Domanda:
Qual è il modo più semplice per monitorare una linea a 120 V tramite software?
asp316
2011-01-24 05:00:23 UTC
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Voglio contare la frequenza con cui si accende una pompa dell'acqua, per quanto tempo è accesa e quando si spegne per un periodo di tempo prolungato. Il mio piano era solo quello di monitorare il pressostato, che è a 120 V su 1 gamba e scrivere i dati in un database MSSQL. Qual è il modo migliore per ottenere questi dati in modo sicuro?

Correlato: http://electronics.stackexchange.com/q/7728/2118
Otto risposte:
mctylr
2011-01-24 07:57:26 UTC
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Il mio piano era solo quello di monitorare il pressostato, che è a 120 V su 1 gamba

Il metodo più comune sarebbe usare il sensore di corrente (I) per rilevare flusso di corrente quando il pressostato è attivato (impegnato). Ad esempio sensore IC effetto Hall, trasformatore di corrente o isolatore ottico di ingresso ad alta tensione.

Qual è il modo migliore per ottenere questi dati in modo sicuro?

Utilizzando un metodo di rilevamento della corrente che fornisce anche l'isolamento del circuito dalla rete CA alla tua interfaccia digitale. I metodi di isolamento di base includono isolamento galvanico (nessun flusso di corrente tra i lati isolati), isolamento ottico ( ottico ) e isolatori accoppiati a condensatore.

Credo che il metodo di monitoraggio più semplice, ma a basso costo e non invasivo sarebbe quello di utilizzare un trasformatore di corrente split-core come SCT-013-000 (USA) (o Regno Unito). Dato che sei interessato solo all'accensione / spegnimento, puoi utilizzare un circuito di divisione della tensione per soddisfare le soglie di livello logico digitali o utilizzare un ADC se disponibile sul microcontrollore supponendo che tu lo sia usandone uno.


Il valore della resistenza di carico (R_burden nel circuito di divisione della tensione) si basa sull'intervallo di corrente, che dipende dal motore. Se il motore è un motore da 1 HP ( potenza ) 110-120 V, supponiamo che abbia una potenza nominale di 750 Watt (sostituire con le specifiche effettive del motore), quindi l'intervallo di corrente è inferiore a 8 Amp, arrotondiamo quello a 10 Amp. Utilizzando il sensore del trasformatore di corrente suggerito in precedenza, con un rapporto di rotazione di 1: 1500, sarebbe:

10 Amp ( rms ) * sqrt ( 2) = 14,142 ... Amp ( picco-picco )

14,142 A / 1500 rapporto di rotazione = 0,0094 A = 9,4 mA (bobina secondaria)

2,5 V / 0,00942 .. A = ~ 265 Ohm R_burden in modo da fornire un'uscita nel punto medio (2,5 V) a 5 Amp, o full-range (5 V) a 10 Amp per 5 V livello logico cc.

Poiché la potenza (P = I * V) è 0,01 Watt, una resistenza da 1/4 Watt andrebbe bene.


Da lì dovresti essere in grado di interfacciare un segnale di basso livello (tensione & current) a qualunque dispositivo tu voglia usare per inviare tali dati al computer con il database (logging). Tipicamente un microcontrollore con un ADC (convertitore da analogico a digitale) e un'interfaccia seriale, Ethernet o USB sarebbe il dispositivo di "colla" tra il circuito del sensore e il computer del database. (IMHO MS-SQL è eccessivo (e costoso), SQLite andrebbe bene)

Se non hai familiarità con i microcontrollori, ti suggerirei di usarne uno con un amichevole interfaccia di alto livello facile da usare e presentazione orientata agli hobbisti come Arduino o PIC-AX. Sono più costosi di un microcontrollore autonomo o "nudo" per dispositivo o scheda, ma l'ambiente di sviluppo è più amichevole per i principianti e per una tantum il costo di un'unità può essere compensato dal non dover acquistare un SDK, documentazione di riferimento o strumenti di terze parti (compilatori di linguaggi di alto livello) per un dispositivo più tradizionale come Atmel AVR o microcontrollori Microchip PIC.

Klaus
2011-01-24 05:16:10 UTC
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Queste pagine contengono informazioni molto interessanti su come rilevare la tensione e la corrente in modo non invasivo. Dai un'occhiata :)

Quelle pagine hanno buone informazioni in questo momento (due mesi dopo che hai pubblicato), ma sarà meglio se puoi riassumere / citare (usare il pulsante "" `) le parti rilevanti di quelle pagine. Se quel link non funziona, la tua risposta è abbastanza inutile così com'è ...
Leon Heller
2011-01-24 05:20:54 UTC
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Metterei un trasformatore di corrente nella fornitura alla pompa e monitorerei l'uscita rettificata con un MCU adatto, inviando i dati con un timestamp al database.

stevenvh
2012-06-12 10:14:12 UTC
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mctylr menziona brevemente un sensore ad effetto Hall e questa è una buona soluzione. Allegro è un noto fornitore di sensori Hall, come ACS712.

enter image description here

"Uscita rettificata. 3.3 scala V e applicazione di rettifica per convertitori da A a D. Sostituisce le soluzioni di trasformatori di corrente con un circuito ACS più semplice. C1 è una funzione della resistenza di carico e del filtraggio desiderati. R1 può essere omesso se si desidera l'intera gamma. " (dal datasheet)

[ Aggiunto - Nota: in questo contesto, come sensore on / off, il circuito sopra è bene, ma è incredibilmente non lineare se si desidera la misurazione del segnale di ampiezza, poiché la caduta del diodo è al di fuori del circuito di controllo dell ' ACS712. L'ACS712 costa ~ = $ 3 in piccola quantità - l'aggiunta anche di un opamp economico migliorerà notevolmente le prestazioni cct. Allegro dovrebbe vergognarsi. Vedere sopra l'applicazione della scheda tecnica 2 pagina 12 per un circuito di gran lunga superiore. Prendi l'output dopo D1 - Circuito FET non necessario - RMc.]

Adam menziona la soluzione optoaccoppiatore .

enter image description here

In questa e questa risposta descrivo ampiamente come usarla.

@Stevenh Ho appena trovato questa risposta 2,5 anni dopo.Il primo circuito è terribile in molti casi se si desidera misurare il livello del segnale.Viene subito dall'applicazione 4, pagina 12 della scheda tecnica che citi, quindi la colpa è degli Allegro.Come soluzione rapida e pronta ha il suo posto, ma il diodo crea scompiglio con la linearità del segnale.Usare l'applicazione 2 cct immediatamente sopra di essa fino al catodo di D1 è ESTREMAMENTE superiore.Ha bisogno di un amplificatore operazionale ma fornisce un "raddrizzatore di precisione" e risultati molto migliori ..
jet
2011-01-24 06:13:23 UTC
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Collegherei questo interruttore tramite fotoaccoppiatore al pin DCD sulla porta seriale del PC o uno dei pin dati sulla porta parallela

Interessante. Quindi scrivi solo un'app che ascolta su quella porta? Avrei bisogno di una resistenza in seriale dal lato 120v?
Adam Davis
2012-06-12 01:18:10 UTC
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Quando l'ho fatto in passato, ho utilizzato un optoisolatore CA, come questo Vishay SFH620A di Digikey, e un resistore adatto. Mettere la resistenza in serie con l'ingresso optoisolatore, quindi collegare alla linea AC. L'uscita sarà attiva quando è presente alimentazione CA sulla linea e sarà inattiva quando non c'è alimentazione.

Ci sarà inattività durante ogni passaggio per lo zero, quindi potresti voler utilizzare un condensatore sull'uscita per fornire un segnale di uscita regolare che cadrà poco dopo lo spegnimento.

Quindi puoi collegare l'uscita a qualsiasi cosa tu possa usare per registrare l'utilizzo.

Derric Tubbs
2013-05-07 05:26:08 UTC
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So di essere in ritardo, ma per quelli che seguono, Fairchild HCPL-3700 prenderà direttamente CA o CC da 5 a 240 volt e produrrà un'uscita logica.

Chris
2017-02-25 01:44:27 UTC
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Con un LM324 che utilizza due dei suoi quattro amplificatori operazionali in modalità comparatore come in questo schema:

schematic

simula questo circuito - Schema creato utilizzando CircuitLab



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 2.0 con cui è distribuito.
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