使用 Raspberry Pi 检测 220 VAC

电器工程 树莓派 光隔离器
2022-01-27 15:48:43

我想构建一个简单的设备来检查灯是开还是关。我找到了一些示意图,但我需要确保它是安全的。

在此处输入图像描述 资料来源:如何使用光隔离器检测 220 VAC 电压

我的问题是我不太了解这一点。我发现 PS2501 有可能在高达 80V 的电压下工作,那么如何安全地将其连接到 220 VAC?哪些电阻器限制了这里的电压?为什么我们需要添加一个电容器和二极管(D1,C1)?

我是这个领域的初学者,所以请耐心等待。

3个回答

如果安全是首要考虑因素,而不是建立该电路,您可以考虑以大约 10 至 15 美元的价格购买标准交流输入模块。它们通过了 UL、CSA、CE 和 TÜV 安全认证(仍然可能出错并造成危险情况,尤其是在接线马虎时,但可能性较小)。

无论如何,最好在启动之前让知识渊博的人检查一下。

在此处输入图像描述

外壳内部的电路与您展示的电路有些相似,但响应速度更快。


关于您展示的电路,PS2501 的短期隔离电压额定值为 5000V RMS。这足以安全承受 240VAC 电源和可能出现的大多数瞬变。

为了安全起见,您需要将输入和输出引线(光电)之间的爬电距离(表面泄漏)保持在至少 8 毫米,并确保它永远不会被弄湿或被导电材料污染。

低压侧的电路应接地并使用保险丝或其他限流装置,这样光电器件的故障就不会导致危险情况。R1 和 R4 可能接受也可能不接受,具体取决于类型。在某些条件下,它们肯定会燃烧。

如果在隔离侧没有接地连接,您将依赖于光电内部几密耳的塑料以确保安全。

至于你的其他问题,90V 额定值只是输出晶体管在运行,它只看到 5V,240V 输入通过隔离器左侧的组件降低到 LED 所需的 1.2V。

后面的所有部分都是电“热”的(包括光电器件的那一侧),需要很好地防止意外接触。

电容器 C1 必须是 X2 类型,这是跨市电使用的安全认证。R1 和 R2 必须能够承受电源电压和瞬变。Vishay VR25、35 等系列被适当评级。

C1 真正起到了将 240VAC 降至 1.2V 的作用。大部分电源电压出现在其上。在正半周期,电流流过光耦合器中的 LED,在负半周期,电流流过 1N4007。如果在电压不为零时通电,电阻器主要用于限制电流。

最便宜和最简单的解决方案就是购买一个微型电源供电的 USB 充电器,并将 USB +5 和地线连接起来,以检测充电器何时由交流电供电。

我强烈建议重新考虑使用您的电路,以便在不直接连接到电源电压的情况下进行检测。一些例子是:

  • 检测光的光电二极管
  • 用于检测电流的基于线圈的电流互感器
  • 带霍尔效应传感器的电流互感器检测电流

以上所有方法的好处是,如果您的灯泡烧坏(如果这是您想要的),它们不会触发。

  • 用于检测交流电压的非接触式电压传感器 (NCV) 电路

即使灯泡烧坏,后者也可以在开关打开时触发。

不仅上述选项更安全,而且它们的电路通常比您问题中的怪物更简单。