Rilevatori di attraversamento dello zero Circuiti e applicazioni

Circuiti aggiornati: Rilevatori di attraversamento dello zero AC migliorati per Arduino.

Un rilevatore di attraversamento dello zero è usato per generare un impulso di sincronizzazione relativo all’angolo di fase della tensione AC spesso usato nei circuiti di controllo della potenza. La Fig. 1 mostra la relazione di un impulso di zero-crossing con un’onda sinusoidale. L’impulso si verifica a 0, 180 e 360 gradi.

Fig. 2 mostra come usare un optoaccoppiatore H11AA1 per generare un impulso di livello TTL. Durante la maggior parte del tempo l’uscita del foto transistor è BASSA, tranne quando la tensione è vicina allo zero, quando il collettore va ALTO. I doppi emettitori LED del H11AA1 assicurano l’utilizzo di entrambi i semicicicli.

La figura mostra un opto-accoppiatore più comune come un 4N25, ma per usare entrambi i semicicicli sarà necessario un ingresso a ponte di diodi.

Fig. 4 mostra un’applicazione diretta di un rilevatore zero-crossing usando un microcontrollore Arduino per controllare la potenza in uscita ad una lampada. Questa variante usa ancora l’H11AA1 ma può essere collegata direttamente a 120VAC. Lo sketch è mostrato qui sotto.

L’uscita del H11AA1 è collegata ad Arduino DP2 per usare il suo interrupt interno INTR0. Quando l’interruttore su DP4 è chiuso viene rilevato un LOW e il programma collega l’interrupt 0 attivando una routine di servizio di interrupt acon.

La ISR legge il valore del potenziometro su AN0, divide per 4, poi calcola un ritardo basato su quel valore. Più lungo è il ritardo (tra 200uSec. e 8.3mSec.) meno potenza viene fornita al carico. Il circuito agirà come un dimmer per lampade.

Quando l’interruttore viene aperto l’interrupt viene staccato e la lampada si spegne. Vedere le seguenti pagine correlate:

• Interrupts Tutorial per Arduino
• Triac e SCR di base
• Relè a stato solido con Triac
• Rettificatore controllato al silicio attivato dalla luce (LASCR)
• Controllo dell’alimentazione AC di Arduino usando gli interruttori
• Sguardo approfondito al controllo dell’alimentazione AC con Arduino

/*Purpose: to detect zero crossing pulse at INT0 digital pin 2,which after delay switches on a triac. Power activate by external switch*/#define triacPulse 5#define SW 4#define aconLed 13int val;void setup() { pinMode(2, INPUT); digitalWrite(2, HIGH); // pull up pinMode(triacPulse, OUTPUT); pinMode(SW, INPUT); digitalWrite(SW, HIGH); pinMode(aconLed, OUTPUT); digitalWrite(aconLed, LOW); }void loop() { // check for SW closed if (!digitalRead(SW)) { // enable power attachInterrupt(0, acon, FALLING); // HV indicator on digitalWrite(aconLed, HIGH); } // end if else if (digitalRead(SW)) { detachInterrupt(0); // disable power // HV indicator off digitalWrite(aconLed, LOW); } // else } // end loop // begin ac int routine// delay() will not work!void acon() { delayMicroseconds((analogRead(0) * 7) + 200); // read AD1 digitalWrite(triacPulse, HIGH); delayMicroseconds(50); // delay 50 uSec on output pulse to turn on triac digitalWrite(triacPulse, LOW); } 

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