230V detecteren op Arduino: dit een goed schema?

Ik wil ergens weten of er netspanning 230V aanwezig is en dat in een Arduino detecteren.

Dit leek me een goed schema:

https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/4/47/230V_am_uC_Port-Pin.png

Iemand een ander idee daarover?
De weerstanden zullen best wat vermogen moeten kunnen verwerken?

Iemand alternatieven die veilig zijn?

Dit is niet mijn kopje thee, maar het ziet er mij toch niet zo kwaad uit. C1 gaat de meeste stroom verwerken dus het vermogen van de weerstanden gaat nog wel meevallen. Wel vreemd dat R1 en R2 niet even groot zijn.

Waarop slaat de "2512" bij de weerstanden? Vormgeving, misschien?

Moet C1 geen specificatie X2 hebben? En ook de weerstanden gespec't voor de ongewoon hoge spanning?

Het lijkt me dat vooral de fysieke implementatie, al dan niet op print, kritisch is: voldoende afstand tussen de diverse spanningen!

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord

Op 30 september 2018 00:33:44 schreef big_fat_mama:
Dit is niet mijn kopje thee, maar het ziet er mij toch niet zo kwaad uit. C1 gaat de meeste stroom verwerken dus het vermogen van de weerstanden gaat nog wel meevallen. Wel vreemd dat R1 en R2 niet even groot zijn.

Waarop slaat de "2512" bij de weerstanden? Vormgeving, misschien?

Moet C1 geen specificatie X2 hebben? En ook de weerstanden gespec't voor de ongewoon hoge spanning?

Het lijkt me dat vooral de fysieke implementatie, al dan niet op print, kritisch is: voldoende afstand tussen de diverse spanningen!

Bedankt alvast.

Ja vroeg me dat ook af waarom die 2512's er bij stonden.
Ik heb ooit een 230V LED uit Elektuur (jaja Elektor) gemaakt en die werkt na 20 jaar nog. Dat is wat je nodig hebt om een optocoupler te maken, maar wil nu zeker zijn dat dat ook langere tijd gaat werken.

De vraag stellen is ze beantwoorden zeggen ze al eens.

Ineens denk ik aan iets..
De "USB-datalogger voor de CV" uit Elektor januari/februari 2018 heeft zo een schakeling.

Misschien is die beter?

Nog inzake veiligheid: de optocoupler moet ook voldoende afstand hebben (7,5 mm, staat me voor?) tussen de pennen van de netspanningskant vs. de laagspanningskant. Of dat goed zit met het genoemde type zou ik niet weten.

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord

2512 slaat op het formaat van een SMD weerstand, een dergelijke maten noemen we op het werk "stoeptegels". De exacte specificaties lopen nog iets uiteen per fabrikant, maar 2512 is meestal goed voor 1.5W (mits hij zijn warme kwijt kan aan het koper), 400-500V werkspanning (dus piek van de sinus). Piekvermogen van 500W (gedurende 100us) is geen probleem voor de pulsvaste exemplaren.

In dit schema gebruiken de weerstanden samen zo'n 60mW; die twee 470k weerstanden zitten daar vooral ook de condensator te ontladen denk ik, zodat je geen opdonder krijgt van de stekker. R1 en R2 moeten samen de stroom beperken als je de stekker insteekt en de condensator nog leeg is, en voorkomen dat transients op het net leiden tot grote stromen in de optocoupler.

De worst-case stroom zou 325V/5500 ohm ~= 60mA worden, dat mag de LED waarschijnlijk wel hebben, zolang het kortstondig is. Dat deel van het schema lijkt me dus best in orde.

De andere kant is maar mijn idee wel fout; je laat die transistor en potentieel volgeladen grote elco kortsluiten. Daar zou ik nog een weerstandje tussen zetten, dus met die 4k7 weerstand van de plus naar de collector, en vanaf daar met 100 ohm of zo naar de condensator.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op 30 september 2018 07:59:28 (52%)]

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

Als je genoeg ruimte op de print hebt en de dissipatie is ook verder geen probleem dan red je het ook met enkel twee 2512's van 27k in serie.
Secundaire RC zou ik in software doen. De puls rond de nuldoorgang is niet zo steil, iets van 1 ms, maar ook niet problematisch.

Ik heb al enkele keren bijgaande schakeling gebruikt en dat werkt wel goed. Met de twee weerstanden van 33K ligt het inschakelpunt op 200 V. ac.

Een relais zou natuurlijk ook kunnen, op zich lekker simpel, maar wel wat lomp.

Die HCPL3700 zal ook best werken, maar dat is weer een heel specifiek onderdeel, en misschien niet eenvoudig verkrijgbaar voor de hobbyist. Hij staat wel op Aliexpress, maar met halfgeleiders moet je altijd maar afwachten wat je echt krijgt. Ik snap ook niet goed waarom je er nog een transistor trapje achter gezet hebt, het ding heeft al een goede versterker aan boord met een open-collector uitgang.

Persoonlijk zou ik liever een generieke optocoupler uit de voorraad pakken en het daarmee oplossen; dan is dat eerste schema prima.

2x 27k in serie geeft je constant 1W dissipatie; als je die warmte kwijt kunt is het wel een oplossing, maar een schoonheidsprijs verdien je er niet mee. Als het ding een heel jaar aan staat, is dat toch alweer 9kWh.

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

Transistortrap is er alleen voor als je een inverse signaal nodig hebt. De HCPL is een standaard IC bij Farnell en RS. dus iets bijzonders. Diverse versies draaien al meer dan een jaar in een fabrieksomgeving en hebben tot nu toe nog geen enkele storing gegeven. Ik denk dus geen slecht ontwerp.

De bijdrage van Bobbes is zeer mooi maar inderdaad, niet zo courante componenten.
Ik ben Belg dus: keep it simple :-)

De oplossing van Elektor is ook wel makkelijk.
Ik mag die niet posten als afbeelding maar misschien een beschrijving kan wel?

In de anodekant van een optocoupler staan drie R's van 100k.
In de kathodekant 1 R van 100k en een kleine zekering van 50mA.
Antiparallel op de LED van de optocoupler staat een 1N4148.
Hier zou dan bij netspanning een I van 1mA door de led van de optocoupler vloeien (een CNY17F-3).

Aan de uitgang van de CNY: de collector aan de +5V
De emitter via een R van 100k naar de massa.
Parallel op de R naar de massa een C van 10µ

De emitter is dan ineens de ingang van de µ-controller.
De nuldoorgangen worden afgevlakt door de C.

Ook simpel en lijkt me veilig met goed verkrijgbare componenten..

Als je een normale optocoupler gebruikt gaat het niet om de nuldoorgangen maar om halve periodes.
Dus dan heb je inderdaad een orde van grootte langere RC tijd nodig, als je in die functie niet in de firmware kunt voorzien (uit tijdgebrek, de wens een interrupt te verspillen, het risico op zweving tussen net en samplefrq of wat ook).

Overigens ben ik het geheel eens met de opmerking over het energieverbruik; of dat relevant is of niet zal van de omstandigheden (duty cycle en load) afhangen.

[Bericht gewijzigd door Aart op 30 september 2018 11:57:41 (19%)]

Thevel

Golden Member

Op 30 september 2018 11:50:08 schreef MJU:
De oplossing van Elektor is ook wel makkelijk.
Ik mag die niet posten als afbeelding maar misschien een beschrijving kan wel?

In de anodekant van een optocoupler staan drie R's van 100k.
In de kathodekant 1 R van 100k en een kleine zekering van 50mA.
Antiparallel op de LED van de optocoupler staat een 1N4148.
Hier zou dan bij netspanning een I van 1mA door de led van de optocoupler vloeien (een CNY17F-3).

Aan de uitgang van de CNY: de collector aan de +5V
De emitter via een R van 100k naar de massa.
Parallel op de R naar de massa een C van 10µ

De emitter is dan ineens de ingang van de µ-controller.
De nuldoorgangen worden afgevlakt door de C.

Ook simpel en lijkt me veilig met goed verkrijgbare componenten..

Even getekend zoals jij het beschrijft, bedoel je op deze manier?

Hier zou dan bij netspanning een I van 1mA door de led van de optocoupler vloeien (een CNY17F-3).

Ik kom op ruim 0,5mA.

@bobbes1: de meeste hobbyisten kunnen niet bestellen bij RS of Farnell, dus die hebben er weinig aan dat hij daar te koop is. Ik zeg helemaal niet dat het een slecht of onbetrouwbaar ontwerp is, integendeel, maar het gebruikt een zeer specifiek en voor hobbyisten lastig te verkrijgen onderdeel, en dat maakt het ontwerp onhandig. Zelf streef ik er altijd naar om zoveel mogelijk met "generieke" componenten te ontwerpen; in het eerste schema kun je vrijwel elke optocoupler gebruiken, mits de current-transfer ratio een beetje redelijk is. Eventueel moet je de anti-parallelle diode zelf toevoegen, aangezien die vaak niet in de optocoupler zit.

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

Ik gebruik meestal 2x 33k/500v in serie (1210). Is 0.4W per weerstand.

Het hangt er ook vanaf of je er ook zero-crossing detectie mee wilt doen. (dan kun je de weerstanden niet al te hoog nemen)
De eerste schakeling met condensator is dan ook niet zo geschikt.

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

Uiteraard, voor zero-crossing heb je goede flanken nodig, en weinig tot geen filtering. Als je de aanwezigheid van netspanning wilt detecteren, kun je dat doen met een filter, zodanig uitgelegd dat deze steeds een halve periode kan overbruggen zonder dat het signaal op de ingang van je controller veranderd, of je gaat in je microcontroller bijhouden wanneer je voor het laatst spanning hebt gezien, en als dat langer dan 10ms plus een beetje marge geleden is, is de netspanning blijkbaar weg.

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

Je hebt zeg 1mA bij 1.2V nodig. Thevel z'n schema (dat ik ook gebruik!) verbruikt dan die ene mA bij 230V uit het stopcontact: Een efficientie van ongeveer een half procent....

De schakeling met de condensator heeft dan het voordeel dat je makkelijk een factor 50-100 efficienter met de energie uit de 230V kant kan omgaan.

Een nadeel is dan dat als je 230V ingeschakeld wordt op een top van de sinus, dan is de condensator 0V, en krijg je de 300V over de 5k5 weerstand te staan, dus 55mA door je led van je opto. Hmmm. Dat zou nog wel eens "binnen spec" kunnen zijn als je het niet te vaak doet.

Ik zat eerlijk gezegd te denken aan een TVS over de led-met-voorschakelweerstand. Zodanig dat je bij actieve TVS zeg 2mA door de led krijgt, en normaal mikt op 1mA. In het onderhavige geval zou je dan bijvoorbeeld een SMAJ-5.0 kunnen nemen en aansluiten tussen de R1 en R2 in het eerste schema (kathode). Anode aan de kathode van de led.

En dan heb je dus niet meer de zeldzame (gewoon verkrijgbaar hoor, maar aan de dure kant) '814 nodig, maar voldoet een standaard opto. Je pakt dan wel maar 1 kant van de sinus, dus je bandbreedte wordt wat lager.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Op 30 september 2018 15:47:53 schreef rew:
dus 55mA door je led van je opto. Hmmm. Dat zou nog wel eens "binnen spec" kunnen zijn als je het niet te vaak doet.

Dat gaat gemakkelijk goed, zolang je gemiddeld binnen de toelaatbare stroom blijft. De datasheet van de PC814 zegt "maximaal 50mA continue" en "maximaal 1A piek" (voor 100us).

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

Aan de primaire zijde van de opto een condensator kan zelfs met een zero-crossing detector.
Maar dan moet je wel wat rekenen aan het uitgangssignaal, want dat loopt niet gelijk met de nuldoorgangen... ;)

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

Als je een bruggelijkrichter toepas vlak voor de optokoppelaar, dan kan de afvlakcondensator tussen de collector en emittor van de optokoppelaar veel kleiner dan 4.7µF gekozen worden. De bruggelijkrichter hoeft niet veel meer dan een paar volt gelijkrichten.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
buckfast_beekeeper

Golden Member

Kan je net zo goed de AC optocoupler nemen met de 2 anti parallel geschakelde led's zoals in de openingspost.

Honing kan je importeren, bestuiving niet.
bprosman

Golden Member

de meeste hobbyisten kunnen niet bestellen bij RS of Farnell, dus die hebben er weinig aan dat hij daar te koop is.

//offtopic, via Muxtronics gaat dat eigenlijk super simple.

De jongere generatie loopt veel te vaak zijn PIC achterna.

Iedereen alvast enorm bedankt voor de input... en zeker om on-topic te blijven.

Wat ik zoek is gewoon een detectie of er spanning is of niet.
Ik hoef geen nuldoorgangen of zo te detecteren, gewoon of er spanning aanwezig is of niet.

Als dat gedetecteerd wordt in de eerste periodes van inschakelen is dat mooi. Dus in de "laagspanningszijde" van de optocoupler een condensator die de sinussen afvlakt is zeker goed.

Nu ga ik iedereen over mij krijgen....

Ik kwam deze tegen op een goedkope site:
https://www.aliexpress.com/item/1-Bit-AC-220V-Optocoupler-Is...autifyAB=0

Ziet er als een herkenbaar schakelingetje uit, goedkoop en lijkt me qua afstanden wel genoeg gescheiden?

Weerstand, bruggelijkrichter, extra diode, condensator en led aan de 230V kant. Enkel een R aan de lagespanningskant...

Lijkt me wel iets dat een tijdje kan werken?
Bezwaren als het voor geen kritische toepassing gaat??