230V detectie veilig, goedkoop en weinig componenten

Ik heb voor een projectje wat op een arduino mega gaat draaien 8x ene circuit nodig om te detecteren of 8 automaten zijn afgevallen.

Ik wil dus een circuit hebben die 230V AC veilig omzet naar 5V dc.
Nu heb ik printjes gehad die gebasseerd zijn op een serieweerstand met de net spanningen, vervolgens een brugcel -> zener -> opto -> 5V
Maar is het niet veel makkelijker om een AC opto te gebruiken zoals in onderstaand schema:
https://i.stack.imgur.com/cbzOt.png
?
uiteraard achter de opto nog een C om af te vlakken.
Ik weet echter niet zo goed wat aan de 230V slim is.
Een collega adviseerde juist een X2 condenstator ipv weerstanden.
Iemand tips?

Sine

Moderator

Een hulpcontact wat je tegen de automaat kunt plakken gebruikt zelfs helemaal geen stroom.

Maar anders iets met een X2-ctje en een gevoelige opto, je hebt er al die genoegen nemen met enkele tientallen uA

Voor jouw schema, neem voor R1 iets van 1k tot 3k3 oid, en voor
R2 een C-tje van 10 tot 100nF, kwestie van even in de datasheet kijken wat voor een stroom je nodig hebt door je opto.

200k is grofweg iets van 15nF

Een C achter de opto is niet nodig als je dat in software kunt afvangen.

Het nadeel van zo'n X2 condensator is dat hij de stroom alleen beperkt op de waarde die je verwacht zolang er een zuivere sinus in komt; zodra de automaat aanspreekt, zal de afgeleide van de spanning extreem hoog zijn, en bij gevolg de stroom door de condensator en optocoupler ook. Je kunt natuurlijk naast die condensator nog een weerstand opnemen om die zeer kortstondige stroom tot een veilige waarde te beperken.

Met 2x 100k weerstanden zou er 1.6mA lopen op de top van de sinus, en ze zouden elk ongeveer 190mW aan warmte produceren. Met 16 weerstanden (voor 8 automaten) is dat toch al weer 3W in totaal. Ik neem echter aan dat je de spanning over de automaten gaat meten, en aangezien die gewoonlijk ingeschakeld zijn, en de spanning erover dus zo goed als 0V is, heb je ook geen verliezen. Zulke weerstanden lijken me dus prima (en een stuk kleiner dan X2 condensators), mits je minimaal 0.5W types neemt, met een voldoende hoge doorslagspanning.

De condensator om af te vlakken heb je niet nodig als je de software iets slimmer maakt; je krijgt elke 10ms een puls van zeker 5ms of zo (een beetje afhankelijk van current transfer ratio, pull-up weerstand, en schakelniveau van je ingang).

EDIT: @Sine stiekem je bericht editen terwijl ik aan het typen ben, en dan nog een kleine edit zodat de edit melding verdwijnt, gij schavuit!

EDIT2: vreemd, bij mijn bericht staat nu ook geen melding dat ik ge-edit heb. Is dat veranderd?

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Een AC opto is niet eens nodig, een gewone voldoet ook. (als de ene helft van de sinus er is, dan moet de andere helft er ook zijn... ;) )
Eventueel een C'tje van R3 naar Gnd dan om toch een net signaal te krijgen

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

En bij de eerste negatieve helft is de LED stuk vanwege de 325V reverse bias terwijl 7V meestal is toegestaan. Een extra diode kan natuurlijk ook, maar dan kun je ook een optocoupler nemen waar die al in zit, of het nou een LED is of een gewone diode.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 11 april 2018 00:19:24 schreef SparkyGSX:

Met 2x 100k weerstanden zou er 1.6mA lopen op de top van de sinus, en ze zouden elk ongeveer 190mW aan warmte produceren. Met 16 weerstanden (voor 8 automaten) is dat toch al weer 3W in totaal. Ik neem echter aan dat je de spanning over de automaten gaat meten, en aangezien die gewoonlijk ingeschakeld zijn, en de spanning erover dus zo goed als 0V is, heb je ook geen verliezen. Zulke weerstanden lijken me dus prima (en een stuk kleiner dan X2 condensators), mits je minimaal 0.5W types neemt, met een voldoende hoge doorslagspanning.

uhhhm....

Ik had in gedachte gewoon de fase van de uitgang van de automaat te meten met voor alle 8 kanalen een gezamelijke 0.
Jij bedoeld dus eigenlijk om de gezamelijke fase te pakken en de uitgangen van de automaat?
Indien de automaat dan ingeschakeld is is er idd geen potential verschil, maar als hij afgevallen is, is het circuit toch onderbroken en loopt er toch ook geen stroom?
Sorry, maar ik mis hier even iets denk ik ;)

Het moet vooral niet teveel warmte opleveren nee.
Wat is het voordeel/nadeel van het gebruik van een condensator ipv een weerstand?

maartenbakker

Special Member

Nadeel is dat hij sneller stukgaat, dat kun je opzich ondervangen door een hogere kwaliteit te nemen. Een 2kV MKP gaat op die plek nooit stuk. Vergeet niet dat er ook nog twee weerstanden nodig zijn; een laagohmiger type in serie en nog een hoogohmige over de condensator.

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Waarom moet er een hoogohmige over de condensator? Via de weerstand en optocoupler is er altijd een pad, dus ik zie niet in dat er een DC spanning over de condensator zou kunnen ontstaan.

@TS: ik bedoelde de optocoupler parallel te zetten met de automaat; zolang er enige belasting is aangesloten zal vrijwel de hele 230V over de weerstanden en optocoupler vallen. Nadeel daarvan is dus wel dat je en belasting nodig hebt, maar als die er niet is kan de automaat ook niet afvallen zou je denken, en dat het uitschakelen van de automaat de kring niet helemaal spanningsloos maakt.

Eigenlijk is het geen goed idee om op zo'n manier iets over de automaat te zetten. Van de uitgang naar de nul is dus beter, maar dan is de optocoupler altijd aan en zit je dus met de dissipatie van de weerstanden. Daarbij moet je oppassen dat je met een beetje capacitieve koppeling van je kabels onderling niet alsnog genoeg spanning krijgt om je optocoupler aan te houden als de automaat afgevallen is. Eigenlijk zou dat alleen kunnen als er draden van verschillende groepen door dezelfde buis liggen, wat bij mijn weten toch al verboden is.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
blackdog

Golden Member

Hi

Mag ik ook meedoen?

Weinig componenten en betrouwbaar, dan denk ik even "out of the box" ?

Neon lampje, weerstand hievoor, kleine LDR, stukje krimpkous, Tada!

Piek spanningen, boeie, verloop van je X2 condensator nop.
Met een beetje inzet bouw je het zo veilig op.

Groet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
Shiptronic

Golden Member

Op 11 april 2018 06:26:46 schreef SparkyGSX:
En bij de eerste negatieve helft is de LED stuk vanwege de 325V reverse bias terwijl 7V meestal is toegestaan. Een extra diode kan natuurlijk ook, maar dan kun je ook een optocoupler nemen waar die al in zit, of het nou een LED is of een gewonel diode.

Voordeel van de LED is dat je ook een visuele terugkoppeling hebt van de status, erg practies bij evt. storingen.

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.
Sine

Moderator

Lekker simpel, hulpcontactje tegen de automaat plakken:

dit heb ik ook gezien bij een groot gebouw met centrale noodverlichting, uit elke onderverdeler kwam een 12x 0,8 welke op de lichtgroepen een hulpcontact controleerde, viel een groep uit ging de noodverlichting daar aan.

waar rook was, werkt nu iets niet meer

Op 11 april 2018 18:30:19 schreef Sine:
Lekker simpel, hulpcontactje tegen de automaat plakken:

[bijlage]

Ken ik en was idd makkelijkere oplossing alleen is daar geen plaats meer voor in de kast.

Neon lampje, weerstand hievoor, kleine LDR, stukje krimpkous, Tada!

Jammer dat je dat niet in IC vorm hebt :). Maar inderdaad prima oplossing.

Op 11 april 2018 18:30:19 schreef Sine:
Lekker simpel, hulpcontactje tegen de automaat plakken:

Of achter elke groep een ESP32 of andere WiFi device hangen en op de router kijken welke actief zijn :-p

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 11 april 2018 18:30:19 schreef Sine:
Lekker simpel, hulpcontactje tegen de automaat plakken:

Microswitch tegen het hendeltje erop plakken?

Op 11 april 2018 17:16:08 schreef SparkyGSX:
Waarom moet er een hoogohmige over de condensator? Via de weerstand en optocoupler is er altijd een pad, dus ik zie niet in dat er een DC spanning over de condensator zou kunnen ontstaan.

@TS: ik bedoelde de optocoupler parallel te zetten met de automaat; zolang er enige belasting is aangesloten zal vrijwel de hele 230V over de weerstanden en optocoupler vallen. Nadeel daarvan is dus wel dat je en belasting nodig hebt, maar als die er niet is kan de automaat ook niet afvallen zou je denken, en dat het uitschakelen van de automaat de kring niet helemaal spanningsloos maakt.

Eigenlijk is het geen goed idee om op zo'n manier iets over de automaat te zetten. Van de uitgang naar de nul is dus beter, maar dan is de optocoupler altijd aan en zit je dus met de dissipatie van de weerstanden. Daarbij moet je oppassen dat je met een beetje capacitieve koppeling van je kabels onderling niet alsnog genoeg spanning krijgt om je optocoupler aan te houden als de automaat afgevallen is. Eigenlijk zou dat alleen kunnen als er draden van verschillende groepen door dezelfde buis liggen, wat bij mijn weten toch al verboden is.

Het zit allemaal in 1 verdeelkast. Dus de kans dat de bedrading langs elkaar loopt is erg groot.
Is er nog een reden om de weerstanden voor en na de opto te zetten? 2 in serie ervoor is toch hetzelfde?

Een 230v print relais zou ook nog een optie zijn, maar is denk ik wel duur.
Weet ook niet of je dan veilig gescheiden bent?

maartenbakker

Special Member

Op 11 april 2018 17:16:08 schreef SparkyGSX:
Waarom moet er een hoogohmige over de condensator? Via de weerstand en optocoupler is er altijd een pad, dus ik zie niet in dat er een DC spanning over de condensator zou kunnen ontstaan.

Niet voor vereffening of iets dergelijks, maar om de condensator bij uitschakeling zo snel mogelijk te ontladen. Scheelt in levensduur (zeker als je onverhoopt X2 of Y2 gebruikt) en in aanraakveiligheid van een eventuele stekerverbinding.

Het idee van Shiptronic dat je feedback hebt als je een externe LED toevoegt spreekt me ook wel erg aan.

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Op 11 april 2018 19:50:15 schreef Stijnos:
Is er nog een reden om de weerstanden voor en na de opto te zetten? 2 in serie ervoor is toch hetzelfde?

Lijkt me iets veiliger. Het per ongeluk aanraken van de optokoppelaarpinnetjes is minder gevaarlijk. Voor het overige maakt het niet uit.
Je kunt ook een diode (bijv 1N4007) in serie zetten met het primaire circuit. Dat halveert het opgenomen vermogen. Nadeel: de helft van de tijd (de sperrende fase van de diode) weet je niet of er wel of geen spanning aanwezig is.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Op 11 april 2018 19:50:15 schreef Stijnos:
Het zit allemaal in 1 verdeelkast. Dus de kans dat de bedrading langs elkaar loopt is erg groot.

Een stukje langs elkaar in een kast is niet erg, de onderlinge afstand is dan groter, en de lengte relatief kort. In een buis ligt het strak tegen elkaar aan, en over vele meters kun je dan voldoende capacitieve koppeling krijgen om valse signalen te zien.

Op 11 april 2018 21:43:23 schreef maartenbakker:
[...]Niet voor vereffening of iets dergelijks, maar om de condensator bij uitschakeling zo snel mogelijk te ontladen. Scheelt in levensduur (zeker als je onverhoopt X2 of Y2 gebruikt) en in aanraakveiligheid van een eventuele stekerverbinding.

Het idee van Shiptronic dat je feedback hebt als je een externe LED toevoegt spreekt me ook wel erg aan.

Waarom zou de condensator langer meegaan? Alleen omdat je de capaciteit kleiner kunt maken omdat een deel van de stroom door de weerstand loopt? De condensator ontladen is geen slecht idee, al zal de opgeslagen energie onvoldoende zijn om echte schade aan te richten; onprettig zal het aanraken wel zijn.

In de optocouplers die de TS voorstelde zit de anti-parallelle diode intern, en dat is ook een IR LED, waardoor je met zowel een positieve als negatieve stroom een uitgangssignaal krijgt. Als je die diode extern moet plaatsen, zou ik inderdaad ook een LED nemen die zichtbaar licht geeft.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
maartenbakker

Special Member

Een tijdig ontladen condensator gaat langer mee omdat de kans kleiner is dat hij nog volledig geladen is als hij opeens op de tegenovergestelde top van de sinus weer ingeschakeld wordt.

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

ok,
condensator niet nodig dus?
Ik heb het nu zo getekend? De condensators na de opto's hoogstwaarschijnlijk niet nodig, maar zet de footprint er voor de zekerheid op. Ze zijn verder DNA.

Ik zoek nu eigenlijk nog een goede connector of aansluiting om dit aan te sluiten op mijn pcb. Ik weet niet wat de veiligheids afstand zou moeten zijn tussen verschillende fasen onderling en tussen de N.
Ik had ingedachten de phoenix FFKV 2,5mm2 veerklemmen connector. Deze heeft een steek van 5,08" mag ik daar op ene rijtje L1,L1,L1,L2,L2,L2,L3,L3,N zetten? of heb ik meer onderlingen afstand nodig?

[update]
heb nu even faston's gebruikt met een steek van 7,5mm van elkaar en als volgt gelayout:
Iemand tips of advies?
[/update]

[Bericht gewijzigd door Stijnos op 12 april 2018 00:02:20 (10%)]

Waarom koop je het gewoon niet.
Voor 10 dollar ben je klaar.

https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1NYKeqy0TMKJjSZFNq6y_1FXaJ/AC-220V-MCU-TTL-Level-8-Channel-Optocoupler-Isolation-Testing-Board-Isolated-Detection-Tester-Module-PLC.jpg_640x640q90.jpg_.webp

AC 220 V MCU Ttl-niveau 8-Channel Optocoupler Isolatie Testen Board Geïsoleerde Detectie Tester Module PLC Processors 8 Kanaals
http://s.aliexpress.com/2iIJzIbM

Ja die ken ik en dat is idd het schema met brugcel zener opto. Ik vraag me alleen af hoe veilig die chinese meuk is.

Het ziet er best goed uit, geen sporen onder de optocouplers, op het oog voldoende clearance, dikke weerstanden. Voor een tientje kun je het zelf echt niet maken!

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken