8-киловаттный 4-канальный коммутатор AC с измерением потребления. Часть 1

Для автоматизации большого дома появилась задача включения/выключения мощных нагрузок — насосов бассейна, бойлеров и даже гостевых комнат целиком (когда в них никто не живет), причем хотелось еще и знать количество потребляемой ими энергии. Но готовых устройств с необходимыми характеристиками (и даже близко к ним) — не нашлось. Пришлось выдумывать самому. Первая версия оказалась не очень пригодной к эксплуатации, но показала, что немного труда и получится вполне законченное устройство.



Признаюсь честно, опыта в создании мощных устройств переменного тока у меня практически нет. Поэтому при разработке этого устройства я постарался перестраховываться по-максимуму — грозоразрядники, широкие дорожки, предназначенные для напаивания мощных медных шин, экранирование в промежуточных слоях платы. В первой версии не обошлось без эксцессов и ошибок (например, в даташите на модуль питания Voltage output 1 и Vout1 — оказались не одним и тем же, так что пришлось резать дорожки, а разъем microUSB я развел просто неправильно, так что порт на нем не работает).

Для коммутации были выбраны 80-амперные бистабильные реле EW80. Надо сказать, выбор не слишком удачный — корпус негерметичный и в местных условиях большой влажности может оказаться непригодным. К сожалению, выбор мощных бистабильных реле у доступных поставщиков не слишком велик, так что придется либо заливать герметиком каждое реле отдельно, либо корпус целиком. В качестве управляющих ключей я взял имевшиеся под рукой драйвера мосфетов ADP3624 (по одному на каждую пару реле), позволяющие подавать напряжение на обмотки в обоих полярностях и обесточивать их после срабатывания. Потребление измеряют датчики холла ACS759-100, а напряжение сети — через маломощный трансформатор. В качестве АЦП и управляющего микроконтроллера выступает STM32F373CBT6.

Для упрощения подключения готового устройства — входное напряжение подается на один разъем, а ко всем каналам коммутации будут протянуты медные шины 7x3мм, напаиваемые поверх дорожек платы. В условиях возможно очень длинных проводов до нагрузки (многие десятки метров) — было решено коммутировать одновременно и ноль и фазу, чтобы избежать проблем с наводками, перекосами и просто для безопасности. Так как плата не предназначена для работы без внешних устройств защиты («пробки», УЗО) — на ней отсутствуют предохранительные элементы, имеются только грозоразрядники для защиты от высоковольтных импульсов. На каждом канале имеется индикаторный светодиод, также есть схема подачи сигналов тревоги («пищалка» и реле для 10 ампер внешней нагрузки), но в программном обеспечении их использование пока не реализовано.

Управляется устройство по последовательному порту с гальванической развязкой (теоретически есть возможность использовать и USB-порт), с простым протоколом, аналогичным примененному в моем диммере. Позднее я заменю его на MQTT-over-serial.



Должен сразу сказать, что схема получилась не очень удачной и в следующей версии немного изменится — стабильность напряжения 3.3 вольт для питания датчиков тока и контроллера не выдерживает никакой критики, что приводит к погрешностям измерения мощности в пару-тройку десятков ватт (даже при отсутствующей нагрузке), скорее всего я поставлю стабильные источники референсного напряжения 3.3v на каждый датчик отдельно. Возможно также стоит использовать 16-битный АЦП в контроллере, но, к сожалению, скорость его работы не слишком высока — сейчас ток и напряжение измеряется примерно 5000 раз в секунду, что теоретически можно делать и 16-битным, но мне пока не удалось добиться устойчивой его работы с множеством каналов через DMA.

Прошивка контроллера раз в десять секунд выводит данные о потреблении нагрузки на каждом канале и сетевом напряжении, принимая команды на включение-выключение каналов. Софт очень сырой, его тоже придется порядком переделывать и добавлять различные функции контроля (например на перенапряжение в сети, перегрузку, перегрев платы и тому подобное).

Код на гитхабе
Метки:
Поделиться публикацией
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама
Комментарии 243
  • 0
    А почему твердотельное реле не использовали?
    Более надежны, правда если не охота возится с защитой от индуктивных токов, то твердотельное ищется с многократным запасом по току и встроенной защитой от пиков напряжения.

    Типа такого http://tinyurl.com/myt6tg8
    • 0
      Дороговато все-таки. EW80 стоит по 8 баксов за штуку.
      • +4
        SSR греются.

        В таких схемах используют или контакторы, или реле с шунтированием контактов симистором.

        Для всяких нагрузок типа двигателей, трансформаторов и т.п. второй вариант позволяет ещё и стартовый бросок тока уменьшить радикально.
      • 0
        Всё же давно придумано. А если ваша хрень загорится из-за колхоза с герметиком? Чисто теоретически?

        Контакторы и амперметры (трансформатор тока) полностью решают вашу задачу. А контакторами рулить (через промежуточные реле) и снимать показаниями амперметра можно с какого-нибудь ПЛК, например, SIEMENS Logo. Да при желании и с ардуины с Ethernet шильдом. Вопрос надежности.
        • 0
          А у них есть на 8 киловатт контакторы (70 ампер 110 вольт) по вменяемым ценам? И без колхоза с кучей проводов, опутывающих все вокруг?
          • +1
            Я бы тоже использовал Контактор например такие. Это будет более безопасно и по цене не сильно добавит стоимости, а плата у вас будет проще.
            • 0
              Судя по картинкам — эти контакторы тоже не герметичные совершенно. Да еще и ограничение по температуре в 40 градусов (которая в здешних краях легко достижима). То есть EW80 будет ничем не хуже, а разводка на плате — сильно уменьшит количество силовых проводов вокруг.
              • +3
                Есть с IP68 контакторы. Мне интересно, что за идиот заказал у вас «умный дом» и готов ставить себе в управление силовухой обычные реле, которые собственно не для их задач. Все, что выше 6-10А это однозначно контакторы и никак иначе, тем более когда нет опыта чтобы развести адекватно плату.
                • 0
                  КМК, силовую часть лучше сразу делать проводами и не колхозить шину поверх печатной платы.
                  • 0
                    В условиях большой влажности — проводов и клемм хочется как можно меньше. Да и квалификация электриков тут не очень высокая, я поэтому ставлю пружинные везде, иначе затянут плохо и привет…
                    • 0
                      Контакторы для силовой части уже предлагали. Бывают в разных климатических исполнениях, можно даже вынести в отдельную коробку/шкафчик. Идея собирать в один корпус слаботочную и сильноточную части схемы мне не нравится. Особенно в тропическом климате.
                      • 0
                        Кстати да. Мысль правильная имхо.
                        • 0
                          Разносить их далеко друг от друга, опутывая все пучками проводов — тоже не особо хорошее решение, на мой взгляд. В крайнем случае — сгорит что-то на этой недорогой плате, поменяем просто. А большой бабах на весь распределительный шкаф может сильно затруднить ремонт.
                          • +2
                            Бабах в шкафу с типовыми модулями исправит любой электрик. Бабах на DIY плате — понадобится новая плата.
                        • +5
                          В вашей мегасистеме помирание любого компонента = помирание всей системы. С непонятными перспективами по срокам ремонта.

                          В блочной же просто дохлое реле с DIN-рейки снимается и на его место живое ставится, всё остальное как работало, так и работает.

                          Уже хотя бы поэтому.
                          • 0
                            В моем случае — снимается весь коммутатор целиком и вешается новый, благо с пружинными клеммами эта операция делается очень быстро. Крутить винтовые клеммы на одном реле дольше получится.
                            • 0
                              Здесь как бы возможны два варианта:

                              1) Хозяин дома — вы. Тогда вопросов нет.

                              2) Хозяин дома — не вы. Тогда стоит ему разъяснить необходимость в ближайшие десять лет следить, чтобы вы жили в пешей доступности.
                              • 0
                                Именно потому что меня может не быть в пешей доступности — мне не хочется запихивать в щиток систему из кучи блоков, которые нужно соединять пучками проводов по принципиальным схемам на несколько страниц. Как и иметь специалиста по обслуживанию всего этого колхоза на постоянной основе. Чтобы отжать пружинную клемму — достаточно металлического штыря или любой отвертки, а провода со входа на выход перепутать будет невозможно геометрически.
                                • 0
                                  … а провода со входа на выход перепутать будет невозможно геометрически.

                                  Возможно. Еще и как. Вы не работали с АСУТПишниками… Почему в своем контроллере сделал утопленные разъемные винтовые клеммники? Когда такие же были снаружи ( максимум полезного места в корпусе для какого либо функционала ), то несмотря на наличие ключей на разъеме ребята-монтажники умудрялись таки воткнуть разъем вверх ногами! Утопленные в принципе не вставишь не правильно. Провода прикручены и для смены блока достаточно просто выдернуть разъем. Когда были пружинные — ломали. Не у всех есть под рукой специальные отвертки. И.т.д…
                                  • 0
                                    Не, ну совсем от полного идиота я страховку сделать не смогу, конечно. Но, согласитесь, когда не нужно соединять каждый канал отдельно, на отдельные модули, да еще и потом управляющие/измерительные цепи тянуть в произвольных направлениях — это все-таки проще будет в плане обслуживания и замены.
                                • 0
                                  Касательно шаговой доступности. А если из строя выйдет STM32? или слетит прошивка по какой либо причине? Логичнее ацп было сделать модульным для быстрой замены в случае чего. По поводу реле, в своем доме для автоматизации переключения фаз я использовал магнитные пускатели с контакторами и таймерами. В принципе выполняется то же самое действие что и у автора, только переключаются фазы при пропадании одной фазы. Сейчас собираюсь это дело впихнуть в экосистему дома для удаленного контроля и мониторинга, и мне будет достаточно только 1 контроллера и несколько реле, даже конструкцию не придется разбирать и переделывать.
                                  Все магнитные пускатели стоят в собственном распределительном шкафу в подъезде, где может присутствовать как влажность (при прорыве трубы горячей воды в подвале поднимается сильный пар на первых этажах подъездов, где собственно и установлен шкаф) и низкие температуры, так и совсем низкая влажность с температурой под 45-50 градусов, и за почти 4 года эксплуатации не вышло не одного пускателя из строя, и вся система в целом работает в нормальном режиме.
                                  Нагрузка на пускатель достигает 90А в зимний период
                                • +2
                                  Вендор-лок в DIY исполнении? На месте инсталляции чинить вышедший из строя модуль будет некому, значит, необходим двойной, а лучше тройной, запас.
                                  • 0
                                    Ну да, запас нужен будет, в любом случае. В Доминикане растет все что хочешь, но вот зарослей контакторов и ПЛК — не видел.
                                    • 0
                                      Запас типовых модулей дешевле обойдется. Можно пополнить в любом строительном магазине на материке, можно заказать у китайцев — почту на остров ведь доставляют? Можно взять аналог, если точно такой уже 10 лет как не выпускается. А уникальные контроллеры есть только у производителя.
                                      • –1
                                        Насчет дешевле — я бы поостерегся… Контактор на те же 80 ампер и два провода — стоит немногим дешевле моей платы целиком.
                                        • +1
                                          80 ампер это совсем не 4 киловатта :)
                      • 0
                        Есть контакторы и на 700А (из тех что видел), а в теории и больше. Колхозу и проводам там откуда взяться то?
                      • +3
                        Можно даже не семёна, а взять русский Owen ПР-200. Там и АЦП и RS-485, и промежуточные реле, и часы реального времени, и экран, и программируется через обычный usb, и…
                        Он стоит около 5 тыс рублей. И конечно пускатели! Твердотелки конечно красиво и модно… Но видал я как они горят красиво в щите.
                      • 0
                        Здравствуйте. Не очень видно по фотографии, но сдается мне что 6 кв мм плюс ншви в эти зелененькие зажимы не войдет. И сами эти зажимы вержат 40 ампер? И если у вас 4 потребителя по 40 ампер то на входе и шинах должно быть 160 ампер. это же 30 квадратов кабель.
                        • 0
                          Общая мощность в 8 киловатт, а не на один канал (в смысле можно и на один 8 подать, но тогда на другие ничего не останется). И у нас тут 110 вольт, так что больше 40 ампер. :) Разъемы — Phoenix SPT 16 3-H-10-ZB, обещают до 76 ампер (4 AWG провод).
                          • +1
                            awg 4 это же 21 квдрат. это ж пипец какой провод. нужны мехаичиеские подпорки.
                            и, по фотографиям не видно, но очень смущает силова часть. везде ли там достаточное сечение, особенно на переходах.
                            • 0
                              Там везде будет лежать шина медная (прямоугольник 1/4" x 1/8"), дорожки для этого без маски. Самое сложное место в этом плане — вокруг выводов датчиков тока, но думаю смогу и туда бросить кусочки меди.
                              • 0
                                Про шину я понял. Вопрос в том какой площади котакт между реле и шиной.
                                • 0
                                  Ширина контактной пластины реле — 11 миллиметров, торец шины полностью в нее упрется. К тому же выпирает из платы с запасом — можно даже еще и поверх шины подогнуть и припоем залить. Я больше волнуюсь за то, что при пайке сама плата может начать расслаиваться, с технологией пайки придется повозиться…
                                  • 0
                                    Плату при пайке поведёт как минимум, а если перегрев — то отслоит фольгу с возможным расслоением основы. Для избежания проблем с пайкой, облудите плату и шины легкоплавким припоем с индием, кадмием и просверлите отверстия в шине и плате и нагревая только шину феном затяните болты — винты м4-м5.Отверстия можно разместить в Т-образных переходах к реле. Медная шинка 1,5-2мм, при сгибе лучше угол подрезать под 45 градусов и спаять тугоплавким(в меру)бессвинцовым серебряным припоем, после можно монтировать на плату.Как минимум получится аналог холодной сварки под давлением из-за особенностей индия, а при удачном нагреве и припаяется.
                                    Кто будет делать аналогичные силовые устройства не повторяйте ошибки, используйте плату с фольгой 100-150 микрон силовые шины делайте с двух сторон и прошивайте переходными отверстиями с шагом 2-3мм, для усиления нагрузочной способности и исключения перегрева меди можно сверху шину на болтах размещённых в местах разделения тока — для уменьшения сопротивления при передаче тока. Это стандартная практика силовых серийных электронных устройств, шины на плату там в большинстве случаев не паяют, нетехнологично и вероятен высокий процент брака, просто прикручивают жёсткую шинку 2-3мм или толстая медь в том числе на многослойных платах с внутренними слоями.
                                    • 0
                                      Спасибо за совет, про дополнительное крепление шины болтами к плате тоже думал, возможно так и сделаю.
                        • +2
                          Честно, не понял, в чем ноу-хау…
                          Я в состоянии серийно производить Linux-контроллеры, где 6 реле 10A/~250 или 12A/~120 с датчиками тока по каждому. Причем сей контроллер спроектирован для возможности повторения DIY. И да, реле на текущий момент времени надежнее, как это не парадоксально звучит, чем пускатели. (говорим об вакуумных реле)
                          Сам контроллер выглядит так
                          Можно подключить сенсорную панель типа:
                          Рис 1
                          Рис 2
                          Рис 3
                          Есть куча готовых модулей расширения: hfpkbxyst датчики, входы 0-20мА, 3 реле, 8-9 входов 1-Wire,…
                          Основные пока на CAN шине, в прототипировании PowerLine собственной разработки.
                          • 0
                            Реле на нагрузках больше 1-2А это печальное решение. Такое только пироманам понравится. Как писали выше — велосипед придумывать не стоит: ПЛК самый дешевый от сименса + пускатели. Все тоже самое, только проще и дешевле.
                            Единственное то, что вы привели в ссылках выглядит по крайней мере приемлемо и более менее безопасно. Для управления светом и прочим поливом грядок вполне.
                            • –1
                              Это ваш опыт или только ваши предположения?
                              На практике эти реле уже более 5 лет коммутируют нагрузкой 2 кВт.
                              Даже самые дешевые, китайские действительно держат 1*10^4 переключений при максимальном декларированном токе. К-во механических переключений не менее 1*10^6.
                              Т.е. если нам не нужен зуммер на 2 кВт, то чем реле не подходят?
                              И то, что те же феникс подобные решения практикуют (до 4 кВт реле) — это вполне нормально…
                              • +1
                                Предположениями предпочитаю не флудить.
                                Сильно зависит от типа нагрузки и ее динамики. Я бы посмотрел как 10к переключений делалось каким нибудь Грюнфусом, а такой тип нагрузки рассматривать надо, судя по затеи автора — вундервафля все таки универсальная.
                                Самолете вон тоже падают с вероятностью 0,0001%, только это много если учесть масштаб последствий. Поэтому если делать себе, то только контакторы — не хочется сгореть из-за релехи. Если делать заказчику… Ну тут зависит от его просвещенности, позволит ли он себе такую халтуру поставить на «виллу из 3-х домов» (согласно инфе из прошлой статьи).
                                • –2
                                  А в самолетах пускатели стоят? (вот это поворот!)
                                  Вы сильно удивитесь, но там сплошь и рядом реле… Да — специализированные, да — позолоченные а то и с золотыми контактами, но — РЕЛЕ!
                                  • 0
                                    эм… при чем тут реле в самолете? Речь шла о статистике и про самолет была абстракция… Странно вы вообще читаете, между строк что ли.
                                    • 0
                                      Цитирую самого себя же ( интересно, кто тут между строк читает? )
                                      1*10^4 переключений при максимальном декларированном токе

                                      Цитата вас:
                                      Самолете вон тоже падают с вероятностью 0,0001%

                                      Даже самые дешевые китайские реле дают такую же статистику как ваши самолеты…
                                      В чем опасность применения реле?
                              • –3
                                Да, еще есть опыт применения реле на 35A ~380V. Вообще — включение/выключение трех фазного движка 6 кВт. Реализована система управления+защита от перегрузок. Почему реле на 35А? При заклинивании системы пиковый ток достигает 30А. Через 150 мс — отключаем (при пиковом токе!) Эта «хрень» работает уже года 3. За сутки раз 10-15 срабатываний. И?
                                • 0
                                  >>включение/выключение трех фазного движка
                                  >>опыт применения реле
                                  >>За сутки раз 10-15 срабатываний
                                  Любитель альтернативных решений. Бедное реле, бедный движок, бедные остальные потребители в сети. Почему не частотник?
                                  • 0
                                    За 3 года никто не умер. Сколько стоит частотник и сколько реле?
                                    • +1
                                      Знаете, я постоянно вижу на улице, под дождем провода, соединенные клеммами WAGO. Я уверен, что там тоже никто не умер. Оправдывает ли это людей, сэкономивших на герметичной коробке? Нет. Означает ли это, что такое решение можно рекомендовать? Нет.
                                      Так же и с реле и двигателем. Вот мне и интересно, какая причина заставила так издеваться над движком.
                                      • 0
                                        30 лет назад частотников не было, а двигатели и реле были. Никто не умирал.
                                        • 0
                                          Но описанная «хрень» работает-то всего три года, а не 30. Может есть какое-то иное оправдание применению реле, кроме как «деды так делали и нам завещали»?
                                          • 0
                                            Наверное, должна быть и другая причина не использовать проверенное дедами решение, кроме той, что это сейчас не модно ;)
                                            Припустим, подходящее реле уже есть. Почему бы не использовать?
                                            • 0
                                              Если у вас единственная аргументация в пользу нормального частотника — «модно», то спрашивать вас о причинах, видимо, бессмысленно.
                                              • 0
                                                Спрашивать у меня зачем Володька сбрил усы автор конструкции использовал реле? Я думаю, у него были какие-то соображения. Предьявите ему свою, правильную конструкцию.
                                                • 0
                                                  А если а)вы не имеете понятия, зачем автор конструкции это сделал б)вы сами не можете предложить ни одного аргумента «за», зачем вообще ввязываетесь в разговор?
                                                  • 0
                                                    А если
                                                    1. а)вы не имеете понятия, зачем автор конструкции это сделал
                                                    2. б)вы сами не можете предложить ни одного аргумента «за», зачем вообще ввязываетесь в разговор?

                                                    Это вы вслух про себя? В первую очередь эти утверждения именно к вам и относятся!
                                                    • 0
                                                      О, до вас дошло, что именно это я и спросил в своем первом вопросе, поздравляю. Я не понимаю, зачем, и не могу предположить аргументов. Поэтому и спрашиваю. Тут влезает iig, который, как я понял, не имеет отношения к этому движку вообще и начинает мне что-то доказывать. Я в недоумении.
                                                      • –2
                                                        Блин, еще один доходчивый какель-кармадрочер! Вы что тут стоящего вообще посоветовали?
                                                        Мне лично вас искренне жаль… Пол-жизни на карму дрочить, это нечто. Завели как минимум 300-500 логинов, кучу почтовых ящиков, с помощью своих же логинов, перекрестно поднимать себе одному карму… Поди ж ты не один год. Неужели такой доход это приносит, что все затраты оправдывает?
                                                        • +2
                                                          Что забавно, теориями о ботоводстве и кармадрочерстве страдают поголовно люди, у которых карма ниже или около нуля. Те, у кого карма повыше, как правило, пишут полезные статьи, не страдают херней в комментариях, и даже не думают о ботоводстве, потому что понимают, как оно рабоатет.
                                                    • –1
                                                      Вы невнимательно читали. Поясняю.
                                                      1. За 3 года никто не умер — значит, можно предположить, что конструкция выполняет свои функции.
                                                      2. Сколько стоит частотник и сколько реле? Иногда цена тоже имеет значение.
                                                      • +1
                                                        Невнимательно читали. Поясняю.
                                                        1)Если никто не умер, это не значит, что так стоит делать. И уж точно не значит, что стоит приводить в пример. Точно так же, как «да в нашей самодельной операционной никто еще не умер» плохая аргументация в пользу того, что операции стоит производить именно в этой самодельной операционной.
                                                        2)Цена, безусловно, имеет значение. Но цена частотника, как правило, оправдывается хотя бы экономией ресурса мощного дорогого двигателя, особенно в таких жестких условиях(«защита от перегрузок… За сутки раз 10-15 срабатываний.»). Безусловно, бывают ситуации, когда движок есть, а денег на частотник нет, и приходится делать обвязку в стиле «я его слепила из того, что было», или как выразились в предыдущем топике «срали-мазали». Подход имеет право на существование, но приводить его в пример, и тем более гордиться — я бы не стал. «Мама, я покакал!» вызывает радость максимум до пяти лет.
                                                        • +2
                                                          Надо в дополнение к картинке «Я сделяль» сделать такую же, но про электрика — «Никто не умер!».
                                  • 0
                                    Я видел реле в массово производимом устройстве Tripp Lite Switched PDU наподобие такого https://www.amazon.com/Tripp-Lite-Switched-Rack-Mount-PDUMH20ATNET/dp/B000NKCGLS

                                    До 15A на розетку, каждая из которых коммутируется при помоще реле.

                                  • +1
                                    Честно, не понял, в чем ноу-хау…

                                    А можно фотки сделать покрупнее, просто сейчас делаю нечто похожее и хотелось бы рассмотреть получше? Спасибо.
                                    • –1
                                      Сечас ищу оптимальноє решения для управления реле по plc. Задача управлять освещениям в многоквартирном доме по команде.
                                      • +1
                                        В многоквартирном доме по PLC?

                                        С некоторой ненулевой вероятностью это будет боль.
                                        • 0
                                          Сейчас из 200 счетчиков Teletec снимаю показания и 30 минутные срези по PLC. 5 подъездов, 10 етажей.
                                          image
                                      • +1
                                        Данные ссылки «доживают» последние дни.
                                        Если тема кому-то интересна, то новости публикую тут
                                        В силу не совсем адекватной публики на geektimes.ru, что либо публиковать тут не буду.
                                        Коммент написан по причине, что по данным ссылкам кто-то нет-нет, да заходит…
                                        Свои статьи удалил все, но свои комментарии в чужих публикациях к сожаленью удалить не могу…
                                        • +2
                                          Ну почему же… похоже тут не любят велосипедостроителей.
                                      • 0

                                        ИМХО ACS759 тут не лучшее решение. Я бы посмотрел в сторону продукции фирмы LEM. В общем что-то бесконтактное, где провод или шина просто продеваются через датчик. А для индикации напряжения можно просто поставить неоновые лампочки.

                                        • 0
                                          А чем вас ACS то не угодил? Внутри датчика нет контакта так же, просто вместо изоляции компаунд залит — это более надежно в плане пробоя, чем обычная изоляция на проводах.
                                          • 0

                                            Дабы не связываться с пайкой его выводов на печатную плату и подвод к нему медной шины, хотя после пайки медной шины и реле, я думаю от платы мало что останется. Ее поведет не хило и скорее всего расслоится. А так я против ACS ничего не имею, сам юзал.

                                            • 0
                                              Напайка шин это порнография на самом деле. Тем более в случае как у автора, ибо плата у него в 4 слоя как понял (не понятно зачем правда). В идеале надо использовать увеличенную толщину медной фольги, до 105 мкм доступно у любого китайца, в Европе можно сделать до 230 мкм. В процессе метализации отверстий гальванически на внешних слоях осядет еще около 10-20 мкм меди. Этого более чем достаточно, если открыть полигоны для лучшего охлаждения и финальное покрытие еще и HASL, но почему-то делать хорошо у данного автора не принято если по статьям судить.

                                              А так думал может с каким багом у ACS встречались, хотел на вооружение уже взять)
                                              • +1
                                                На моем личном опыте достаточно фольги 70 мкм. Ничего там не греется. Калькулятор на том же пульсоникс вообще говорит, что 35 мкм хватит (не верю, потому 70 юзаю).
                                                А с ACS за много лет практики проблем не возникало. Все работает в соответствии с даташитами.
                                                Использую от 5 до 100 амперные. 100 амперные тоже — под пайку…
                                                И 20-30 Амперные почему то дешевле 5А.
                                          • 0
                                            • 0

                                              Honeywell CSLA это совсем хорошо) правда цены кусаются. Но это у нас, там где автор, возможно, с этим проще.

                                          • +2
                                            Помимо уже сказанного выше — надо или TVS на обмотки реле ставить, или ADP3624 в кроватку, чтобы их по мере выбивания владелец мегаустройства мог сам быстренько менять.
                                            • 0
                                              стабильность напряжения 3.3 вольт для питания датчиков тока и контроллера не выдерживает никакой критики


                                              Даже интересно, как этого удалось добиться. Жизнь таки кого-то наказала пляшущим LDO за нежелание поставить на его ножках пару керамических конденсаторов?
                                              • 0

                                                Я думаю дело не только в отсутствии керамики, но и в том, что выходы ACS, особенно самого дальнего, идут через плату шириной этак 15-20см над проводниками по которым по 20А гуляют.

                                                • 0
                                                  Дык там оно гуляет даже при нагрузке в 150 ватт. И, собственно, при ее отсутствии.
                                                  • 0

                                                    Возможно, во внутреннем слое есть заливка, но если она сидит на земле МК, то это только хуже, можно конечно на PE зависти наверное.

                                                    • 0
                                                      Да, вдоль этих дорожек внутри идут полоски земли.
                                                      • 0

                                                        Это тоже не здорово, наводки сильноточки на землю в схеме где надо мерить единицы мВ это хреново. Вам надо по максимум разделять сильноточные цепи и всю вторичку. Не жалеть керамики на входы и выходы LDO и МК. Входы АЦП тоже надо фильтровать обязательно. Вообще для достижения высокой точности измерения необходима программная фильтрация с использованием внешних калибровочных каналов. Но главное, еще раз повторю, это грамотно развязать измерительные цепи и силовые.

                                                  • +1
                                                    (глядя на схему) Да там даже RC-фильтра между измерилкой и входом АЦП нет.
                                                  • –1
                                                    У меня там танталовые стоят, плюс керамические на каждом ACS. Но тут как бы каждый милливольт пляшущий — это десяток ватт в результатах измерения.
                                                    • +3
                                                      1) У вас там LDO с паспортным шумом 20 мкВ, какие к чёрту милливольты? Им хороший радиотракт питать можно, не то что какие-то датчики тока несчастные.

                                                      2) Vref контроллера у вас питается от чего-то отдельного, что вообще-то неправильно, т.к. выхлоп ACS*** привязан к Vdd, а не к Vref.

                                                      3) У датчиков Холла вообще погрешности в единицы процентов, без индивидуальной калибровки там можно просто до сотен результат округлить и не мучаться. Плюс они ловят наводки от сильноточных шин, тупо пролегающих рядом с ними.

                                                      4) И как было верно отмечено выше, вообще никаких мер по борьбе с наводками.
                                                      • +1
                                                        А не пробовали не городить халтуру и поставить ИОН для измерений + ФНЧ? Цена вопроса пол бакса, зато железка бы начала хотя бы нормально измерять.
                                                        • –1
                                                          Так и собираюсь запитать датчики и аналоговую часть микроконтроллера либо от LP2986 (LDO прецизионный — все сразу), либо вообще на каждый датчик повесить свой NCP51460 (voltage reference, 20 mA), чтобы наводки по длинному проводу питания тоже купировать.

                                                          Есть еще в запасе радикальный вариант — АЦП на каждый датчик, вплотную к нему, и вести по плате уже цифровую шину. Но чуток геморройно получается.
                                                          • +1
                                                            Да у него не в этом проблема, только он этого никак не поймёт.

                                                            У сенсоров Allegro выхлоп вообще ратиометрический, им ИОН нужен как собаке пятая нога.

                                                            Сигнал просто фильтровать нормально надо перед АЦП.
                                                            • –1
                                                              Эээ, может еще мне тоже расскажете про разные диэлектрики в конденсаторах, как один Ваш коллега? Датчик выдает напряжение на выходе в зависимости от напряжения питания. Если оно будет прыгать, скажем, на 10 милливольт, то и на выходе будут прыжки в пять милливольт. А это получится где-то ватт 80-100 ошибки.
                                                              • +1
                                                                Внезапно, контроллер тоже умеет использовать Vdd в качестве опорного для АЦП.

                                                                PROFIT.

                                                                Я уж не говорю о том, что даташит на ACS756 в части ошибок вы явно не читали, если серьёзно обсуждаете измерение пяти милливольт на их выходе.

                                                                P.S. Не смотрел в код, у вас для измерения тока и напряжения разные АЦП используются?
                                                                • –1
                                                                  Разные-разные. Можете осуждать заранее.

                                                                  Вы сами-то читали? Есть у него, например, нелинейность в 1.5%, но это не произвольные прыжки туда-сюда.
                                                                  • +1
                                                                    Разные-разные. Можете осуждать заранее.


                                                                    Если вы их синхронно запускаете — то как раз всё правильно, и что в таком случае я должен был осуждать, если не секрет?

                                                                    Если не синхронно — то вы вообще не мощность измеряете.

                                                                    Вы сами-то читали? Есть у него, например, нелинейность в 1.5%, но это не произвольные прыжки туда-сюда.


                                                                    Щито?

                                                                    У него один только сдвиг нуля паспортный ±30 мВ, плюс до 5 % нелинейность, плюс остаточная намагниченность, о каких вообще пяти милливольтах вы говорите?
                                                                    • –5
                                                                      Кончайте срать то… Сколько можно?
                                                                      Температурная девиация нуля (не видел паспорта на ACS), но по даташитам 1.1-1.2mV в диапазоне от -50 до +150
                                                                      Total output error 1.5% at TA = 25°C
                                                                      Какая-какая остаточная намагниченность у диамагнетиков? (В составе изделия парамагнетиков нет!)
                                                                      Есть понятия: как то мгновенная мощность тока, а есть — мощность тока среднеквадратичная. Автору изделия нужна мгновенная? Есть подозрение, что нет. Нужна оценка мощности.
                                                                      Если уж пытаетесь давать советы, то хотя бы без говна и по существу.
                                                                      • +2
                                                                        О боже. Когда вы наконец загоните себе карму в такие минуса, что возможность постить бред у вас будет не чаще чем раз в никогда?

                                                                        Мне даже лень тыкать вас в строчки в даташите.
                                                                        • –6
                                                                          Угу история у вас с тыканием — длинная. Кто бы вас в ваше же говно, да носом…
                                                                          Штаны хотя бы поменяйте! (Опять обосрались не снимая оных...)
                                                                          А миллионы мух — они не ошибаются, особенно в отношении ваших штанов.
                                                                          Подверждение — минусяторы.
                                                                      • 0

                                                                        Господи, да что Вы несёт… Постоянный сдвиг нуля меня вообще никак не волнует, догадайтесь почему… ACS даже сейчас у меня меряет мощность с точностью до десятка ватт, а если удастся завести 16битный АЦП с DMA на полной скорости, то можно будет и точнее мерять.

                                                                        • 0
                                                                          Мне страшно спросить, зачем вам 16 битный АЦП? Я использую внутренний АЦП на TMS320F28069 и получаю с его 12 битами получаю на ASC758 погрешность не более +-0.5%.
                                                                          Вам стоит изучить хотя бы основы, а то так скоро начнете LTC2209 ставить на измерялки тока :D
                                                                          • 0
                                                                            Зачем-зачем… Потому что могу, да.
                                                                            • 0
                                                                              С таким подходом и при 24 битах не получите реальной точности указанной в ДШ
                                                                          • 0
                                                                            Постоянный сдвиг нуля меня вообще никак не волнует, догадайтесь почему


                                                                            Потому что вы до сих пор не думали, что он ещё и от температуры зависит.

                                                                            ACS даже сейчас у меня меряет мощность с точностью до десятка ватт


                                                                            Да? Чем поверяли?
                                                                            • –2
                                                                              Лампочкой накаливания проверял.
                                                                              • +2
                                                                                Интересно, а вы в курсе, что отсутствие буквы «р» в последнем слове сообщения, на которое вы отвечали — не просто так? :)
                                                                                • 0
                                                                                  Есть большие сомнения что у vasimv была «эталонная лампочка накаливания». Так что таки проверял. :) :) :)
                                                                                  • –1
                                                                                    Нафига эталоны вообще? Человек даташиты на ACS в первый раз увидел и побежал вприпрыжку мне доказывать, что точно его выход не измерить, поэтому нужно забить на милливольты (пять милливольт — это, на минутку, где-то сотня ватт мощности погрешность). Меня, в общем-то, не волнует ошибка на сотню ватт при нагрузке в восемь киловатт, но вот в случае маломощных нагрузок — это как раз критично, так что лампочка, даже не эталонная — вполне годится для проверки точности измерений (а она у ACS достаточная, чтобы ± 10 ватт погрешности финальной выдать, плюс какая-то нелинейность, которая будет видна только при больших нагрузках).
                                                          • –15
                                                            От вас сильно воняет!
                                                            Есть вопрос: Вы когда в комментарии посрать забегаете штаны снять забываете, или не успеваете?
                                                            • 0
                                                              Можно, но зачем? Там обмотки реле сразу на землю закорачиваются, после переключения, обоими концами. Пиковые токи драйвер тоже хорошо держит.
                                                            • 0

                                                              Для TrueRMS измерения мощности можно юзать CS5464. А просто сетевое напряжение можно мерить с помощью ADE7912 или гальваноразвязанного ОУ.

                                                              • 0
                                                                Да есть АЦП готовые для измерения сразу всего и сразу (и напряжение и ток, при наличии шунта), но там разводка для него такая получалась, что я решил старый добрый трансформатор поставить, чем рисковать пробоем какого-нибудь из многочисленных элементов его обвязки или тесно расположенных дорожек. Да и дорого.
                                                                • 0

                                                                  CS5463 стоит всего 4 бакса (дешевле трансформатора) на Digikey (кстати, а где вы там затовариваетесь, хотел спросить?), из обвязки там с 10 кондеров и несколько резисторов + оптроны для развязки с МК. Сложности никакой, зато сразу готовый RMS измеритель тока, напряжения, мощности. Может в данном девайсе оно вам и не особо нужно, но вообще, в системе умного дома, замер сетевого напряжения и потребляемых мощностей дело важное.

                                                                  • 0
                                                                    Конденсаторы высоковольтные тоже не совсем копейки стоят. Ну и оптроны, вносящие искажения… Лучше уж просто высоковольтный АЦП поставить, про который я говорил (не помню на вскидку марку чипа, к сожалению), там можно даже и шунт для измерения тока поставить. У него и развязка есть. Только это на плате займет гораздо больше места, чем маломощный трансформатор, реально.

                                                                    Закупаюсь на mouser.com, в основном. Digikey как увидел Россию в профиле — начал качать вопрос о санкционности поставок ACS759-100B-PFF российским гражданам, так что не особо им хочется пользоваться (ну кроме случаев, когда только там что-то есть).

                                                                    Update: Сейчас посмотрел на список закупок, трансформатор обошелся в $4.23. Плюс еще два диода по $0.36 и резисторы+конденсатор делителя напряжения (центы).
                                                                    • 0

                                                                      Ну дело хозяйское) я вот только не понял какие искажения вносят оптроны на гальванической развязке чисто цифровых сигналов от чипа к МК?

                                                                      • 0
                                                                        А, пардон, я думал мы все еще про вариант с ОУ рассматриваем (просто в памяти осталась одна из рассматривавшихся схем измерения напряжения с аналоговой оптронной развязкой — там как раз искажения приличные были). У трансформатора, в данном случае, из минусов — только вес приличный и высота над платой (но можно и поменьше поискать, просто взял самый недорогой из доступных), по площади на плате — схема с ним получается немногим больше вариантов с высоковольтным АЦП.
                                                                        • +1
                                                                          У трансформатора, в данном случае, из минусов — только вес приличный


                                                                          И фазового сдвига. И неравномерности частной характеристики. И того факта, что если на токовом трансформаторе под них ещё можно измерительную систему откалибровать, хотя это и геморрой, то на том, что у вас стоит, они настолько конские, что про измерение активной мощности говорить просто бессмысленно.

                                                                          А в остальном, прекрасная маркиза…

                                                                          Надеюсь, вы там в коде мощность считаете не активную, а полную, и никак иначе её не называете.
                                                              • 0
                                                                Как-то всё странно, как минимум. Такие огромные мощи на плате делать зачем, зачем концентрировать столько энергии в одном месте? Опасно, любая ошибка, просчёт, может обернуться пожаром как минимум.
                                                                Тут в пору собрать небольшой щиток, назвать его щитом автоматизации. На din рейках разместить мощные контакторы, защищённые теми же УЗО или дифами, поставить обычные странсформаторы тока… Ну это как обычно делается.
                                                                Если хочется колхоза, то по какой причине Вам не подошли модули Sonoff Pow? Они есть в продаже и в бескорпусном исполнении, можно и реле по мощнее впаять, и прошивку свою накатать, если китайские облака не нравятся. Есть и на гиктаймс обзоры, есть и готовые альтернативные прошивки.
                                                                • 0
                                                                  Твердотельные реле вроде не хило греются?
                                                                  При таких токах лучше вынести силовые реле и датчики(применить трансформаторы) тока на ДИН рейку.
                                                                  • +1
                                                                    А не пугает аварийная ситуация когда фазное реле залипнет, а ноль при этом будет отключен?
                                                                    • 0
                                                                      Вот! Именно это меня тоже очень интересовало! Спасибо.
                                                                      • 0
                                                                        УЗО или дифф.автомат будут стоять на выходе.
                                                                        • –1
                                                                          Не верно.
                                                                          Все это должно стоять как раз на вводе. Даже если будет какая либо авария в девайсе, то это дополнительная какая-никакая защита.
                                                                          А если ноль отвалился, и утечки нет, то диффавтомат это не увидит.
                                                                          • 0
                                                                            >>А если ноль отвалился, и утечки нет, то диффавтомат это не увидит.
                                                                            Особенно если дифф электронный
                                                                            • 0
                                                                              На входе, разумеется, тоже будет защита.
                                                                        • 0

                                                                          Не могу понять, а детектор нуля как-то реализован? Коммутация осуществляется когда АС около нуля или в произвольный момент?

                                                                          • 0
                                                                            В произвольный пока. Потом думаю замерять скорость переключения контактов реле и подбирать момент для переключения в моменты прохождения через ноль. Напряжение AC все равно измеряется постоянно, так что не сложно будет сделать.
                                                                            • 0
                                                                              Задумка интересная. Но для проверки работоспособности нужно посидеть с осциллографом с разными экземплярами реле из разных партий, и, как уже писали, при разных температурах. Проще взять готовое изделие с дугогасящими приспособами, правда.
                                                                              • 0
                                                                                Какая дуга в вакууме? Если сильно контакты нагреть, то возможна термоэлектронная эмиссия, но дуга…
                                                                                • 0
                                                                                  А зачем детектить ноль?
                                                                                  • 0
                                                                                    При большом токе неплохая такая дуга возникает даже в вакууме. Сам по себе вакуум (кстати, насколько он хорош в этих реле?) от дуги не спасет, он лишь сводит к минимуму условия ее устойчивого горения, благодаря чему дуга гасится буквально за один полупериод переменного тока (с постоянным все в разы сложнее- для больших токов приходится вводить дополнительные элементы (такие как «магнитное дутье») в конструкцию.
                                                                                    • –1
                                                                                      Н-да… А хотя — бурундук — птичка, потому как чирикает!
                                                                                      У вас wiki забанили?
                                                                                      Электрическая дуга
                                                                                      Вакуумный_выключатель
                                                                                      • 0
                                                                                        Познавательно.
                                                                                        Как относится конструкция реле на 220 в к вакуумному выключателю на 35 кв?
                                                                                        • –2
                                                                                          Это про возможность жизни дуги в вакууме. Написано же — вакуум как дугогаситель! И какая дуга в вакууме? При низких напряжениях, 220 в частности для возникновения эмиссии необходим ток в сотни ампер. Или же напряжение должно быть в десятки тысяч вольт, для хотя бы кратковременного разогрева катода. При десятках ампер просто ничего не происходит. Дуги просто нет, ибо нет среды для ее возникновения. Большая часть современных реле — вакуумные (не все конечно, есть и не герметичные, там ставят дугогасители).
                                                                                          Посему реле ремонтировать — бессмысленно…
                                                                                          • 0
                                                                                            Я не уверен, что выбранные автором реле как-то относятся к вакууму.
                                                                                            • 0
                                                                                              Большая часть современных реле — вакуумные

                                                                                              Эээ, что? Можно пруф?
                                                                                              • +1

                                                                                                Я вот тоже читаю про сферические реле в вакууме и не очень понимаю про что тут вообще разговор? Есть действительно такие реле, но это та еще хрень, на 20кВ в стеклянных колбах. В обычном пластиковом или металлическом корпусе даже с использованием герметиков и заливки вакуум удержать долго не получится.

                                                                                                • 0
                                                                                                  Ну, гугл говорит, что бывают и в металле: П1Д-1В например. Но это явно не то, что у ТС.
                                                                                                  • +1

                                                                                                    Ну да, П1Д-1В это высокочастотники для коммутаций в антенных трактах, и я не уверен, но возможно внутри все равно есть стеклянная колба.

                                                                                                    • 0

                                                                                                      Я так думаю из-за низких значений по ударному воздействию по сравнению с обычными реле, РЭК65 например.

                                                                                          • 0
                                                                                            бурундук — птичка, потому как чирикает!
                                                                                            Очень может быть…
                                                                                            но про запахи тут уже до меня сказали.
                                                                                            Вы сами-то статьи по ссылкам читали? В частности:
                                                                                            Механизм возникновения дуги в данном случае следующий:

                                                                                            Уменьшение контактного давления — количество контактных точек уменьшается, растёт сопротивление в контактном узле;
                                                                                            Начало расхождения контактов — образование «мостиков» из расплавленного металла контактов (в местах последних контактных точек);
                                                                                            Разрыв и испарение «мостиков» из расплавленного металла;
                                                                                            Образование электрической дуги в парах металла (что способствует большей ионизации контактного промежутка и трудности при гашении дуги);
                                                                                            Устойчивое горение дуги с быстрым выгоранием контактов.

                                                                                            В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток инициирует возникновение электрического разряда — вакуумной дуги, существование которой поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная ионизированными парами металла, проводит электрический ток, поэтому ток протекает между контактами до момента его перехода через ноль. В момент перехода тока через ноль дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7—10 микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и на других деталях дугогасящей камеры, восстанавливая электрическую прочность вакуумного промежутка. В то же время на разведенных контактах восстанавливается приложенное к ним напряжение

                                                                                            Уж поверьте- я знаю как работает вакуумный выключатель, как устроена КДВ (камера дугогасительная вакуумная) и для чего на контактах сделаны спиральные прорези. Трудно этого не знать, когда работаешь на предприятии, которое их (выключатели) производит, да еще на участке приемо-сдаточных испытаний- аттестацию как-то проходить надо. Сам в свое время был удивлен тем фактом что дуга в вакууме все-таки возникнуть может возникнуть и возникает. А потом я увидел контакты из КДВ после «синтетики» (испытания на стенде, моделирующие различные режимы работы выключателя, от холостого хода до КЗ, которое он должен отключить).
                                                                                            У вас wiki забанили?
                                                                                            Ну, «викинг»- это почти диагноз у некоторых особей хомо интернетикус — в рускоязычной вики информация часто неполная, а порой- и неверная. Вот вам для самообразования перед «охотой на бурундуков»
                                                                                            • –3
                                                                                              Ок. Отлично, вы все знаете. И так, возможна ли дуга в вакуумных реле при 10А и ~220V?
                                                                                              Про охоту на бурундуков — сами придумали? Или olartamonov подсказал?
                                                                                              Как в той деревне: на одном конце пернул, на другом рассказывают: обосрался!
                                                                                              • 0
                                                                                                Цепляем мощную индуктивную нагрузку через ваше «вакуумное реле», естественно- никаких цепей защиты от перенапряжений (они же часто именуются «искрогасящими»), размыкаем реле… про переходные процессы коммутации слышали? В момент разрыва контактов на них запросто могут быть киловольты, достаточные для пробоя с дальнейшей ионизацией. Если в реле действительно хороший вакуум,- возможно ничего и не произойдет, а возможно- контакты «не захотят» размыкаться. 10А/220В- это даже много для дуги.
                                                                                                • 0
                                                                                                  Недостаток знаний компенсируется домыслами…