Sensor de corte de energía

Rastree la línea eléctrica de 230 VCA con su HW favorito utilizando un circuito pequeño, eficiente y económico.

En mi tutorial de timbre inalámbrico di el consejo sobre cómo obtener una señal digital de una fuente de 12 Vac para que pudiera leerse con cualquier HW deseado. Esa solución no es válida para alta tensión, ya que la potencia disipada no es aceptable. A continuación, describo otro circuito que resuelve el problema.

Si desea realizar un seguimiento de cuándo se produce un apagón, puede haber varias soluciones:

• Utilice un transformador para reducir el voltaje, rectificarlo y adaptar la señal a su sistema.
• Consiga el cargador de teléfono que tenga en su cajón, desmóntelo, quite el condensador de salida o cámbielo por un valor menor para obtener una respuesta más rápida, y ahí tiene su señal de 5 Vdc.
• Construya el siguiente circuito explicado.
• P.D .:en los comentarios, JT propone otra solución muy interesante con un tubo de neón de 230 V y un LDR.

Todas estas tres soluciones son perfectamente válidas y es fácil comprender los pros y los contras de cada una. Pero en mi opinión, la solución propuesta es la más barata, eficiente y pequeña.

El circuito:

Explicación

Para aquellos que no están interesados ​​en la electrónica, aquí está la explicación de por qué funciona esto:

En el mundo de CC, un condensador es solo un depósito e idealmente, en el término estacionario, podemos considerarlo como un circuito abierto (impedancia infinita). Pero en el mundo de CA, un capacitor representa una impedancia, que se calcula como Z =1 / (2 * pi * freq * C). En este caso, con un condensador de 100 nF equivaldría a casi 32 kOhm. Aplicando la fórmula más popular en electrónica (V =I * R), da alrededor de 7 mA de corriente. Pero espere, aprendí en la escuela que si el voltaje es demasiado, podría reducirlo con un divisor de voltaje usando solo dos resistencias del valor apropiado; Entonces, ¿por qué no hacer lo mismo directamente con una resistencia de 32 kOhm? La respuesta es que la resistencia se calentaría bastante (1,65 W), pero el condensador no, porque no consume energía real, solo reactiva, que no produce trabajo (trabajo =calor). Ese es un tema bastante complejo en electrónica, que no voy a explicar aquí, pero como una pista rápida sobre cómo pensar al respecto, imagine el capacitor como una membrana flexible; los electrones no atraviesan, como sería el caso de una resistencia, sino que empujan la membrana y su efecto se transmite a los electrones del otro lado de la membrana. De esta manera aprovechamos la caída de voltaje alta sin costo en el capacitor y rectificamos el voltaje de CA bajo restante como lo haríamos con un transformador regular. En resumen, hicimos lo mismo que con un transformador voluminoso (para reducir el voltaje), pero con un simple condensador económico y consumiendo menos energía. ¿No es hermoso?

Hay otra diferencia en comparación con el uso de un transformador:la corriente es limitada. Con un transformador, su capacitor de bajo voltaje (el de 47 uF) absorberá toda la corriente necesaria hasta que alcance el voltaje rectificado, pero eso no sucede en la solución propuesta, donde la corriente está limitada por la impedancia del capacitor y el voltaje rectificado depende de la carga. Eso hace que los valores del condensador y la resistencia en el lado de bajo voltaje sean críticos. Aunque también podrían funcionar valores ligeramente diferentes (la electrónica rara vez es una ciencia precisa en términos de valores de componentes), no hay mucho margen; pero si usa un transformador, una variación de orden de magnitud en la resistencia y el capacitor no sería un gran problema.

Nota para las powernets de 110 Vca y 60 Hz

El circuito representado está destinado a 230 Vac 50 Hz. Para tener el equivalente a 110 Vac 60Hz, simplemente use un capacitor de 150 nF o 220 nF en lugar del de 100 nF. De hecho, un condensador de 150 nF se adapta incluso a ambos sistemas, pero el 100 nF propuesto tiene una respuesta más rápida.

Uso práctico

Utilizo este circuito en mi sistema de automatización del hogar, conectado directamente a una Raspberry Pi, que funciona con un adaptador estándar de 5 V, pero también en paralelo con un banco de energía. Siempre que ocurre un apagón, el power bank sigue alimentando a la Raspberry, pero se detecta el apagón, enviándome una notificación gracias a Domoticz, mi sistema de domótica. Evidentemente, para enviar la notificación, o tienes tu router con un SAI, como yo (15 € de segunda mano), o estás conectado a la red móvil. De esta manera puedo saber exactamente cuándo y por cuánto tiempo ocurrió el apagón y realizar algunas tareas automáticas cuando vuelve la energía, como apagar mis luces Hue que inevitablemente se encienden al encenderlo.

Advertencia

Creo que no eres tonto, pero te advertiré de todos modos que estás lidiando con alto voltaje que puede ocasionarte lesiones e incluso la muerte. Ojo si pones en práctica este proyecto. Te recomendaría que una vez que hayas terminado el circuito, lo selles de alguna manera (¿pegamento caliente tal vez? Me encanta), para que no toques partes vivas accidentalmente al tener tus dedos alrededor distraídos con otra cosa que pueda estar en el misma caja.

P.D .:Seguridad

Edito el artículo para agregar esta sección, con el fin de hacer más énfasis en las medidas de seguridad a tener en cuenta, como destacan algunos amigos en los comentarios.

Primero, dado que estamos tratando con alto voltaje (el alto voltaje puede ser un concepto relativo, no solo la definición de cualquier campo técnico como se indica en un comentario a continuación), recomendaría abstenerse de jugar con esto si no está familiarizado con la electricidad. .

En segundo lugar, como se dijo originalmente, pero es bueno repetirlo, debe sellar el circuito, no solo para evitar tocar partes vivas, sino también cualquier otro cable alrededor, o lo que sea. Por cierto, intenté quemar pegamento caliente y parece que es lo suficientemente seguro.

En tercer lugar, el circuito descrito anteriormente no contiene medidas de seguridad. Una recomendación para proteger el circuito contra posibles fallas y sobretensiones sería la siguiente:

El MOV (V1) protege el circuito contra sobretensiones, que podrían afectar a C1, y el fusible evita el riesgo en caso de un cortocircuito en el circuito. Tenga en cuenta que las clasificaciones son para 230 Vca, use valores apropiados para otros voltajes.

Aún así, me gustaría señalar que este circuito no es una bomba. Si C1 está bien, no importa mucho lo que suceda con el resto de los componentes, porque la corriente se limitaría a 7 mA. Es por eso que no especifico las calificaciones para BR1, C2 y R1. En el peor de los casos, si se abre el ramal R1-U1, el voltaje en C2 tenderá a aumentar LENTAMENTE hasta los 325 V y eventualmente, si su clasificación está por debajo de ese valor, obviamente fallará de una manera no muy espectacular. En mi opinión, es mejor usar un capacitor de bajo voltaje para que falle lo antes posible -> menos energía (recuerde, la corriente es limitada, por lo que un cortocircuito en C2 está bien). Utilizar un condensador electrolítico de 400 V sería muy voluminoso y, en el caso explicado, quedaría cargado con una tensión y una energía peligrosas. Un zener en paralelo a C2 sería aún mejor, de esta manera ese capacitor sobrevivirá. El otro hecho importante es que la falla típica de los capacitores de película, como C1, es un circuito abierto. De hecho, contra picos de voltaje reaccionan perdiendo capacitancia, pero siguen funcionando, debido a su propiedad de "autocuración".

Fuente:Sensor de corte de energía