relekortille ja toinen parin metrin päähän arduinnon shieldille. Periaatteessahan tuo on jo riittävän erotettu yhdellä optolla ja parin metrin suojattu piuha konttorista konehuoneeseen ei luulis olevan ongelma, mutta siinä on vieressä startti ja kaikki koneen virtaa liikuttavat piuhat ja kaikki osat heiluu/hankaa/värisee.

Mä jaoin liittimen molemmin puolin vastukset R2/R5 ja R3/R4 ainoana tarkoituksena estää puolijohteiden kelluminen ilmassa jos piuha katkee tai liitin irrotetaan. Oikea huoli vai neuroosia? Oikea ratkaisu vai menikö metsään?

Komponenttiarvot eivät ole aivan stetsonista, vaan yritin jopa laskea niitä. Näyttää "toimivan" pöydällä, mutta muuten testaamatta. Tuo RC piiri ja arduinon opton suojaus ei ole ihan vielä hanskassa. Oskiloskooppi olis hauska, mutta osaisinkohan mä enää edes käyttää sitä. Hetkinen, mulla on kaapissa Philips PM3110 10MHz aitoa antiikkia, mutta siinä oli joku ongelma (käyttäjä, kalibrointi tai vika).

En vielä laittanut sitä Arduinoon kiinni, koska en testannut sitä vielä riittävästi, siksi toisen opton lähdössä on ledi.  Mun pitää tutkia vielä sen toisen ketjun viesti pari viikkoa sitten optotuloista ja löytää niitä diodihässäköitä.

Virtojen mittaus on muuten paljon mukavampaa tasavirralla, kun pulssitetulla tasavirralla, mutta mäpä laskin maksimiarvojen mukaan.....mutta olisihan se kiva todentaa. Nyt noissa kulkee keskimäärin varmaan muutama mA.

Siltikin eniten mietityttää noi etupään komponentit. Jos siihen tulee konkka, niin riittääkö edes 400V malli? Palamattoman vastuksen osaan arpoo ja joitakin 0,5W palamattomia löytyis miljoonalaatikosta, mutta konkkien suhteen minusta on tullut epäluuloinen.

Meinas loppua virtalähteet ja mittarit kesken....piti teurastaa jokunen ylijäämä pikkuhakkuri. Pitäisköhän rakentaa joku pikkuinen oikosulun kestävä 5V ja 12V virtalähde sekä pultata johonkin kiini pari pikkuista halpaa paneelimittaria.

PekkaNF

[Kremmen]

Pari juttua mitkä kannattaa huomioida tämmöisisä kytkennöissä.
-Opton lediä eikä mitään muutakaan lediä pidä käyttää tasasuntaajana, eikä muutenkaan altistaa estosuuntaiselle jännitteelle. Ledit ei ole suunniteltu sellaiseen, vaikka diodeja ovatkin. Mutta ei tasuridiodeja. Sen takia on ihan OK tapa sumeilematta laittaa vaikka 1N4007 tai vastaava opton ledin kanssa vastarinnan AC-kytkennöissä. Jopa silloin kun piirissä muualla on tasasuuntaajadiodi, koska kahesta sarjassa olevasta PN-liitoksesta on hyvin vaikea ennakoida kumpi esijännittyy ensin ja enemmän estosuuntaan. Ledi voi siis kyrvähtää ennenkuin varsinainen tasuridiodi on ottanut jänniterasituksen kantaakseen.

- Konkka on ihan turvallinen verkkojännitekytkennöissä, kunhan se on oikeanlainen konkka. Sen taas tunnistaa kylkeen leimatusta lupauksesta kestää verkkojänniterasitus ja selvitä piikkiläpilyönneistä. Lupaus on koodattu merkintään X ja/tai Y joka kirjain pitää löytyä konkan kyljen teksteistä. Yleensä esiintyy muodossa X1, X2 tai Y1, Y2 tai jokin X:n ja Y:n yhdistelmä. Koodi X tarkoittaa, että konkka on rakenteeltaan tarkoitettu kytkettäväksi suoraan vaiheen ja nollan väliin (jolloin sen AC-jännitelujuus on vähintään 250 VAC). Koodi Y tarkoittaa, että konkka on rakenteeltaan henkilöturvavaatimukset täyttävä niin, että se voidaan kytkeä vaiheen ja suojamaan väliin missä sen vikaantuminen voisi aiheuttaa välittömän sähköturvallisuusvaaran.
Linkkasin pari kuvaa miljoonalaatikosta kaivettuihin X- ja Y-konkkiin. Y:t on niitä sinisiä nappeja ja niiden kapasitanssit on järjestään aika pieniä kun direktiivit rajoittaa vuotovirtaa vaiheesta suojamaahan.
https://www.dropbox.com/s/pr4zwajl6180ega/20140223_181431.jpg
https://www.dropbox.com/s/241f924v62svbtv/20140223_181441.jpg

[PekkaNF]

Pari juttua mitkä kannattaa huomioida tämmöisisä kytkennöissä.
-Opton lediä eikä mitään muutakaan lediä pidä käyttää tasasuntaajana, eikä muutenkaan altistaa estosuuntaiselle jännitteelle. Ledit ei ole suunniteltu sellaiseen, vaikka diodeja ovatkin. Mutta ei tasuridiodeja. Sen takia on ihan OK tapa sumeilematta laittaa vaikka 1N4007 tai vastaava opton ledin kanssa vastarinnan AC-kytkennöissä. Jopa silloin kun piirissä muualla on tasasuuntaajadiodi, koska kahesta sarjassa olevasta PN-liitoksesta on hyvin vaikea ennakoida kumpi esijännittyy ensin ja enemmän estosuuntaan. Ledi voi siis kyrvähtää ennenkuin varsinainen tasuridiodi on ottanut jänniterasituksen kantaakseen.

Kiitos paljon mä kattelin noita optoerottimia ja huomasin kyllä, että estosuuntaan noilla on pieni jännitekesto (muistaakseni luokkaa 3-6v tms.). En piirtänyt sitä tohon kaavioon, mutta laitoin leipälevylle. Nyt ymmärrän, miksi se on sisäinen joissakin optoissa.

- Konkka on ihan turvallinen verkkojännitekytkennöissä, kunhan se on oikeanlainen konkka. Sen taas tunnistaa kylkeen leimatusta lupauksesta kestää verkkojänniterasitus ja selvitä piikkiläpilyönneistä. Lupaus on koodattu merkintään X ja/tai Y joka kirjain pitää löytyä konkan kyljen teksteistä. Yleensä esiintyy muodossa X1, X2 tai Y1, Y2 tai jokin X:n ja Y:n yhdistelmä. Koodi X tarkoittaa, että konkka on rakenteeltaan tarkoitettu kytkettäväksi suoraan vaiheen ja nollan väliin (jolloin sen AC-jännitelujuus on vähintään 250 VAC). Koodi Y tarkoittaa, että konkka on rakenteeltaan henkilöturvavaatimukset täyttävä niin, että se voidaan kytkeä vaiheen ja suojamaan väliin missä sen vikaantuminen voisi aiheuttaa välittömän sähköturvallisuusvaaran.
Linkkasin pari kuvaa miljoonalaatikosta kaivettuihin X- ja Y-konkkiin. Y:t on niitä sinisiä nappeja ja niiden kapasitanssit on järjestään aika pieniä kun direktiivit rajoittaa vuotovirtaa vaiheesta suojamaahan.
https://www.dropbox.com/s/pr4zwajl6180ega/20140223_181431.jpg
https://www.dropbox.com/s/241f924v62svbtv/20140223_181441.jpg

Kiitos paljon. Tätä ei tullut ikinä koulussa tunnilla vastaan. Ja jep. tollaista mulla ei ole yhdessäkään miljoonalaatiokon konkista. Enkä löytänyt Parcon listoilta muita kun "Pulssinkestäviä" joten pitäne valmistautua tilaamaan seuraava satsi komponentteja jostain muualta.

[Kremmen]

Harmi että Partcon listoilta löytyy Wimaltakin vain MKP-sarjaa, mutta ei ollenkaan MKP-X2 joka olisi se mitä tähän halutaan.
Jos ihan kokeiluihin tarvitset niin pistä osoite YV:llä niin mä heitän miljoonalaatikosta kuoreen pari 0.22 uF konkkaa jotka varmaan toimii aivan hyvin tuossa.

[PekkaNF]

Hylätty yksinkertainen vastukseen tehon hukkausmenetelmä, tai sitten pitää löytää opto jonka virransiirtosuhde on korkea ja voidaan mitoittaa huomattavan pienelle virralle tms.?

Harmi että Partcon listoilta löytyy Wimaltakin vain MKP-sarjaa, mutta ei ollenkaan MKP-X2 joka olisi se mitä tähän halutaan.
Jos ihan kokeiluihin tarvitset niin pistä osoite YV:llä niin mä heitän miljoonalaatikosta kuoreen pari 0.22 uF konkkaa jotka varmaan toimii aivan hyvin tuossa.

Kiitos tarjouksesta, ylen ystävällistä. Tarjous on houkutteleva ja se olisi kiva labrata, mutta taidan miettiä vielä vaihtoehtoja hetken. Kysäsin töissä tosta ja kaveri sanoi, että nuo turvallisemmat konkat degreidaavat nopeemmin, joten vois olla hyvä idea laittaa sulake ja VDR tai transienttisuoja tms.

1) Pikkuinen piirikorttimuuntaja, kuten ehdotettu aiemmin. Nää ei ole edes hirveen kokoisa:
http://www.partco.biz/verkkokauppa/index.php?cPath=2062_1106_1323

2) Rele, mutta 230VAC kela on harvinainen heikkovirtakärkien kanssa.

3) Tietty voisin mitata akun napajännitettä (joka pitää tehdä jokatapauksessa) ja päätellä siitä, että akkulaturi on päällä...ongelmana vaan virhepäätelmä jos laturin sulake tai laturi failannut.

Sitten toinen juttu: SSR vaikuttaa kohtalaisen näppärältä 300W *resistiivisen* kuorman ohjaamiseen enimmäkseen kylmässä:
http://www.partco.biz/verkkokauppa/product_info.php?cPath=2065_1052_1736&products_id=7543
http://www.sharpsma.com/webfm_send/321
Toi vaatii hieman komponentteja ympärille, siinä puhutaan snubberista, varmaan vakio RC-piiri?

Jos haluaa laittaa jotain ylikuumenemissuojaa samaan koteloon lakatulle piirilevylle, niin mikä taktinen valinta on:

1) Palautumaton lämpösulake:
http://www.partco.biz/verkkokauppa/index.php?cPath=1629_1320

vs.

2 "nappitermostaatti"
http://www.partco.biz/verkkokauppa/product_info.php?products_id=4116

Tuolla oli langallisia sulakkeita, mutta ne on kai poistumassa muodista:
http://www.partco.biz/verkkokauppa/index.php?cPath=1629_1914
Ajattelin että tollainen voisi olla luotettaampi vaihtoehto jos joutuu laittamaan hankalaan paikkaan ja suihkuttamaan koko paketin täyteen piirilevylakkaa.....

nimim. labraus pahasti kesken.

PekkaNF

*Korjattu 2.3.2014----
Oli:SSR vaikuttaa kohtalaisen näppärältä 300W induktiivisen kuorman ohjaamiseen...miten menikin freudilaisesti lipsahtaen....mietin tossa juuri, että toine (induktiivinen kuorma) pitää ohjata releellä, mutta toinen pienempi kuorma on noin 300 W vastus. Vaikka luin, niin niin vaan pääsi ajatusvirhe läpi.

[Kremmen]

Joo teet tietenkin kuten itse haluat, sinun projektisihan se on. Tosin tuota kaverisi kommenttia en oikein ymmärrä; että mitä se tarkoittaa tuolla degradoitumisella. Kun X- ja Y-konkat on nimenomaan tehty kestämään siellä mihin ne asennetaan... Toki sulake on iloinen ajatus ja taisin mainita siitä itsekin, mutta en ollenkaan sen takia että tuota konkkaa siinä epäilisin. Ajattelepa nyt, että niitä on yksi tai pari vaiheen ja nollan välillä joka jumalan elektroniikkavehkeessä mitä maa päällään kantaa. Jos niistä tuhannesosaprosenttikin hajoilisi laitteen käyttöiän aikana niin olisi siinä maailman palovakuutusyhtiöillä ihmettelemistä.

Pikku muuntaja ei toisaalta ole yhtään huono ajatus jos tilaa sille löytyy. Siinä ainakin galvaaninen erotus on varma nakki.

Triacit ja vastaavat on siten pikkasen vekkuleita juuri induktiivisten (tai kapasitiivisten) kuormien ohjaamisessa. Triac ja tyristorihan alkavat johtaa hilapulssista ja kääntyvät taas johtamattomiksi kun anodi-katodijännite ja -virta menevät nollaan. Paitsi että reaktiivisilla kuormilla syntyy vaihesiirtoa jolloin virtaa tuppaa kulkemaan jännitteen nollakohdan yli ja kun virta menee nollaan on jännite jo (vielä) nollasta poikkeava. Tämän seurauksena liipaisu saattaa mennä epäsymmetriseksi ja kontrolloituun lähtöjännitteeseen voi ilmestyä huomattavia tasajännitekomponentteja. Muuntaja esim ei tykkää semmoisesta yhtään vaan voi kostaa kärähtämällä. Tuossa on esimerkiksi ST:n app note jossa puidaan tätä kysymystä: http://educypedia.karadimov.info/library/CD00003856.pdf

[PekkaNF]

Kiitos.

Valintoja on mukava miettiä ennekun mitään on valettu epoksiin.

SSR:llä oli tarkoitus ohjata ihan resistiivistä kuormaa, induktanssia/kapasitanssia on vain metrin johdon verran. Induktiivisiin kuormiin liittyy aina kummallisuuksia joihin mulla ei ole riittävää koulutusta ja jonkinverran kokemuksia.

PekkaNF