Detectar 220v AC en entrada RA3 de un 16F648A

[banistelrroy]

Bueno, lo de plc si es mi tema he puesto en marcha muchos plc de todas las marcas, variadores, softarter, relés programables, sistemas escada, con sistemas PID..pero lo que busco es economizar en las mejoras que quiero hacer o ofrecer una alternativa más barata..... Los sistemas con pic son mucho mucho más barato, es fácil para mí hacerlos con relays de contacto seco y contadores o plc..pero digamos en mi paiz Perú, con relay en miniatura con bobina de trabajo a 110v esta 50 s./ con eso me compro 7 pic 16f628a o 4 pic 16f877a y para mi aplicación necesitaría 6 relés + el el contador o plc.....ay mucha diferencia pero mucha en cuanto al costo, un compañero me comentó sobre los pic me dijo que si podrían trabajar en el ambiente industrial..
.de inmediato me puse a investigar y la verdad que así no logré conseguir lo que quiero, me gustó el mundo de los pics así que investigaré más y me kedare con este mundo de la electrónica y los pics... Porque se que tarde o temprano lo necesitaré..... Gracias a todos por sus aportes.... Si alguien pudiera decirme si puso a correr un pic en ambiente industrial... Sería bueno que comente su experiencia.

 

[pilm]

Saludos cordiales señores.


He estado mirando cómo va este tema, esperaba ve la solución final pero noto que aún está lejos…
Quisiera comentar algunas cosas:



Lo del documento de la empresa Microchip corresponde a una fuente de poder, la he utilizado muchas veces para energizar mis micros, aunque en configuración de onda completa; muy útil cuando de espacios reducidos se trata No así en ambientes industriales, pues considerando que el elemento “shunt” es un capacitor, es lógico que privilegia el paso de señales de alta frecuencia (los transitorios) dejándole todo el trabajo de eliminarlos al diodo zener (aquí lo que se debe implementar es un circuito paso bajo – capacitores en paralelo con la fuente de transitorios-). Respecto la compuerta (a la derecha del opto) es innecesaria y mas bien redundante, pues si de aprovechar su característica Smith-Trigger se trata, debo hacer notar que los pines del puerto A del micro poseen esta característica cuando se configuran como entradas.



Además, reflexionando un poco: pienso que tu problema @banistelrroy, no está por este lado. El ruido (como ya había escrito anteriormente), debe estar “colándose” por la fuente de alimentación y para la parte del sensor quizá solo necesites una resistencia y un PC814 como lo dijo @Scooter. O una resistencia y diodo, en el caso que no consigas un opto con pareja de leds en anti-paralelo (por software se puede reducir bastante la sensibilidad al ruido).



Una pregunta @banistelrroy: Tenía entendido que en Perú disponen de 220V. De donde tienes los 110V para las bobinas de los contactores?


Continuando: Todos los micro-controladores y en general todo sistema digital es sensible al ruido eléctrico, la clave está en la calidad de la fuente de alimentación, los circuitos de interface con el medio, el diseño del PCB, capacitores de desacoplo en el sitio adecuado etc… Hay que notar que un PLC (diseñado precisamente para soportar las inclemencias del ambiente industrial) no es más que un micro-controlador con sus correspondientes circuitos de acondicionamiento de señal.



Respecto a tus reiteradas preguntas de que si ya alguien lo ha probado las soluciones aquí propuestas, déjame decirte que deberías hacerlas Tú y mas bien comentarnos los resultados obtenidos para sugerirte las mejoras adecuadas, en caso de ser necesarias. (No esperes encontrar nada hecho al 100%). Sin embargo (como también ya lo comente en un anterior post), te cuento que sí he instalado circuitos basados en micro-controlador dentro de tableros eléctricos, en ambientes muy ruidosos, sin problemas. Todos ellos están funcionando. Algunos ya muchos años. Al igual que Tú lo has mencionado, hago estos sistemas basados en micro-controlador por cuestiones de precio, (salen a una fracción de lo que cuesta un PLC). Además (opinión muy particular) con un PIC logro mucha más versatilidad que con un PLC.


Bueno, como que me estoy alargando mucho… Saludos.

 

[banistelrroy]

Pilm, tienes razón justamente voy a probar los circuito les comento como va todo..y si con el pic podría personalizar más la filosofía de control de un determinado proceso, y bueno me estoy demorando y buscar la solución y que estoy en el trabajo y investigando sobre los pics y veo que ay varias cosas que podría implementar, pero espero terminar esto , tengo toda una lista de criterios a tener en cuenta antes de realizar todo así que gracias por la ayuda que me an dado hasta el momento..... Comentas que el nivel de voltaje aquí es 220vac eso es cierto pero es a nivel doméstico el que le llega a todas las casas....en nivel industrial trabajamos mayormente 440vac, 380vac, 220vac, en sistemas trifásicos y en un tablero eléctrico contamos con 440vac la parte de fuerza y control 110vac mediante un trasformador...no en todos los casos, de ai que biene los pulsos a 110vac para el contador que estoy implementando

 

[ruben90]

Hola de nuevo, vamos por partes. Primero debes comprar o armar una buena fuente para "alimentar" la parte digital o de control. Digamos que compras un transformador de 12VAC sin tap central y para economizar precios puede suministrar 500mA.

Para rectificar la corriente suministrada por el transformador usaremos 4 diodos 1N4001 (que soportan 1 Amp.), dando un voltaje de:

Vtotal = (12V*√2)-1.4V ≈ 15.6V

Para regular dicho voltaje utilizaremos el C.I. LM7805, y para ello debemos filtrar la corriente de entrada. La corriente máxima que utilizara el circuito de control es de 500mA y tendrá un ripple de 1V, el capacitor de filtrado es de:

C = (500mA/1V)*(1/120Hz) ≈ 4167 µF

Pondremos dos capacitores de 2200µF/25V en paralelo. Para filtrar el ruido generado por aparatos cercanos utilizaremos un filtro RC con una frecuencia de corte de 160Hz. Con una R=10Ω/5W, el valor del capacitor es de:

C = 1/(2*PI*160Hz*10Ω) ≈ 100µF/25V

Lo más cerca de la terminal VIN del LM7805 colocaremos un capacitor cerámico de 0.1µF/25V. Para que VOUT sea ligeramente mayor a los 5V, colocaremos un diodo schottky (D5 - 1N5817 ) como muestra el diagrama (anticipando el deterioro o calentamiento que presente el 7805).

Para terminar colocaremos un diodo contra corrientes inversas (1N4001)y un capacitor de 10µF/16V a la salida (VOUT).

Por experiencia no es recomendable exigir toda la corriente del transformador, si es de 500mA limita la corriente de uso a la mitad.

 

[banistelrroy]

ruben90 gracias por tus aportes tienes razon creo que el problema principal es la fuente estaba usando un cargador de celuar de pared....pero bueno les comento recogi todas sus ideas y logre ingresar el pulso 110v al pic mediante el opto y porfin logro contar y casi sin problemas faltan algunos detalles pero voy avanzando bien voy a probar el mini proyecto por una semana en ful conteo en plena oepracion del equipo, luego lo plasmare en una pcb, teniendo en cuenta todas las recomendaciones, condesadores de desacoplo, buena masa en pcb, resteo por bajo voltaje del pic el aislamiento que le hice por medio del opto, fuente bien filtrada con transformador de preferencia, en si muchos detalles que deben tener en cuenta para poner a funcionar el sitema en el mundo real y en ambientes con ruidos e interferencias, lo pruebo lo plasmo y lo subo al foro para que talvez alguien le sirva circuito........hasta el momento he avanzado bien

 

[Scooter]

En mi experiencia personal, cuando he puesto esos megafiltros he quemado los puentes. Se aprende a golpes siempre.
Si la fuente no es de uso continuo, vale, si está las 24h pon un puente de 5A para sacar 1A si pones 5000uF.

Personalmente me ha ido mucho mejor un lm323 que un 7805 y además varistores, watchdog etc etc.

 

[ruben90]

Entonces que reemplace los 1N4001 (D1- D4) por unos de la serie 1n5400 (3A), no creo que utilice mas de 500mA. Si es así, se tendría que re-diseñar la fuente o buscar otra alternativa. También observe que efectivamente el PIC16F648A cuenta con entrada schmitt trigger, así que no necesitaras ningún C.I. después del opto-acoplador.

 

[banistelrroy]

Aver la fuente va alimentar el pic y una pantalla LCD que está acoplada al pic, un rele en una de las salidas del pic y parte del optó la que llevará la señal al pic ...la duda ahora es los valores del diodo rectificador y condensador cual me recomiendan....datos adicionales el equipo se prende y se apaga continuamente unas 100 veces diarias y funciona todos los días...

 

[pilm]

Hola @banistelrroy. El consumo de un circuito tan sencillo como el que describes no llegará ni a los 100mA. Diodos de 1A será suficiente o si prefieres pon un puente como el W08M (1.5A/50V) que incluso ocupa menos espacio en el PCB, como filtro Yo pondría un capacitor de 1000uF, uno de 330nF a la entrada del 7805 y uno de 100nF a la salida (Estos últimos así lo recomienda el fabricante del 7805 -por algo será- ). Algo más importante que exagerar en este filtro, es colocar un filtro de línea en la parte AC de la fuente, para impedir que se “cuelen” los transitorios de voltaje producidos por los motores de tu ambiente industrial.
Una cosa muy importante que se me ha estado pasando por alto aconsejarte, es que pongas varistores en paralelo con las bobinas de los contactores, para mitigar los pulsos de alto voltaje que se producirán durante la conmutación y que podrían averiar los opto-acopladores.
Otra cosa: no entiendo por qué el equipo tiene que prenderse y apagarse 100 veces al día. El equipo debería estar encendido siempre, tal ves lo que quieres expresar es que censará unas 100 veces al día?
Un saludo…

 

[Scooter]

En mi experiencia los filtros de línea no han servido de nada, los varistores si y mucho.
L-N L-Pe y N-Pe
Combinaciones de condensadores he hecho todas y nada, sin mejoría aparente, solo la antes mencionada ruptura del puente por lo picos de corriente al poner un filtro descomunal.
El lm323 mejora algo respecto al 7805
Una buena fuente conmutada comercial fue para mí la mejor solución, tras pelearme con todas las combinaciones posibles durante años.
Por las entradas cero problemas una vez optoacopladas.
En mi caso las tensiones se sensaban unas diez veces por segundo y eran unos 50 puntos en tensión y 10 en corriente , todo ac.

 

[pilm]

Pues no sé si solo es una apreciación personal @Scooter, pero a mí sí me han ayudado los filtros de línea, con capacitores en modo común y en modo diferencial. Los varistores por supuesto que son mas efectivos, pues literalmente, cortocircuitan los transitorios de voltaje por encima de su valor nominal, sin embargo; una cosa que no me gusta tanto es que se degradan mucho mas rápido que los capacitores.


Lo de los filtros “descomunales”, totalmente de acuerdo. Entre más grande el capacitor, peor comportamiento a transitorios de alta frecuencia y lo más grave; destrucción del rectificador por los elevados picos de corriente, sobre al momento de encender el equipo.


Lo del LM323 no puedo decir nada porque, siendo honesto, nunca lo he usado…

Lo de la fuente conmutada, también de acuerdo. Lástima que en mi país aún no es posible conseguirlas de buena calidad y bajo precio. Alguna vez usé una de 12V colocándole un 7805 para obtener los 5V que necesitaba; funcionó perfecto y por supuesto el espacio ocupado dentro del equipo, ínfimo.


Saludos.

 

[Scooter]

Pues cada uno cuenta según le ha ido. Yo cuento lo que ha mi me ha pasado, que no quiere decir que sea la única forma de actuar, ni la mejor. Es sólo MI experiencia.
Con fuentes normales, pese a tener tres watchdog cada dos o tres meses se colgaba el sistema. Con los varistores iban mejor y ya con la fuente comercial, me olvidé.
Es que ir a pulsar el reset a 100km no tiene ninguna gracia.

 

[ruben90]

El problema de la fuente conmutada, bueno en mi caso, es que se ve afectada por la conmutación de equipos electromagnéticos (motores, electro-válvulas, etc). No solo es problema de la fuente si no del equipo ah utilizarse. Si va a utilizar motores tendra que ver los efectos sobre la linea e intentar reducirlas.

Lamentablemente todos estos problemas van resolviendose sobre la marcha, por eso existen las etapas de prueba.

Para mi las mejores fuentes donde se utilizara poca corriente (menor de 2 Amp) son las lineales. Si tienes problemas con picos de corriente, se soluciona colocando una bobina o resistencia (filtro LC o RC).

 

[banistelrroy]

Si ahora el tema pasa por la fuente.....mensajes atraz colgué una imagen de lo que quería conseguir ensi el equipo es un puente grúa y lo que se quiere es conseguir el número de veces que actúa los motores horas de trabajo....no se si alguien sabe como trabaja un puente grúa para izaje de cargas y esque el operador para trasladar una carga puede llegar hacer hasta 20 pulsaciones en diferentes direcciones mediante la botonera o radio control...ahora lo que se quiere es contar las veces que se activan los contactores y el tiempo que permanece activado el mismo se intervendrá en su tablero eléctrico y se monitoreara 3 motores a la vez, el tablero cuenta con niveles de voltaje de 440v para la parte de fuerza y 110v para la parte de control este último es voltaje de trabajo de las bobinas de los contactores. Como ya dije antes pienso tomar el mismo pulso de 110v que le llega a la A1 de cada contactor y también lo podría hacer usando sus contactos auxiliares de cada contactor pero no tiene ninguno disponible...así que eso es lo que se pretende hacer...las señales de 110vac meterlos al pic....el pic mismo tendrá su fuente que será tomada del los voltajes que contamos dentro del tablero ...

 

[Scooter]

El problema de la fuente conmutada, bueno en mi caso, es que se ve afectada por la conmutación de equipos electromagnéticos (motores, electro-válvulas, etc). No solo es problema de la fuente si no del equipo ah utilizarse. Si va a utilizar motores tendra que ver los efectos sobre la linea e intentar reducirlas.

¿Y a las lineales no les afecta todo eso...?
Según he visto si que les afecta y mucho, mucho mas que a una conmutada de calidad. Si es china de 1€/1000fuentes es otra cosa.

Lamentablemente todos estos problemas van resolviendose sobre la marcha, por eso existen las etapas de prueba.

Si, pero si cada prueba tarda dos meses en producirse, porque falla cada dos meses, y hay que hacer 200km para solucionarlo cada vez que falla +"lo contento" que está el cliente porque falla "a todas horas" supone que lo que hemos ahorrado por no querer gastarse 50€ en una fuente de calidad reconocida... Los 50€ de ahorro los veo clarísimos.
Es que depende de como de crítico sea el sistema, si "da igual", está al lado de casa y al cliente no le molesta apretar el reset... pues se puede ahorrar.

Para mi las mejores fuentes donde se utilizara poca corriente (menor de 2 Amp) son las lineales. Si tienes problemas con picos de corriente, se soluciona colocando una bobina o resistencia (filtro LC o RC).

Para mi eso no ha solucionado nada, por desgracia. No se notaba una mejoría apreciable en ningún caso. Solo los varistores daban una mejoría notable. Pero claro, volvemos al punto anterior; si le pongo un filtro y no falla nunca mas porque acierto... pues fantástico.