Датчик наличия тока

[kostiasev]

Доброго времени суток!

Поставлена следующая задача: подавать на микроконтроллер (АТмега8) сигнал о наличии тока в цепи. Цепь 380В 50Гц макс 20А. На данный момент нарисовал схему, которая прикреплена. Будет ли данная система корректно работать?

Все вроде предельно просто. Но нигде не смог найти описание расчета величины R2. Подскажите, пожалуйста.

И вопросы по оптопарам. Будет ли оптопара работать в таком ключевом режиме?
Например, PB181S имеет по даташипу несколько коэффициентов передачи по току. Каков критерий, определяющий какой коэффициент будет при использовании конкретной оптопары?

Спасибо огромное за внимание.

[Enman]

схема рабочая, только С3 можно включить сразу за мостом, можно какой-то ограничитель максимального напряжения в случае броска тока в цепи предусмотреть. Базовый резистор оптопары влияет на быстродействие и на чувствительность, тут можно не заморачиваться, 1 МОм достаточно, можно поставить и 817ю оптопару, где нет базового вывода...

[kostiasev]

Enman спасибо за ответ

А что такое СЗ?

Ограничитель максимального напряжения идея интересная. Попробую что нибудь найти.

Мне немного не понятны оптопары. Никогда не сталкивался. А в универе схемотехники не было. Базовый резистор я поставил для того, что бы сигнал на МК подавался только в случае преодаления током некоторого значения, что бы избавится от ложных срабатываний.
Или, конечно, можно реализовать порог срабатывания в МК. Даже и не знаю что лучше.


Подскажите, пожалуйста, литературу, в которой описан выбор шунтов, оптопар, выпрямителей....

[Enman]

А что такое СЗ?

"вопрос, конечно, интересный"....
Базовый резистор может влиять на ток утечки транзистора оптрона, но это должно быть далеко от рабочих токов, оптрон надо включать по входу светодиода, а не ловить утечки. Порог зажигания можно повысить последовательным стабилитроном, чтобы уйти от температурной зависимости, резистор параллельно светодиоду тоже может "обострять" порог зажигания....вариантов много, что придумаешь, то и твоё...)))

[kostiasev]

на сколько же я не компетентен в этих вопросах...... извиняюсь за это.

идея всей схемы в том, что бы на ножке МК была либо 1 либо 0. То есть, появился ток более 2А и на ножке МК появилась 1.

Вы предлагаете после моста и фильтра перед оптопарой стабилитрон поставить и им отбивать порог срабатывания. Я правильно понял?

[Enman]

да, со стабилитроном порог будет лучше...

[kostiasev]

прикрепил итоговый вариант схемы

начал рассчитывать и выбирать элементы. вот то что насчитал: ток по цепи 20А, ТТ 100/5, вторичный ток 1А, R1=1Ом, падение напряжения на нем 1В.
Оптопара АОТ127В с током 10мА и напр 1,1-1,6В
Стабилитрон КС113А 1,3В 200 мВт Ток стабилизации 10мА (от 1мА до 100мА)

Выбрать диодную сборку не смог. Не пойму по каким параметрам подбирать. Зависимость выходных параметров от входных под вопрос.

R3 - токо ограничивающий резистор. Правильно?

Вопросы:

1. Диодная сборка. Как выбрать?
2. Оцените, пожалуйста, осуществленный выбор. Хоть что то правильно?
3. Расчет значения резистора R4. Как?

[tvorcheskiy]

ток по цепи 20А

Но, вам же нужно, чтоб было так?

появился ток более 2А

И падение напряжения на резисторе необходимо такое, чтоб светодиод зажёгся т.е. учесть падение на диодной сборке нужно (около 2 Вольт), на стабилитроне (хотя в последнем варианте схемы он включен ограничителем), и на светодиоде оптрона 1,7В.
Диодный мост - любой, хоть смд.

[Enman]

не надо использовать трансформатор тока в режиме тока во вторичной обмотке, надо повысить сопротивление нагрузки и получить большее напряжение на выходе, диодов 1N4007 тогда хватит, если рассчитывать на напряжение около 5 В постоянки, то можно ограничителем старые Д815, 816 или маленький дополнить мощным транзистором. Тут вопрос только в калибровке...можно вообще использовать обмотку 220 любого трансформатора, а толстую проволоку просунуть в окно...скорее не больше 3-5 витков хватит, чтоб получить 10 мА на выходе...

[kostiasev]

tvorcheskiy спасибо за то, что подключились к обсуждению.

максимально допустимый ток, который может протекать по измеряемой цепи - 20 А. Желательно его увеличить до 30А для увеличения универсальности решения.

падение напряжения на диодной сборке - это Максимальное прямое напряжение,В в данный сборки? для КЦ407А оно составляет 2,5В при 0,2А

для оптрона АОТ127В - Постоянное прямое входное напряжение Uвх.,В 1.6В.

стабилитрон и задумывается как ограничитель. при такой реализации, как в крайней схеме, за стабилитроном тока не будет (фототранзистор закрыт), пока ток через стабилитрон не достигнет минимального значения стабилизации. я прав?

Итого получается: падение напряжения на элементах 2,5 В + 1,6 В = 4,1 В. Значит, напряжение на шунте при протекании порогового значения тока (2А) должно составить 5В. Правильно?

[kostiasev]

Предлагаю использовать торроидальный измерительный трансформатор компании АИСТ Т04ДС 60А. Коэффициент трансформации 1:3000.

Шунт 7,5кОм 1Вт. При токе 20А напряжения на шунте 50В. При токе 2А напряжение 5В.

как идея?

[tvorcheskiy]

kostiasev При токе 2А, мы имеем на выходе 5 Вольт, примерно 0,6 мА, при нагрузке 7,5кОм. 0.6мА не мало?

[abc]

Шунты, трансформаторы...
Раз уж в схеме есть микроконтроллер, я бы поставил ACS712.
И занялся бы, действительно, разработкой девайса, а не лепкой конфет из сами-знаете-чего.

[kostiasev]

abc очень заманчивое предложение. Конечное устройство планируется ставить на подстанции. Датчики на эффекте Холла чувствительный к внешним магнитным полям. Будут проблемы? Вы сами использовали их? Если да, то как впечатления?

[abc]

Немного шумноваты (в пределах 1-2% от макс. значения тока).
Не нуждаются в калибровке.
В целом - особых претензий к ним нет.
По поводу влияния на них мощного э/м поля ничего не скажу - не сталкивался.
Использовал в схеме сетевого стабилизатора напряжения ( http://av-security.ucoz.ru/blog/2008-09-16-5 ) и в стенде для блоков питания ( http://av-security.ucoz.ru/blog/10ch_wa ... 1-05-30-47 ).

[kostiasev]

вот итоговый вариант схемы. трансформатор тока 1:3000. пороговый ток, при котором должен открыться транзистор оптопары - 4А. При этом токе падение напряжения на шунте - 2,6В

проверьте, пожалуйста, хоть на глаз, номиналы

попытался смоделировать в протеус - не получается. там переменное напряжение после диодного моста получается. в чем проблема - не знаю

[kostiasev]

abc
вот так должен выглядеть датчик ток с использованием ACS712? (прилеплен) Ток в сети 4 - 20А. Малютка такая от тока в 20А не сгорит?

[Enman]

попытался смоделировать в протеус - не получается

прийдётся моделировать паяльником....КС113-это стабистор (два диода), включается в прямом направлении....это ж по каким формулам надо считать, чтобы получить номинал конденсатора 26,5 мкФ ???....надо спуститься на грешную землю...

[abc]

вот типовая схема ее включения


не сгорит

А вообще, схемы включения "неизвестных" деталюх с достаточной степенью верности ищутся примерно так - тыц

[kostiasev]

abc

необходима схема измерения переменного тока. после ACS712 напряжение синусоида, хоть и без перехода через ноль. ее надо выпрямить и поставить фильтр. У меня правильный ход мыслей? Тогда моя схема верна?

судя по цене, это дейставительно вариант очень хороший, так как можно не просто фиксировать наличие тока, но и его мерить, что будет плюсом.


Enman

считал по формуле для RC фильтра.
C=1/(2*pi*R*f)
задался сопротивлением, частотой среза (100Гц) и посчитал емкость. сопротивление использовал то, которое перед стабилитроном, который оказался стабистором =)
немного посмотрел схемки. много где 100 мкФ стоит. Но как рассчитать - все молчат. партизаны

при моделировании поставил 3300мкФ и тогда получил действительно выпрямленое напряжение.

помоги, пожалуйста, посчитать правильную величину конденсатора.