Кнопка на длинных проводах Опции

[man1]

Добрый день , подскажите плз есть задача управлять контроллером посредством кнопки удаленной от него на примерно 100м. На стороне кнопки никаких радиотеталей не должно быть.
Возникает проблема наводки на таких длинных проводах и ложных срабатываний , поэтому я искал возможные решения этой проблемы и нашел схему "токовой петли" и немного ее упростил. Посмотрите плз будет ли эта схема работать.

NSI45020 это источник тока на 20ма
"выход" это выход на микроконтроллер
светодиод и транзистор в круге это оптопара.
Буду рад конструктивной критике.

[НЕХ]

а теперь мысленно зарядите конденсатор 100 пФ до нескольких киловольт и разрядите в кнопку...
прикиньте на сколько вольт подскочит питание через диод VD1, если оно зашунтировано 10мкф...

[=AK=]

на сколько вольт подскочит питание через диод VD1, если оно зашунтировано 10мкф...

Например, зарядим 100 пФ до +10 кВ и разрядим на кнопку. Ток через R2 составит 1А и для указанных диодов не превысит предельно-допустимого. Соответственно, падение на D2 будет примерно 1В, а мaкс. ток через R5 составит примерно 50 мкА. Таким образом, вход МК надежно защищен.

А вот если 100 пФ заряженный до 10 кВ приложить к оптрону, то его изоляцию просто пробьет.

Насколько подскочит питание в случае если на шине не стоит никаких поглотителей, кроме кондера 100 мкФ, посчитаем исходя из баланса энергий конденсаторов. Правда, этот расчет не учитывает, что энергия не просто перекачивается из одного кондера в другой, а по дороге рассеивается в виде тепла, и что большая часть энергии уйдет через R1 в источник +12...+24, которому подскоки "по барабану".

C1*V1²/2 = C2*V2²/2

V2 = sqrt(C1/C2)*V1 = 10 В.

Однако сопротивление R1 в 3 раза меньше, чем R2. Значит, не более четверти энергии 100 пФ кондера пойдет на подскок шины Vcc (повторяю, без учета рассеивания). Тем не менее, для пущей надежности, на шине питания, помимо кондеров, должен стоять какой-то ограничитель, например, зенер. Впрочем, того же эффекта можно добиться, просто увеличив R2 раз в десять, чтобы еще меньшая часть энергии помехи доходила через R2 на шину Vcc.

[НЕХ]

Например, зарядим 100 пФ до +10 кВ и разрядим на кнопку. Ток через R2 составит 1А и для указанных диодов не превысит предельно-допустимого. Соответственно, падение на D2 будет примерно 1В, а мaкс. ток через R5 составит примерно 50 мкА. Таким образом, вход МК надежно защищен.

А вот если 100 пФ заряженный до 10 кВ приложить к оптрону, то его изоляцию просто пробьет.

Вы большой оптимист !
Резистор может испариться, если избежит простого пробоя. Вход то Вы защитили, а какого-же напряжения питания достигнет схемка при заряде 10 мкФ ? Высоковольтный процессор ?
Оптрон при пробое обычно целёхонький, а резисторы 0805, окружающие его, испаряются...
Вывод - используйте варисторы до оптрона и TVS после.

Сообщение отредактировал НЕХ - Sep 1 2012, 12:03

[adnega]

Сделал примерно по такой схеме (см. вложение). Только трансформатор сделал сам: ферритовое кольцо (М2500) К10х6х4.5, 16 витков первичка, 16 витков вторичка (обмотки не касаются друг друга, занимают сектора градусов под 120). Софт написал для LPC1111FHN33/101 - обрабатывает 8 входов, ток потребления всех схемы порядка 13мА.

Периодически транзистор открывается коротким (420нс) импульсом, затем через время T1 в течение времени T2 ждем появления лог. 0 на входе. Если ноль не появился - значит КЗ, если появился - ОБРЫВ. T1 - должно быть больше 600 "попугаев" из приложенного рисунка. T2 - любое, чтобы туда попадали импульсы от ОБРЫВа (скорее влияет на время опроса). Частота колебаний порядка 200кГц (зависит от номиналов в схеме и длины проводов).

Из плюсов: дешево, просто, гальваноизоляция от основной схемы и между каналами, защищено от НЧ и ВЧ наводок (?), нагрев феном до 100С не влияет на работоспособность.

Из минусов: зависит от номиналов и длины проводов (впрочем, как любая аналоговая схема), чувствительна к емкости и сопротивлению на линии. Например, два конца могли бы служить датчиками протечки воды на полу))

Из вопросов:
1. Как с наводками? 50Гц, конечно не проходят, но как быть с другими частотами и энергиями?
2. Как с излучением? Судя по потребляемой мощности энергии не так уж и много, но как оценить?
3. Можно рекомендовать к применению данную схему?

Эскизы прикрепленных изображений