виявлення нульового хреста в змінного струму?


15

Мені потрібно виявити нульовий перехід для м'якого стартера. Дуже давно я це зробив за допомогою резистора 1 Мега Ом, безпосередньо підключеного до мікроконтролера з одного боку та живої потужності на іншій стороні. Я мав успіх, але чи доцільно це? яким іншим способом я можу це зробити дешево і надійно?

Відповіді:


14

Я створив м'які пускачі за допомогою процесорів PIC16C74A / F77. Нульовий переїзд може бути складним, якщо вам також доведеться працювати в галасливих умовах.

Якщо процесор не потребує ізоляції від лінії, немає нічого поганого в парі високих значень резисторів, що живлять штифт процесора. Я б використав кілька діодів, що підкоряються, щоб збільшити діоди внутрішнього захисту просто як надійність, але це буде добре. Якщо вам потрібна ізоляція, використовуйте транзисторний вихідний оптоізолятор. Зверніть увагу на швидкість перемикання опто і мінімізуйте струм колектор транзистора для максимальної швидкості комутації.

Сказавши це, давайте перейдемо до шуму. Якщо ви керуєте фазою чимось, окрім резистивного нагрівання, вам доведеться протистояти шуму, а це означає, що з великою часткою ймовірності у вас виникне шум, що перетинає нуль. Не робіть помилку новичка в подачі нульового входу на переривчастий штифт; це перетворить ваше програмне забезпечення на палільну масу, коли процесор намагається боротися з газільйонними перервами. (Я кажу з досвіду.) Якщо кинути RC або більш просунутий низькочастотний фільтр на лінії, це просто введено зсув фази. Якщо ви можете з цим працювати, чудово. Якщо ні (мені довелося мати справу з системами 50/60 та 400 ГГц), тоді вам доведеться спробувати інші засоби.

За власним дизайном я подбав про це в програмному забезпеченні, опитуючи лінію і по суті робивши рутину голосування, яка ігнорувала перехідні періоди. Фазовий зсув був у межах того, що я міг впоратися, він був швидким, і він не вирвався навіть при сильному шумі. (Випробували в приміщенні, де вони зняли кришки фільтру з індукційної печі, я ніколи раніше не бачив такої галасливої ​​лінії!) Якби я переробляв її, я думаю, я міг би спробувати зовнішнє рішення, що передбачає одноразовий знімок, який би " засувка "нульовий хрест, і тоді мікроконтролер визнав би його до встановлення наступного переривання.

Все сказане, я вважаю, що надійне знаходження справжнього нульового переходу в будь-якій практичній ситуації було одним із складніших бітів конструкції м'якого стартера. Закриття контуру управління було другорядним, але здебільшого це було лише налаштуванням. Це здається просто мертвою справою, але я дізнався зовсім небагато про різницю між теорією та практикою за той час. :-)

редагувати, щоб описати процедуру "голосування":

Якщо я добре пам'ятаю, у мене була лінія вводу / виводу, яка була високою, коли лінія була вище нуля, і низька, коли лінія була нижче нуля. Програма голосування просто опитувала цей рядок, і якщо 2 з останніх 3 зразків були однаковими, я прийняв факт, що лінія перетнула нуль. Це дуже схоже на схему голосування UART для виявлення знаку та місця. Перевага такої схеми полягає в тому, що ваш зсув фази фіксований (2 * частота вибірки), і ви можете налаштувати його на тип шуму, який ви відчуваєте. Я не пам'ятаю напевно, як швидко проходило опитування, але якби я ризикнув здогадатися, я сказав би 8 кГц, оскільки це число залишається в моїй свідомості.


Я використовував таймер для вимірювання частоти (у випадку відставання та Excel та таблиць пошуку) ... але я думаю, що я піду з низьким проходом та опто-з'єднувачем. дякує за відповідь.
iamgopal

Чи можете ви детальніше розглянути питання про голосування? Чи просто ігнорувати окремі зразки, відмінні від навколишніх? З якою частотою ви опитували?
starblue

7

Чому б не застосувати оптопар? SFH6206 Vishay має два світлодіоди в антипаралельних, тому він працює протягом повного циклу напруги мережі. Якщо вхідна напруга досить висока, вихідний транзистор включається, а колектор знаходиться на низькому рівні. Однак навколо нульового переходу напруга на вході є занадто низькою, щоб активувати вихідний транзистор, і його колектор буде підвищений. Так ви отримуєте позитивний пульс при кожному нульовому переході.


Більш детально: тут
Vorac

2

У цій примітці щодо застосування мікрочіпа на сторінці 3 пропонується резистор 20 МОм.

Я думаю, ви можете використовувати MOC3061, який має нульовий перехресний детектор.

Але є багато моделей пристроїв, як ви можете бачити тут .


thnks. чіп завжди вітається замість резисторів та ковпачків.
iamgopal

ΩΩ

1

Я мав успіх у наступному ланцюжку обробки:

  1. Мережа розділювача резистора (використовуючи резистори значення MOhm) та оптрона для з'єднання та ізоляції сигналу від джерела
  2. Операційний підсилювач порівняння для направлення сигналу з оптрона у відомий діапазон напруги
  3. Надзвичайно щільний багатоступеневий смуговий фільтр, що використовує opamps (тут також може знадобитися певний приріст для врахування втрат фільтра)
  4. Схема підсилювача фазного підсилювача для регулювання будь-якого зміщення фази, запровадженого під час фільтрування (+/- 360 градусів - це хороша толерантність до розробки, бажаний фазовий зсув може бути калібрований за допомогою горщика та осцилографа)
  5. Ще один компаратор для отримання сигналу на чистий цифровий вихід мікроконтролера

0

Напевно, існує багато способів зробити це ... але якби я це робив, я б застосував невеликий ізоляційний трансформатор на всякий випадок. Ніколи не рекомендується підключати мережу до мікроконтролера безпосередньо, навіть через великий резистор.

Я думаю, що вашими варіантами є використання великого резисторного дільника на мікро, або невеликого трансформатора, який підштовхує напруги рівня мережі до діапазону вашого мікро. Звичайно, ви також можете використовувати комбінацію обох.

Якщо ви не хочете використовувати мікроконтролер, ви завжди можете скористатися компаратором і провести перевірку напруги на 0В. Пульс від компаратора буде коротким, але є й способи впоратися з цим.


чи використання ізоляційного трансформатора викликає відставання?
iamgopal

№ (п’ятнадцять символів)
Коннор Вольф

4
Якщо ви збираєтесь порівнювати напругу, порівняйте кілька відсотків від повної лінії, а не нульову. Це позбавляє вас більшої частини шуму, з яким ви будете стикатися, а фазовий зсув фіксований і, таким чином, легко врахувати.
акольсміт

хороший дзвінок Ендрю :-)
Fuzz

@andrew,: D приємна ідея !!
iamgopal
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.