dúvida Sensor de 220VCA para arduino

[Regivaldo Costa]

Pessoal,

 

Estou a desenvolver um comutador que fará a comutação automática para o gerador, quando da falta da energia AC comercial (220 volts).

 

Como para efetuar o controle automático da "situação", o arduino precisa saber quando faltou AC e também se o gerador está gerando AC. Assim, preciso de dois sensores 220 VAC.

 

No ML vendem uma plaquinha que usa um limitador resistivo que alimenta um fotoacoplador. Pensei em comprar ou montar o mesmo circuito, mas repensei e achei que,  mesmo com o uso de fotoacoplador no isolamento, é um circuito meio que perigoso ou mesmo com falta de robustez.

 

Pensei em usar dois pequenos transformadores 220 VCA para 9 volts, retificar, filtrar e alimentar um pequeno relé que ai gerará o referencial de terra para o Arduíno quando da ausência/presença de AC comercial e/ou gerador.

 

O que acham? Alguém teria outra sugestão?

 

Obrigado.

 

[]'s,

 

Regivaldo Costa

 

 

[nagkiller]

 

Onde você tirou essa de não ser seguro (meio perigoso)???

 

Com trafo, além de ocupar muito espaço, se usar filtro, por exemplo um capacitor de 2200uF, demorará para se descarregar. Além de uso muitos componentes e reguladores. Este relé ainda vai drenar uma corrente da fonte( disperdicio, apesar de ser pequena) e terá que ficar sempre energizado, quando tiver AC.

 

Na minha opinião é melhor coisa é o fotoacoplador!!!

Tem isolamento e detecção rápida, fora que já vem pronto pro Arduino.

 

Flw...

Editado: 14 de Julho de 2019 por nagkiller

[Regivaldo Costa]

Olá Nagkiller,

 

Valeu pelo comentário. Concordo contigo que ocupa mais espaço, entretanto, na minha visão, o isolamento é muito mais robusto no caso de uso de um trafo, principalmente considerando que estarei "sensoreando" a partir de energia comercial de área rural, bem como a partir de um gerador. Detecção rápida não é relevante  para essa aplicação, o isolamento sim.

 

O preço é quase a mesma coisa, pois preciso apenas de um trafo de 9v/100mA, um relé 12VCC , um retificador, é um pequeno capacitor, que fica por volta do 30 reais. A plaquinha no ML está por volta de 25 reais, sem considerar o frente (no meu caso) que irá encarecer ainda bem mais.

 

Se realmente funcionar bem como sensor VCA, penso que pela robustez, para mim será melhor, visto que não terei problema de espaço, pois o conjunto arduíno e periféricos serão instalados num quadro do tipo QDCA.

 

[]'s,

 

Regivaldo Costa

--

 

 

Editado: 14 de Julho de 2019 por Regivaldo Costa

[nagkiller]

Poderia definir melhor o que seria "o isolamento é muito mais robusto" ????

[Regivaldo Costa]

2 horas atrás, nagkiller disse:

Poderia definir melhor o que seria "o isolamento é muito mais robusto" ????

Sim, claro. Vou lhe ajudar a entender, visto que para você não é óbvio:

 

No contexto do que já foi colocado, no transformador temos o isolamento por indução eletromagnética. Assim, quando temos o 220  VCA entrando no primário, no secundário teremos os 9 VCA pelo princípio de indução eletromagnética associado as característica construtiva do transformador. Já no esquema do fotoacoplador, a tensão chega ao a mesmo somente por limitação resistiva direta; que numa sobretensão e/ou descarga elétrica poderá torrar o substrato e colocar internamente os pinos deixando passar os 220 volts à saída; No transformador, um sobretensão momentânea poderá apenas abrir o enrolamento primário, e até vir danificar a bobina do relé (devida a sobre tensão que também é transferida para o secundário) no contexto da proposta , mas não para o arduino.

 

Já relativo a robustez, a possibilidade do transformador pifar, devido alguma sobre tensão (nesse caso momentânea ou até mesma oriunda de uma descarga elétrica) e enormemente menor em relação ao fotoacoplador, que nesse caso certamente teremos o diodo emissor de luz danificado, isso se o encapsulamento não vir a virar um carvão e deixando passar os 220 para o arduino com já citei acima  (um caso de isolamento), sendo assim, mais robusto frente as variações da tensão de entrada. O transformador é naturalmente um componente isolador e robusto pela sua própria característica construtiva/mecânica, se compararmos com um fotoacoplador. Isso é óbvio!  

 

[]'s,

 

Regivaldo Costa

--

[nagkiller]

Esse texto de definição foi tirado da internet???

 

Um opto se usar um Hi Pot tera um isolamento maior que 3KV( dependendo do modelo, 5KV)... Em relação a um trafo que não passará de 2KV(dependendo do modelo)!!!

 

Os 220V, em um opto, nunca passarão dos terminais do led para os terminais do transistor, e não queimará o pino do Arduino!!! A não ser que haja uma tensão que rompa a isolação (de acordo com o datasheet).

 

Estude um pouco mais sobre isolação optica, que é isso q faz um opto!!!

 

Mas se realmente acha melhor utilizar trafo com relé (é uma opção), apenas lembre-se de verificar mais um detalhe sobre relés, por exemplo um rele de 12V, pode ficar com a bobina energizada até com 7V, ou menos. Então dependendo do seu circuito, poderá haver falsos positivos.

 

Pode ainda subtituir o relé pelo opto, utilizar fonte e rearrajar o circuito, se souber fazer isso!!!

 

Flw...

Editado: 15 de Julho de 2019 por nagkiller

[Regivaldo Costa]

Então, compreendo sim o que está envolvido na arquitetura de um fotoacoplador. Um pouco mais ainda, quanto ao aspectos práticos, dado que o fabricante não diz. Trabalhei muitos anos com telefonia, onde a detecção de "ring", uma tensão de +/- 70 VCA, 25Hz usado para o toque da campainha, era feita por limitação resistiva e fotoacoplador. Eram inúmeros caso de pegamos o fotoacoplador literalmente estourado e as vezes o substrato rachado (acompanhado daquele terrível cheiro empregnado de "amper") e junto ferrava com tudo que estava a frente do opto. Teoria e prática tendem a caminhar juntas, havendo exceções como essas. O isolamento citado pelos fabricante está associado apenas ao dielétrico do substrato e em situações controladas de teste.

 

Agora aplicações de fotoacopladores que não impliquem em receber tensão AC/DC altas e  diretas apenas por limitação resistiva, são excelentes, um exemplo como muito outros que poderia citar, está  nessas plaquinhas de acionamento de "N" relés made in China que temos aos montes à venda no ML, onde usam opto para isolamento para o acionamento do relé, logo que o sinal de excitação é normalmente 5 VCA de baixa corrente e logo, logo, muito útil para diversas aplicações, incluindo arduino. A "alta tensão" só fica vinculado aos contatos do relé.

 

Relativo a questão do relé, tens razão. Mas estarei  considerando a falta total de energia, mas poderei garantir casos em que a tensão esteja pela metade, é que o relé, mesmo assim, não venha atracar. Se usar de fato 9 VAC, teremos retificado 9*1,41=12,69 VCC. Com 110 teremos metade disso. Não estou a considerar a filtragem, pois colocarei algo muito pequeno, logo que ripple não será uma variável a ser considerado, para o caso do relé.

 

No mais, suas colocações são boas. Como coloquei no final do texto da thead, a ideia é essa, saber qual o melhor caminho e se alguém conhecia outras alternativa para sensorear o AC. Além dessas duas apresentadas, quando postei a thread, já estava tendencioso ao uso do transformador e poderia desconhecer outra melhor. As divergências nesse caso, são sempre positivas.

 

[]'s,

 

Regivaldo Costa

--

[mariomendes77]

Você pode usar algo assim , vai ter um isolamento maior que o transformador.

 

 

[Regivaldo Costa]

Mário, grato pelo feedback.

 

Boa! Eu até conhecia esse produto, mas em momento algum veio à mente. Ele também é muito usado para algo como inicio/fim de curso em dispositivo de precisão, através da interrupção mecânica do feixe de luz.

 

E a mesma lógica do fotoacoplador, mas como vc mesmo disse, possui isolamento superior ao fotoacopladores tradicionais. Se consideramos um transformador, cujo fio pode perder o esmalte por sobreaquecimento e entrar em curto primário/secundário, também se mostra melhor.

 

Mas ele ainda possui a fragilidade (ou falta de robustez) quanto ao acendimento do LED por limitação de resistores ligado direto a CA, considerando que será 220 volts. 

 

Achei dele no ML a 11 reais.

 

Adicionando o mesmo na lista de opções. 

 

Obrigado.

 

[]'s,

 

Regivaldo Costa

--

9 horas atrás, mariomendes77 disse:

 

[zazulak]

Buenas,

 

você quer detectar apenas presença ou ausência de rede ac / saída do gerador, ou precisa monitorar também se a tensão e frequência estão dentro da faixa aceitável?

 

Se você quer mesmo levar a imunidade contra descargas atmosféricas e afins ao extremo, vai ter que ter dois circuitos separados: Um em contato direto com a rede, e o outro a uma distância de alguns metros, e transmitir o sinal de um para outro por fibra ótica, ou talvez por RF. Essa abordagem é usada em máquinas de tomografia computadorizada, onde os igbts do circuito que excita o tubo de raio x (com cerca de 125kv) ficam a mais de um metro do circuito de controle, e recebem os sinais de acionamento por fibra ótica. 

Editado: 16 de Julho de 2019 por zazulak

[nagkiller]

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Editado: 16 de Julho de 2019 por nagkiller

[Regivaldo Costa]

20 horas atrás, zazulak disse:

Buenas,

 

você quer detectar apenas presença ou ausência de rede ac / saída do gerador, ou precisa monitorar também se a tensão e frequência estão dentro da faixa aceitável?

 

Se você quer mesmo levar a imunidade contra descargas atmosféricas e afins ao extremo, vai ter que ter dois circuitos separados: Um em contato direto com a rede, e o outro a uma distância de alguns metros, e transmitir o sinal de um para outro por fibra ótica, ou talvez por RF. Essa abordagem é usada em máquinas de tomografia computadorizada, onde os igbts do circuito que excita o tubo de raio x (com cerca de 125kv) ficam a mais de um metro do circuito de controle, e recebem os sinais de acionamento por fibra ótica. 

Olá Zazulak,

 

Então, desejo somente monitorar a presença/ausência. Mas como será tanto da energia comercial, essa de área rural, como de um nobreak (que suprirá a falta do AC, mas alimentando um nobreak e este por sua que estará sempre suprindo os pontos essenciais da casa, que inclui o arduino), gostaria que a solução fosse bastante robusta, isto é, +/- a prova de intempéries e sobre tensões. Logo que os sinais de ausência/presença irão ser insumo para um arduino, o isolamento também se torna importante para que toda a solução fique bastante robusta.

 

A alternativa que você citou me parece ser muito boa, mas está fora do escopo, visto que preciso de algo simples, considerando a robustez.  

 

Obrigado pelo feedback.

 

Abraço,

 

Regivaldo Costa

--

[mariomendes77]

Em 15/07/2019 às 20:37, Regivaldo Costa disse:

Mário, grato pelo feedback.

 

Boa! Eu até conhecia esse produto, mas em momento algum veio à mente. Ele também é muito usado para algo como inicio/fim de curso em dispositivo de precisão, através da interrupção mecânica do feixe de luz.

 

E a mesma lógica do fotoacoplador, mas como vc mesmo disse, possui isolamento superior ao fotoacopladores tradicionais. Se consideramos um transformador, cujo fio pode perder o esmalte por sobreaquecimento e entrar em curto primário/secundário, também se mostra melhor.

 

Mas ele ainda possui a fragilidade (ou falta de robustez) quanto ao acendimento do LED por limitação de resistores ligado direto a CA, considerando que será 220 volts. 

 

Achei dele no ML a 11 reais.

 

Adicionando o mesmo na lista de opções. 

 

Obrigado.

 

[]'s,

 

Regivaldo Costa

--

 

A robustez vai depender exclusivamente da construção mecânica que você executar. A solução simples de isolamento você já tem.

[zazulak]

Pensei numa outra alternativa, já que você vai usar um nobreak: Usar ele como indicador de rede presente. Se ele tiver interface serial ou usb, pode fazer o arduini comunicar com ele via interface. Ou, se ele não tem nenhum tipo de comunicação, pelo menos deve ter um led que acende quando ele está em modo rede. Pode ligar um optoacoplador em série com o led indicador de modo rede e usar o sinal do opto como a sua sinalização de rede presente. Aí a proteção você implementa antes do nobreak (DR, DPS, faíscador a gás, varistores, etc..)

[Regivaldo Costa]

Em 17/07/2019 às 11:08, zazulak disse:

Pensei numa outra alternativa, já que você vai usar um nobreak: Usar ele como indicador de rede presente. Se ele tiver interface serial ou usb, pode fazer o arduini comunicar com ele via interface. Ou, se ele não tem nenhum tipo de comunicação, pelo menos deve ter um led que acende quando ele está em modo rede. Pode ligar um optoacoplador em série com o led indicador de modo rede e usar o sinal do opto como a sua sinalização de rede presente. Aí a proteção você implementa antes do nobreak (DR, DPS, faíscador a gás, varistores, etc..)

Zazulak,

 

Então, o nobreak que estarei usando é aquele NHS Prime 3000VA, que estava com defeito, mas que já foi consertado a partir do esquema que você disponibilizou no fórum. Lembra?

 

Então, relativo a indicadores visuais, ele só tem o display 2x16. Também possui uma serial, mas nesse caso acredito que eu teria que conhecer o protocolo envolvido.

 

Deverei optar pelo uso de transformador mesmo, está mais fácil até de comprar em minha cidade. Outras opções, como a do Mauro, seria legal, mas sairia mais caro. Deverei encerrar a therad.

 

Valeu!

 

[]'s,

 

Regivaldo Costa

-- 

Em 17/07/2019 às 10:23, mariomendes77 disse:

A robustez vai depender exclusivamente da construção mecânica que você executar. A solução simples de isolamento você já tem.

Sim, verdade!

 

Valeu!

 

Abraço,

 

Regivaldo Costa

--