Sensor Pemadaman Listrik 230 VAC Efisien untuk Raspberry Pi – Murah, Kompak, dan Aman
Pantau 230 VAC jaringan dengan rangkaian kompak, hemat biaya yang menghasilkan sinyal digital bersih untuk mikrokontroler apa pun.
Sementara pendekatan 12 VAC bekerja untuk pemantauan tegangan rendah, ini tidak cocok untuk jaringan tegangan tinggi karena dissipasi daya berlebih. Rangkaian di bawah ini memecahkan masalah itu dengan jumlah komponen minimal dan penyerap daya yang tidak terlihat.
Ada tiga cara yang mungkin untuk mendeteksi pemadaman listrik:
Gunakan trafo step-down, rectify, dan kondisikan output untuk tingkat logika Anda.
Ganti charger ponsel: hapus kapasitor output atau ganti dengan nilai yang lebih rendah untuk mendapatkan sinyal DC 5 V yang responsif cepat.
Bangun rangkaian yang dijelaskan di sini, yang merupakan opsi termurah, paling efisien, dan terkecil.
Ketiga metode ini valid; pilihan tergantung pada keterbatasan Anda. Dalam pengalaman saya, desain yang diusulkan menawarkan trade-off terbaik antara biaya, ukuran, dan konsumsi daya.
Rangkaian
Penjelasan
Untuk pembaca yang tidak familiar dengan elektronika, inilah mengapa rangkaian bekerja:
Kapasitor 100 nF presenting impedance AC sekitar 32 kΩ pada 50 Hz (Z = 1/(2πfC)). Ini membatasi arus ke sekitar 7 mA (I = V/Z), menjaga dissipasi daya di bawah 1 W.
Berbeda dengan resistor, kapasitor tidak mengubah energi listrik menjadi panas; ia hanya bereaksi, jadi impedance 32 kΩ tidak terlalu panas.
Kapasitor secara efektif menurunkan tegangan jaringan, memungkinkan rectifier yang kemudian menghasilkan output DC tegangan rendah yang cocok untuk input logika.
Karena arus dibatasi oleh impedance kapasitor, tegangan output ditentukan oleh beban daripada rasio trafo tetap. Oleh karena itu, nilai komponen di sisi tegangan rendah (resistor, elektrolitik kecil) harus dipilih dengan hati-hati, tetapi desain ini mentoleransi variasi kecil.
Dibandingkan dengan trafo, pendekatan ini menggunakan lebih sedikit bagian, mengonsumsi daya lebih sedikit, dan menawari pembatasan arus intrinsik.
Catatan untuk Sistem 110 VAC 60 Hz
Untuk menyesuaikan rangkaian untuk 110 VAC 60 Hz, ganti kapasitor 100 nF dengan komponen 150 nF (atau 220 nF). Kapasitor 150 nF bekerja baik baik pada jaringan 230 VAC 50 Hz maupun 110 VAC 60 Hz, sementara versi 100 nF memberikan respons sedikit lebih cepat pada 230 VAC.
Penggunaan Praktis
Saya mengintegrasikan sensor ini ke dalam tumpukan otomatisasi rumah saya. Raspberry Pi dipasok daya oleh adaptor 5 V standar dan didukung oleh power bank portabel. Ketika daya jaringan padam, power bank menjaga Pi tetap berjalan, sementara sensor mendeteksi pemadaman dan memicu pemberitahuan melalui Domoticz. Pemberitahuan dapat dikirim melalui router dengan UPS atau melalui jaringan seluler, memungkinkan saya untuk mencatat durasi pemadaman dan mengotomatisasi tindakan (misalnya, mematikan lampu Hue yang akan menyala kembali saat reboot).
Peringatan
Tegangan jaringan tinggi dapat menyebabkan cedera serius atau kematian. Tangani semua komponen dengan hati-hati. Setelah rangkaian dirangkai, segel kotak (lem panas atau kotak proyek yang tepat) untuk mencegah kontak tidak sengaja dengan bagian hidup.
Langkah Keamanan
Pengamanan tambahan meningkatkan keandalan:
Gunakan MOV (V1) yang diretasikan untuk 230 VAC untuk menekan lonjakan tegangan yang mungkin mencapai kapasitor (C1).
Sertakan sekring secara seri untuk melindungi dari kondisi short-circuit.
Pastikan komponen tegangan rendah (R1, C2, U1) memiliki rating tegangan yang melebihi tegangan maksimal setelah rectifikasi (≈325 V). Elektrolitik 400 V berlebihan; kapasitor tegangan rendah dengan dioda Zener paralel memberikan mode kegagali yang mulus.
Kapasitor film (seperti C1) biasanya gagal terbuka, yang aman karena arus dibatasi ke sekitar 7 mA.
Dengan langkah pengaman ini, rangkaian tetap aman, dapat diandalkan, dan mudah diimplementasikan.
