Comment puis-je détecter une panne de courant avec un microcontrôleur?

J'ai la configuration d'alimentation suivante: AC MAINS -> UPS -> 24V POWER SUPPLY -> 5V VOLTAGE REGULATOR -> PCB (microcontroller). Quelle est la meilleure solution pour détecter la panne de courant sur le secteur avec le microcontrôleur? Je dois également détecter le passage à zéro pour pouvoir contrôler la vitesse d'un moteur à courant alternatif.

microcontroller power-supply ac zero-crossing

— m.Alin
source

Avez-vous besoin d'une bonne isolation entre le secteur et le microcontrôleur, ou pouvez-vous vous en sortir avec quelque chose de plus simple?

Il doit être isolé, oui. Alimenter le secteur à une broche du microcontrôleur à travers une grande résistance n'est pas une solution pour ce projet ..

— m.Alin

Pourquoi le commentaire de m.Alin est-il voté deux fois? Il donne juste plus d'informations. Ou les électeurs pensent-ils que de 230 V à la broche d'un microcontrôleur n'est jamais fait, et pensent-ils que c'est une bonne blague?

— stevenvh

Demandez au microcontrôleur de surveiller son propre pouvoir, et quand le courant disparaît, envoyez-le --- Oh, d'accord, peu importe.

— Olin Lathrop

@OlinLathrop: c'est le chef de produit proverbial qui demande une LED qui doit continuer à avertir lorsque la batterie est faible.

— cailloux

Réponses:

Puisque vous avez également besoin du passage à zéro, vous obtiendrez la détection de coupure de courant pratiquement gratuitement .
Le mieux est d'utiliser un optocoupleur pour détecter les passages par zéro. Mettez la tension du réseau via des résistances à haute résistance à l'entrée de l'optocoupleur. Le SFH6206 de Vishay dispose de deux LED anti-parallèle, il fonctionne donc sur le cycle complet de la tension secteur.

entrez la description de l'image ici

Si la tension d'entrée est suffisamment élevée, le transistor de sortie est activé et le collecteur est à un niveau bas. Autour du passage à zéro, cependant, la tension d'entrée est trop faible pour activer le transistor de sortie et son collecteur sera tiré haut. Vous obtenez donc une impulsion positive à chaque passage à zéro . La largeur d'impulsion dépend du courant des LED. Peu importe si son cycle de service est supérieur à 10% (1 ms à 50 Hz). Il sera symétrique par rapport au passage par zéro réel, donc le point exact est au milieu de l'impulsion.

Pour détecter les pannes de courant, vous (re) démarrez une minuterie à chaque passage à zéro, avec un délai d'attente à 2,5 demi-cycles. La meilleure pratique consiste à laisser l'impulsion générer une interruption. Tant que l'alimentation est présente, la minuterie redémarre à chaque demi-cycle et ne s'arrête jamais. Cependant, en cas de panne de courant, il expirera un peu plus longtemps qu'un cycle et vous pourrez prendre les mesures appropriées. (La valeur du délai d'attente est supérieure à 2 demi-cycles, de sorte qu'un pic sur 1 passage à zéro provoquant une impulsion manquée ne vous donnera pas de faux avertissement .)
Si vous créez une minuterie logicielle, cela ne vous coûtera rien, mais vous peut également utiliser un multivibrateur monostable redéclenchable (MMV), par exemple avec un LM555 .

Remarque: en fonction de la tension de votre réseau et du type de résistance, vous devrez peut-être placer deux résistances en série pour l'optocoupleur, car la haute tension peut provoquer la panne d'une seule résistance. Pour 230V AC, j'ai utilisé trois résistances 1206 en série pour cela.

Q & A temps! (à partir des commentaires, c'est extra, au cas où vous en voudriez plus )

$\frac{9 998V}{20mA}$ $\Omega$ $P = V \times I = 9 998V \times 20mA = 199.96W$ , beaucoup plus que le 1 / 4W nominal. Donc, pour faire face à la puissance, nous aurons même besoin de 800 résistances. OK, 10kV est extrême, mais l'exemple montre que vous pouvez utiliser n'importe quelle tension pour une LED, donc 230V est également possible. Il s'agit simplement d'utiliser suffisamment et le bon type de résistances.

$_P$

$P = V \times I = 230V_{RMS} \times 1mA = 230mW$ $-$

— stevenvh
source

@stevenvh Comment la tension inverse affecte-t-elle la durée de vie des LED? Ou est-ce que les 2 LED anti-parallèle atténuent ce problème?

— Majenko

V = \frac{I}{R}

$V=\frac{I}{R}$

J'ai intégré les questions ici et les réponses dans un Q&A dans ma réponse.

— stevenvh

@stevenvh, cette réponse est trop détaillée et couvre trop d'exemples, je me suis fatigué et j'ai juste voté au lieu de lire. J'ai besoin que vous commenciez à mettre un résumé exécutif en haut me disant ce que je suis sur le point de ne pas lire. :)

— Kortuk

@Kortuk - Je pensais que le titre Q & A indiquait clairement qu'il s'agissait d'informations supplémentaires «pour le lecteur intéressé» :-). Je vais mettre en évidence chaque question afin que vous puissiez sauter celles qui ne vous intéressent pas.

— stevenvh

Je suis tombé sur cet article, un moniteur de ligne électrique MID400, conçu à cet effet. La note d'application, https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-3007.pdf , donne un certain nombre de suggestions de circuits, abordant plusieurs scénarios d'utilisation.

— AnalogGuy
source

Cela a été un thème récurrent avec trop peu de solutions lors de ma mise à niveau d'un four industriel. La plupart des automates utilisent des modules "AC Input". À mon avis, la plupart des EE ne conçoivent pas avec des API et construiront un périphérique intégré. J'ai trouvé une expression de recherche réussie: les control signal relay spdt slim 120vautres modificateurs à inclure sont DIN railet Socket C.

Tout type d'entreprise avec le mot automationen son nom aura des produits et de la documentation pour vous aider dans votre conception.

schématique

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Sélectionnez le relais avec une bobine d'entrée correspondant à votre tension d'alimentation secteur. Il existe des bobines pour 100-120VAC et 200-240VAC. Dans mon exemple, j'ai choisi d '"inverser" la sortie du relais afin que l'entrée numérique soit toujours liée à HI ou LO et ne soit pas laissée flottante.

Le circuit ci-dessus représente ce que j'utilise pour surveiller les capteurs sur le four, qui sont tous des NOcommutateurs 115VAC. Les conceptions compactes améliorent la densité, d'où l'apprentissage des «relais de bornier».

Il existe une offre unique sur le marché avec une grande densité et une interface de câble ruban d'un fournisseur appelé opto22 via leur famille G4. Aucune affiliation, pas même un client. D'autres solutions atteignant ce niveau de densité semblent être des conceptions propriétaires pour s'interfacer avec les gammes de produits PLC.

— Chris K
source