Подскажите, как синхронизировать микроконтроллер с сетью 220В. Нужно знать пересечение синусоиды через 0.

Какой окончательный вариант схемы? И как она работает?


И что за программу вы используете для построения схемы и осцилограммы?

Строго говоря, это "заплатка", а не решение. К неопределенность хар-ки стабилитрона при малых токах добавляется неопределенность вх. тока микроконтроллера, при котором может произойти "защелкивание". В предельно-допустимых этого параметра как правило нет, а "достучаться" до тексуппорта непросто.

Триггер Шмитта не нужен. Желателен, но не обязателен









SIMetrix Intro

1)А можете объяснить алгоритм работы с помощью слов? А то так мне не понятно.
2)И какое предназначение каждого элемента в цепи?
3)+5 В идёт от источника или можно использовать ножку контроллера?

4)


Это значит что мой сигнал синхронизации нужно заводить к компаратору? Или всё-таки можно и на прерывание(INT 0, например).

Сообщение отредактировал Владимир_КПИ - Dec 14 2007, 08:59

Представьте себе, что мы 220 В переменного подали на вход микроконтроллера через резистор R1. Резистор нужен, чтобы ограничить ток. Выбираем резистор таким, чтобы он сильно не грелся. С другой стороны он не должен быть настолько высокоомным, чтобы ток через него был сопоставим с токами утечки порта мк, которые обычно равны 1 мкА. Если взять 220к, то ток будет 1 мА rms, это в 1000 раз больше чем 1 мкА. А рассеиваемая мощность всего 220В*1мА=220мВт. Это меньше, чем "стандартное" значение 250 мВт - типичная мощность рассеивания для резистора типоразмера 1206. Заодно по даташиту проверяем предельно допустимое напряжение и видим, что обычный резюк типоразмера 1206 бодро держит сетевое напряжение.

Чтобы ограничить напряжение на "холодном" конце резюка R1, ставим диоды. D1 не позволяет напряжению при положительной полуволне подняться более чем примерно 5В + 0.7В = 5.7В, где 0.7В - падение напряжения на маломощном кремниевом диоде D1 при токе через диод примерно 1.4 мА (лезем в даташит и смотрим). D2 не позволяет напряжению при отрицательной полуволне упасть менее чем примерно 0В - 0.7В = -0.7В.

Проверяем, будут ли траблы, указанные ув. rezident. Через D1 на шину питания поступает в положительном полупериоде 1 мА. За полный период закачанный на шину ток будет равен 0.5 мА. Практически любой мк имеет потребление больше 1 мА, так что напряжение на шине скакнуть не может - проц сожрет излишний ток. Если же на шине стоит электролит приличной емкости, то напряжение не сможет скакнуть даже если проц жрет всего 0.5 мА.

Лезем в даташит на мелкоконтроллер и видим, что напряжения +5.7В и -0.7В прямо на порт подавать нельзя, поскольку предельно допустимые для микроконтроллера при 5В питания в лучшем случае равны +5.5В и -0.5В, а в худшем +5.3В и -0.3В (зависит от мк).

Чтобы уменьшить напряжение +5.7В до приемлемой величины, ставим делитель R2R3. Чтобы подтянуть напряжение -0.7В до приемлемой величины, ставим подтяжку R4.


+5 есть шина питания, идет от источника питания на ножку питания проца.


Написано, что порт микроконтроллера используется в качестве компаратора. Это значит, что дискретный вход (порт мк) используется в качестве компаратора. Играет роль компаратора. Служит в качестве компаратора. Используется вместо компаратора. Работает как компаратор. Не знаю, как еще объяснить то, что написано русским языком прямым текстом.

Всё равно не понял. Сигнал синхронизации нужно подвести к ножке МК. А как МК будет знать о переходе через 0. Он будет ловить этот переход с помощью внешнего прерывания или с помощью компаратора?[b]


Если с помощью прерывания, то у меня возникла трудность.

В качестве МК буду брать один из контроллеров AVR семейства tiny.

Под свои нужды выбрал модель ATtiny 15L. Во всех моделях семества, кроме модели ATtiny 28x внешние прерывание наступает лишь в 2-ух случаях:
1)По низкому уровню на выводу INTn
2)При любом изменении сигнала на выводе INTn

У модели ATtiny 28x присутствуют ещё 2 дополнительных условия прерывания
3)По спадающему фронту на выводе
4)По нарастающему фронту

Но у этой модели нет ни SRAM, ни EEPROM. То есть она мне не подходит.


Как выход из ситуации вижу деление сигнала синхронизации пополам. А это нужно сделать схемотехнически. И выбор условия прерывания при любом изменении сигнала на выводе INTn.


А чем отличается прерывание по низкому уровню от прерывания по спадающему фронту? Тем что по спадающему фронту прерывание наступает посредине фронта, а по низкому уровню при лог. 0??

Может можно обойтись прерыванием по низкому уровню?




Всё-таки нашёл ещё одну модель семейства, поддерживающую прерывания по фронтам - ATtiny 2313. Но она мне тоже не подходит из-за отсутствия в ней АЦП.

Сообщение отредактировал Владимир_КПИ - Dec 17 2007, 10:35

Владимир_КПИ, речь идет о том, что после ограничителя сетевой меандр имеет фронт с крутизной около вольта на микросекунду и готов для прямого ввода в качестве прерывания. При этом пороговых свойств цифрового входа вполне хватит.
Правда я в подобной ситуации все же пропускаю сеть через компаратор контроллера и выход компаратора уже инициирует прерывание (IRQ).
И еще... При двухполупериодном выпрямлении сети перед балластом-ограничителем сигнал с компаратора получается в виде коротких (около 10 мкс) импульсов с симметричным относительно перехода через ноль расположением. Такой вариант я нашел предпочтительным...

С прерываниями разобрался.

Каким образом?

Что такое диод: http://en.wikipedia.org/wiki/Diode

ВАХ кремниевого диода 1N4148 при прямом токе:

Напряжение на аноде растёт. При примерно 5.7В возникает разность потенциалов 0.7В, что достататочна для отпирания диода и через него начинает течь ток, пропорциаональный напряжению.

Напряжение сети растёт, ток через диод тоже. Но потенциал анода всё-таки растёт.

А что с током через резисторы? Или он пренебрежительно мал?

Для отпирания достаточно примерно 0.6В. После чего через него начинает течь ток, причем падение напряжения от протекающего тока зависит слабо, судя по графику оно возрастает до 0.8В при токе примерно в 30 мА.


Очень мало. На графике вых. напряжения хорошо видно, что напряжение меняется на доли вольта. От изменения температуры оно может измениться больше. Что все равно никак ни на что не влияет.

Получается ограничив ток, мы тем самым ограничиваем и напряжение?

Непонятно, что вы хотели этим сказать. В моей схеме нет ограничителей тока (как то - стабилизаторов тока или схем токовой защиты).

Вы ограничили ток с помощью ограничительного резистора R1

"Вот так рождаются нездоровые сенсации" © Подбирая слова для того, чтобы объяснить вам работу схемы, я поневоле был вынужден использовать нестрогие формулировки, с учетом уровня подготовки аудитории, так сказать. В данном случае слова "резистор нужен, чтобы ограничить ток" надо понимать фигурально. Подразумевалось, что при непосредственном (без резистора) подключении входной ток может быть каким угодно, а с резистором он поддается расчету.