Detekcia prasknutych poistiek

[jurajbartko]

Zdravim,
potreboval by som pomoct s navrhom obvodu na detekciu prasknutych/poskodenych poistiek. Zariadenia ktore pouzivam je podla navodu potrebne istit kazde poistkou, a v pripade jej prepalenia chcem byt o tejto skutocnosti informovany, nakolko pripadne zastavenie zariadenia by mohlo mat nebezpecne nasledky.
Hlavnhy problem je, ze zariadenia pracuju na rozdielnom napati, a to: 220V AC, 24V AC, 12V DC, 5V DC. Istene musi byt kazde zariadenie osobitne, pretoze nechcem, aby v pripade poskodenia jedneho zariadenia sa nasledkom prasknutej poistky zastavilo dalsie na rovnakej napatovej vetve, alebo dokonca vypadla riadiaca jednotka.

Dalej mam prevodnik, ktory je schopny akceptovat rozsah 0-10V (DC) ako vstup. (v tomto texte budem povazovat 0V za stav prepalenia poistky a 10V stav "vsetko OK")

Vlastnost, ktoru by mal obvod splnat je ta, ze v pripade bezporuchovej cinnosti by mal byt vystup pre prevodnik 10V("TRUE") a v pripade chyby 0V. To z toho dovodu, ze potrebujem docielit, aby sa pripadna porucha/aktivacia poistky alebo celkova strata prudu na nejakej vetve (napr. strata poskodenie zdroja a pod) spravali rovnako - ako chyba. Ak by to bolo naopak, nevedel by som, ci je vsetko OK, alebo ci len prestal ist v nejakej vetve prud.
Samozrejme nemusi sa za "TRUE" hodnotu povazovat striktne hodnota 10V, moze to byt aj 8,7,4,3V, akakolvek vhodna hodnota dostatocne odlisitelna prevodnikom od nuly)

Moja doterajsia myslienka je asi taka, ze za poistky (pred kazde zariadenie) umiestnim obvod:
- V pripade AC: najprv transformator na znizenie napatia z (220V alebo 24V na 10V) a diody na usmernenie + kondenzator (v podstate z toho urobim AC/DC "zdroj", ktory mi znizi 220V alebo 24V AC na 10V DC)
- v pripade DC: len transformator na zmenu napatia z (12V alebo 5V na 10V)

Konce tychto obvodov spojim (programatorsky zapisane) sposobom: STATUS = Out1 and Out2 and Out3 and Out4....Outn., kde STATUS je vkladany ako vstup do prevodnika, ktory je spojeny s riadiacou jednotkou, a Out1..Outn predstavuju patricne znizene a usmernene napatia za poistkami.

Prva otazka je - musim vsade davat transformatory a diody? Neexistuje jednoduchsie zapojenie?.. zrejme nie.
Druha otazka - ako by ste vyriesili pospajanie vysledkov z roznych poistiek? Viem ze je mozne pouzit "AND" logicke obvody, no najradsej by som to nejako vysladal z tranzistorov - ak sa pocet zariadeni rozsiri/zmensi, nech nemusim vyhadzovat cele obvody, ale len pridam, odoberiem jeden tranzistor... Ak sa to teda da.. Tu je mozne experimentovat s velkostou napatia "TRUE".

Mohol by tento sposob fungovat? Ma podla vas nejake nedostatky?
Samozrejme ze sa nebranim akemukolvek inemu rozumnemu rieseniu

Dakujem za docitanie az sem a za odpovede

[SMITH]

V podstate to môžeš spraviť s relatkami . Na každé napätie dáš cievku relé a cez rozpínacíe kontakt preženieš signál 10V . Kontakty dáš buď každý zvlášť , alebo do serie , ale potom nebudeš vedieť ktoré napätie ti vypadlo .

Výhoda tohoto riešenia je 99,9% galvanické oddelenie .

[fery66]

Ja by som asi použil optočleny. Každé, z uvedených napätí, sa dá celkom jednoducho upraviť tak, aby bolo možné ním napájať LED-ku optočlenu. Na výstupe optočlenu je NPN tranzistor a z neho brať signál na ďalšie spracovanie. Jednoduché a galvanicky oddelené. Logické funkcie sa dajú vyskladať z diód, odporov a tranzistorov.

[josek]

Riešenie s relé je myslím jednoduché a pomerne spoľahlivé - použiješ štyri relé (alebo koľko je treba) a k tomu nejaký DC napájací zdroj (prípadne so zálohou na baterky) na indikáciu svetelnou a prípadne aj spoločnou zvukovou signalizáciu pri výpadku niektorého z napätí, keď to je ozaj dôležité. Tiež pripojenie na onen prevodník nie je problém.

[StefanST]

(1) Aké sú tvoje znalosti a zručnosti v elektronike? Vieš si zariadenie postaviť a oživiť sám, resp. máš niekoho, kto to urobí? V prípade 230V aj kvalifikovane.
(2) Stačí ti indikovať, že niektoré zariadenie nechodí (funkcia AND), alebo potrebuješ (bolo by vhodné) indikovať aj ktoré konkrétne zariadenie nechodí?
(3) Môžeme predpokladať, že napájané zariadenia (230V AC, 24V AC, 12V DC, 5V DC) vedia dodať prúd do relé/optočlena odhadom 20-50mA?
(4) Na vyhodnotenie máš len analógový vstup, alebo aj digitálne vstupy? S akým rozlíšením vie snímať analógový vstup?
(5) Aké sú vzdialenosti zariadení od prevodníka (1m, 10m, viac)? Aké je rušenie v danom prostredí (motory a pod.)?

Zdravim,
Prva otazka je - musim vsade davat transformatory a diody? Neexistuje jednoduchsie zapojenie?.. zrejme nie.
Druha otazka - ako by ste vyriesili pospajanie vysledkov z roznych poistiek?

Transformátory netreba: Pre 230V dáš relé na 230V AC, pre ostatné napätia obdobne.

[stefanSK]

Na prvý pohlad jednoduchá otázka nemá triviálne riešenie - treba poznať, ako sa chová zariadenie/obvod, čo spôsobil prerušenie poistky.
Môže nastať prípad, že súčiastka ktorá spôsobila prerušenie poistky nadprúdom:
1. zostane v skrate - v tomto prípade budú fungovať už navrhované riešenia,
2. celé zariadenie môže mať nulový odber napr. prerušené všetky diody v usmernovacom mostíku na vstupe zariadenia (diody sa môžu skratovať ale aj mať nekonečný odpor), prehorená cestička na plošnom spoji, alebo porucha iných súčiastok. V tomto prípade je treba iný spôsob vyhodnotenia prerušenia poistky,
3. z neznámeho dôvode nebude napätie ani pred poistkou.

[5ko]

Podstatné je aj vedieť,či zariadenia na seba naväzujú v nejakom procese, či nie je potrebná blokácia ostatných ,pri výpadku jedného v treťazci./napr. blokovanie dopravníkov,aby nedošlo k zasypaniu pri zastavení jedného ./
Alebo stačí sigfnalizácia výpadku ktorého kolvek.
Taktiež nepíšeš, či tá signalizácia má byť len na každom zariadení, alebo centralizovaný panel s poruchovými hláškami.
Ak by stačilo na zariadení,/ak nie je z jeho činnosti viditelne zrejmá jeho porucha/,tak by stačilo možno premostiť poisku dútnavkou,ktorá v prevádzke nesvieti,ale pri prerušení poistky sa rozsvieti.
Ak to bude centralizované, tak potom tak ako písali, každé zariadenie by napájalo cez relé/optočlen signalizačný obvod umiestnený kdekovlek.

[jurajbartko]

Dakujem za odpovede, pokusim sa vyjadrit ku kazdemu komentaru, ale na zaciatok aspon blizsie opisem, co vlastne robim nech ste v obraze a nech tu nehovorime o abstraktnych zariadeniach. Jedna sa o regulator kurenia na pevne palivo za pouzitia:
- RaspberryPi - regulator (5V)
- Senzory na meranie teploty (5V),
- senzory na meranie tlaku (5V - nejake cinske, este som ich nerozbehal)
- AD/DA prevodniky Horter (napajane cez 5V a 12V)
.....Bausatz I2C-Analog-IN - 5 Kanal 10 Bit für DIN-Schiene
.....Bausatz I2C Analog Output Modul 4 Kanal 10 Bit
- servomotory na trojcestne ventily Siemens SSC 619 (24V AC/DC, napajam ich cez AC)
- elektrotermicky pohon na radiatory (24V AC)
- 2x jednofazove cerpadla (cca 60W) + 2x frekvencne menice INVERTEK - OPTIDRIVE E2 Single Phase


Napad s relatkami sa mi pozdava asi najviac - jedna sa o jednoduche a zrozumitelne riesenie. A pri tomto zapojeni bude jednoduchsie namiesto 10V (ktore by som musel ziskavat z 12V) pouzivat ako signalne napatie 5V. Zoberiem ho hned zo zdroja, od ktoreho sa napaja regulator, a AD prevodnik bude 5v akceptovat rovnako dobre ako 10V.
Optocleny mi az take zname nie su - relatka budu pre mna asi jednoduchsie. Nad optoclenmi by bolo zaujimave rozmyslat, jedine ak by som pomocou nich dosiahol vyraznejsiu energeticku usporu.

(1) Aké sú tvoje znalosti a zručnosti v elektronike? Vieš si zariadenie postaviť a oživiť sám, resp. máš niekoho, kto to urobí? V prípade 230V aj kvalifikovane.
(2) Stačí ti indikovať, že niektoré zariadenie nechodí (funkcia AND), alebo potrebuješ (bolo by vhodné) indikovať aj ktoré konkrétne zariadenie nechodí?
(3) Môžeme predpokladať, že napájané zariadenia (230V AC, 24V AC, 12V DC, 5V DC) vedia dodať prúd do relé/optočlena odhadom 20-50mA?
(4) Na vyhodnotenie máš len analógový vstup, alebo aj digitálne vstupy? S akým rozlíšením vie snímať analógový vstup?
(5) Aké sú vzdialenosti zariadení od prevodníka (1m, 10m, viac)? Aké je rušenie v danom prostredí (motory a pod.)?
Transformátory netreba: Pre 230V dáš relé na 230V AC, pre ostatné napätia obdobne.

1, Nemam elektrotechnicke vzdelanie. Som informatik. Moja skolska elektrotechnika, resp. skor fyzika konci na zakladnej skole. Dalej uz len skola zivota Ale kedze toto vzdelanie nemam, tak vsetky zalezitosti ohladom elektrotechniky ktore su zivotu-nebezpecne konzultujem s ludmi, ktore toto vzdelanie maju. Zapojit jednoduchy obvod zvladnem. Pozapajat relatka konstrucne a ani z hladiska zapojenia az tak zlozite nie je. Dalej viem, ze pri obvodoch kde sa miesa vysoke a nizke napatie je potrebne tieto casti na plosnom spoji mechanicky oddelit prerezanim plosneho spoja - ako je tomu na adapteroch. Aby vznikla dostatocna diletacia ktora zabrani moznemu prepojeniu obvodov po nakondenzovani vlhkosti. Dalej je potrebne zamedzit moznemu dotyku nebezpecnych ploch obvodu zapuzdrenim do vhodneho obalu/puzdra. Napada vam este nejaka dolezita zasada, ktorej sa pri konstrukcii takychto dosiek drzat?
2, Staci informacia, ze niektora poistka praskla. Pripadne si vystupy z relatok kritickejsich zariadeni rovno aj vovediem do AD prevodnika. Nech mam informaciu aspon o vypadku najkritickejsich zariadeni. Ale cely system je navrhnuty tak, aby aj v pripade uplneho zlyhania elektro-techniky (napr. uplny vypadok prudu, vypadok zalozneho zdroja) sa system sam bez akehokolvek zasahu od cloveka alebo elektrotechnickeho zariadenia prepol na zaklade gravitacie na samospad (gravitacia snad nezlyha ).
3, Ano, planujem pouzit cca 6W zdroj napajania (5V). Raspberry zozerie cca 1.2W, senzory by az tak vela nemali (cca 15-20 senzorov po 0.005W) + nieco z 5V spapaju aj AD/DA prevodniky (nemam odmerane). Ale myslim, ze 6W je viac ako dost. Vsetky zdroje mam momentalne predimenzovane aj viac ako o 100%, takze par relatok dokazu este potiahnut.
4, jedna sa o AD prevodnik. Vstup berie 0-10V, Je 10 bitovy, cize mera s rozlisenim 10V/1024.... co je cca 0.01 Voltu.
5, V kovovej rozvodnej skrini bude spolu s regulatorom (raspberryPi), prevodnikmi a zdrojmi napajania len frekvencne menice. Vsetky ostatne zariadenia budu von zo skrine vzdialene do 0.5-1m vzdusnou ciarou, kabelaz k nim mozno 2-3 metre. Najviac sa obavam frekvencnych menicov, ci nebudu robit nejaku sarapatu. Kable k cerpadlam budu tienene a uzemnene.

Na prvý pohlad jednoduchá otázka nemá triviálne riešenie - treba poznať, ako sa chová zariadenie/obvod, čo spôsobil prerušenie poistky.
Môže nastať prípad, že súčiastka ktorá spôsobila prerušenie poistky nadprúdom:
1. zostane v skrate - v tomto prípade budú fungovať už navrhované riešenia,
2. celé zariadenie môže mať nulový odber napr. prerušené všetky diody v usmernovacom mostíku na vstupe zariadenia (diody sa môžu skratovať ale aj mať nekonečný odpor), prehorená cestička na plošnom spoji, alebo porucha iných súčiastok. V tomto prípade je treba iný spôsob vyhodnotenia prerušenia poistky,
3. z neznámeho dôvode nebude napätie ani pred poistkou.

1, Zotrvanie v skratovom stave: ...dufam, ze poistky zafunguju
2, Nulovy odber: Samozrejme ze k tomu moze dojst, Tento detektor tieto situacie ani nema riesit. Riesi vylucne poistky/ resp. istice (ale aj vypadok zdroja urciteho napatia).
3, Strata napatia pred poistkou: K tomuto moze odjst ak sa poskodi zdroj urciteho napatia - Vysledkom coho bude vystup 0V, co je Chybovy stav, ktory vypne relatko a upozorni tak na chybu. Vypadok zdroja tiez povazujem za chybu.

Podstatné je aj vedieť,či zariadenia na seba naväzujú v nejakom procese, či nie je potrebná blokácia ostatných ,pri výpadku jedného v treťazci./napr. blokovanie dopravníkov,aby nedošlo k zasypaniu pri zastavení jedného ./
Alebo stačí sigfnalizácia výpadku ktorého kolvek.

V zasade o chybe staci vediet centralne - aby regulator mohol na to mohol upozornit urcitou vystrahou. Pricinu chyby a opravu musi odhalit a vykonat clovek.
Zariadenia su na seba ciastocne naviazane. Napr. cerpadlo a servo-motor na trojcestnom ventile, ktore pracuju na jednom okruhu. Ale aj napriek tomu by jeden signal mal stacit. Software by si mal totiz ustrazit nekonzistentne stavy podla teploty v sustave aj bez informacii z detektora prasknutych poistiek a mal by si s nimi vediet poradit, alebo lepsie povedane by mal sustavu korektne uviest do stavu samospadu - aby v nej nevznikla nebezpecna situacia a nemuseli zasahovat fyzicke zabezpecovacie prvky. Alebo pokusit sa rychlejsie precerpat kvapaliny a pod. Tento detektor je len doplnok. A ak zlyha aj softvare a aj elektronika, tak spolieham na fyzicke zapojenie - samospad, mechanicky poistny ventil a mechanicky regulator tahu kotla.