Sensor Pemadaman Listrik

Lacak saluran listrik 230 VAC dengan HW favorit Anda menggunakan sirkuit kecil, efisien, dan murah.

Dalam tutorial bel pintu nirkabel saya, saya memberikan saran tentang cara mendapatkan sinyal digital dari sumber 12 Vac sehingga dapat dibaca dengan HW yang diinginkan. Solusi itu tidak berlaku untuk tegangan tinggi, karena daya yang hilang tidak dapat diterima. Dengan ini saya menjelaskan sirkuit lain yang memecahkan masalah.

Jika Anda ingin melacak saat terjadi pemadaman, mungkin ada beberapa solusi:

• Gunakan trafo untuk mengurangi tegangan, perbaiki, dan sesuaikan sinyal dengan sistem Anda.
• Dapatkan pengisi daya ponsel apa pun yang Anda miliki di laci, bongkar, lepas kapasitor keluaran, atau ubah ke nilai yang lebih rendah untuk mendapatkan respons yang lebih cepat, dan di sana Anda mendapatkan sinyal 5 Vdc.
• Bangun rangkaian penjelasan berikut.
• P.S.:di komentar, ada JT mengusulkan solusi lain yang sangat menarik dengan tabung neon 230 V dan LDR.

Ketiga solusi ini benar-benar valid, dan mudah untuk memahami pro dan kontra dari masing-masing solusi. Tapi menurut saya, solusi yang diusulkan adalah yang termurah, paling efisien dan terkecil.

Sirkuit:

Penjelasan

Bagi yang tidak menyukai elektronik, inilah penjelasan mengapa ini berhasil:

Di dunia DC, kapasitor hanyalah reservoir dan idealnya, dalam istilah stasioner, kita dapat menganggapnya sebagai rangkaian terbuka (impedansi tak terbatas). Tapi di dunia AC, kapasitor mewakili impedansi, yang dihitung sebagai Z =1/(2*pi*freq*C). Dalam hal ini, dengan kapasitor 100 nF akan setara dengan hampir 32 kOhm. Menerapkan rumus paling populer dalam elektronik (V =I*R), yang memberikan arus sekitar 7 mA. Tapi tunggu, saya belajar di sekolah bahwa jika tegangannya terlalu besar, saya bisa menguranginya dengan pembagi tegangan hanya menggunakan dua resistor dengan nilai yang sesuai; jadi, mengapa tidak melakukan hal yang sama secara langsung dengan resistor 32 kOhm?? Jawabannya adalah resistor akan panas cukup banyak (1,65 W), tetapi kapasitor tidak, karena tidak mengkonsumsi daya nyata, hanya reaktif, yang tidak menghasilkan kerja (kerja =panas). Itu topik yang cukup kompleks dalam elektronik, yang tidak akan saya jelaskan di sini, tetapi sebagai petunjuk singkat tentang cara memikirkannya, bayangkan kapasitor sebagai membran fleksibel; elektron tidak melewatinya, seperti halnya dengan resistor, tetapi mereka mendorong membran dan efeknya ditransmisikan ke elektron di sisi lain membran. Dengan cara ini kami mengambil keuntungan dari penurunan tegangan tinggi tanpa biaya di kapasitor dan memperbaiki sisa tegangan AC rendah seperti yang akan kami lakukan dengan transformator biasa. Singkatnya, kami melakukan hal yang sama seperti dengan transformator besar (untuk mengurangi tegangan), tetapi hanya dengan kapasitor murah sederhana dan mengkonsumsi lebih sedikit daya. Cantik kan?

Ada perbedaan lain dibandingkan dengan menggunakan trafo:arusnya terbatas. Dengan transformator, kapasitor tegangan rendah Anda (yang 47 uF) akan menyerap semua arus yang diperlukan hingga mencapai tegangan yang diperbaiki, tetapi itu tidak terjadi dalam solusi yang diusulkan, di mana arus dibatasi oleh impedansi kapasitor dan tegangan yang diperbaiki. tergantung pada beban. Itu membuat nilai kapasitor dan resistor di sisi tegangan rendah menjadi kritis. Meskipun nilai yang sedikit berbeda juga bisa bekerja (elektronik jarang merupakan ilmu yang akurat dalam hal nilai komponen), tidak ada banyak margin; tetapi jika menggunakan trafo, variasi urutan satu magnitudo pada resistor dan kapasitor tidak akan menjadi masalah besar.

Catatan untuk jaringan listrik 110 Vac 60 Hz

Sirkuit yang diwakili dimaksudkan untuk 230 Vac 50 Hz. Agar setara dengan 110 Vac 60Hz, cukup gunakan kapasitor 150 nF atau 220 nF alih-alih 100 nF. Faktanya, kapasitor 150 nF bahkan cocok untuk kedua sistem, tetapi 100 nF yang diusulkan memiliki respons yang lebih cepat.

Penggunaan praktis

Saya menggunakan sirkuit ini di sistem otomasi rumah saya, yang terpasang langsung ke Raspberry Pi, yang ditenagai oleh adaptor 5 V standar, tetapi juga secara paralel dengan bank daya. Setiap kali pemadaman listrik terjadi, bank daya terus memberi makan Raspberry, tetapi pemadaman listrik terdeteksi, mengirimi saya pemberitahuan berkat Domoticz, sistem otomasi rumah saya. Jelas, untuk mengirim pemberitahuan, Anda memiliki router dengan UPS, seperti yang saya lakukan (15 € jarum detik), atau Anda terhubung ke jaringan seluler. Dengan cara ini saya dapat mengetahui secara pasti kapan dan berapa lama pemadaman terjadi dan melakukan beberapa tugas otomatis saat listrik kembali menyala, seperti mematikan lampu Hue saya yang mau tidak mau akan menyalakan daya.

Peringatan

Saya yakin Anda tidak bodoh, tetapi saya akan tetap memperingatkan bahwa Anda berurusan dengan tegangan tinggi yang dapat menyebabkan Anda cedera dan bahkan kematian. Berhati-hatilah jika Anda menerapkan proyek ini. Saya akan merekomendasikan Anda, bahwa setelah Anda menyelesaikan sirkuit, Anda menyegelnya entah bagaimana (mungkin lem panas? Saya menyukainya), jadi Anda tidak menyentuh bagian aktif secara tidak sengaja ketika jari-jari Anda terganggu dengan hal lain yang mungkin ada di kotak yang sama.

P.S.:Keamanan

Saya mengedit artikel untuk menambahkan bagian ini, untuk lebih menekankan pada langkah-langkah keamanan yang harus diperhitungkan, seperti yang disorot oleh beberapa teman di komentar.

Pertama, karena kita berurusan dengan tegangan tinggi (tegangan tinggi dapat menjadi konsep relatif, tidak hanya definisi bidang teknis apa pun seperti yang disebutkan dalam satu komentar di bawah), saya sarankan untuk tidak bermain-main dengan ini jika Anda tidak terbiasa dengan listrik .

Kedua, seperti yang dikatakan sebelumnya, tetapi ada baiknya untuk diulang, Anda harus menutup sirkuit, tidak hanya untuk menghindari diri Anda menyentuh bagian aktif, tetapi juga kabel lain di sekitar, atau apa pun. Omong-omong, saya mencoba membakar lem panas dan tampaknya cukup aman.

Ketiga, sirkuit yang dijelaskan di atas tidak mengandung langkah-langkah keamanan. Rekomendasi untuk melindungi sirkuit dari kemungkinan kegagalan dan lonjakan adalah sebagai berikut:

MOV (V1) melindungi sirkuit terhadap lonjakan, yang dapat mempengaruhi C1, dan sekering menghindari risiko jika terjadi hubungan pendek di sirkuit. Ingatlah bahwa peringkatnya adalah untuk 230 Vac, gunakan nilai yang sesuai untuk voltase lain.

Masih saya ingin mencatat, bahwa sirkuit ini bukan bom! Jika C1 baik-baik saja, tidak masalah apa pun yang terjadi pada komponen lainnya, karena arus akan dibatasi hingga 7 mA. Itu sebabnya saya tidak menentukan peringkat untuk BR1, C2, dan R1. Dalam kasus terburuk, jika cabang R1-U1 terbuka, tegangan pada C2 perlahan-lahan cenderung meningkat hingga 325 V dan akhirnya, jika peringkatnya di bawah nilai itu, jelas itu akan gagal dengan cara yang tidak terlalu spektakuler. Menurut pendapat saya, lebih baik menggunakan kapasitor peringkat tegangan rendah untuk membuatnya gagal paling cepat -> lebih sedikit energi (ingat, arus terbatas, jadi korsleting di C2 tidak masalah). Menggunakan kapasitor elektrolitik 400 V akan sangat banyak dan dalam kasus yang dijelaskan, itu akan tetap dimuat dengan tegangan dan energi yang berbahaya. Sebuah zener yang paralel dengan C2 akan lebih baik, dengan cara ini kapasitor akan bertahan. Fakta penting lainnya, adalah bahwa kegagalan khas kapasitor film, seperti C1, adalah rangkaian terbuka. Faktanya, terhadap lonjakan tegangan mereka bereaksi kehilangan kapasitansi, tetapi masih bekerja, karena kepatutannya "menyembuhkan diri".

Sumber:Sensor Pemadaman Listrik