Was ist der einfachste Weg, eine 120-V-Leitung per Software zu überwachen?

Ich möchte zählen, wie oft sich eine Wasserpumpe einschaltet, wie lange sie eingeschaltet ist und wann sie sich über einen längeren Zeitraum ausschaltet. Mein Plan war nur, den Druckschalter zu überwachen, der auf 1 Bein bei 120 V steht, und die Daten in eine MSSQL-Datenbank zu schreiben. Was ist der beste Weg, um diese Daten sicher zu erhalten?

Mein Plan war nur, den Druckschalter zu überwachen, der auf 1 Bein bei 120 V liegt

Die gebräuchlichste Methode wäre die Verwendung eines Stromsensors (I), um den Stromfluss zu erfassen , wenn der Druckschalter aktiviert (aktiviert) ist. Wie Hall-Effekt- IC-Sensor, Stromwandler oder Opto-Isolator mit Hochspannungseingang .

Was ist der beste Weg, um diese Daten sicher zu erhalten?

Verwenden einer Stromerkennungsmethode, die auch eine Stromkreisisolierung vom Wechselstromnetz zu Ihrer digitalen Schnittstelle ermöglicht. Grundlegende Isolationsmethoden umfassen galvanisch isolierte (kein Stromfluss zwischen isolierten Seiten), optoisolierte ( optische ) und kondensatorgekoppelte Isolatoren.

Ich glaube, die grundlegendste, aber kostengünstigste und nicht-invasive Überwachungsmethode wäre die Verwendung eines Split-Core-Stromwandlers wie SCT-013-000 (USA) (oder Großbritannien ). Da Sie nur an Ein / Aus interessiert sind, können Sie eine Spannungsteilungsschaltung verwenden , um die Schwellenwerte für den digitalen Logikpegel zu erreichen, oder einen ADC verwenden, falls auf dem Mikrocontroller verfügbar, sofern Sie einen verwenden.

Der Wert des Lastwiderstands (R_burden in der Spannungsteilungsschaltung) basiert auf dem Strombereich, der von Ihrem Motor abhängt. Wenn der Motor einen 110-120-V-Motor mit 1 PS ( PS ) hat, nehmen wir an, dass er eine Nennleistung von 750 Watt hat (durch die tatsächlichen Spezifikationen des Motors ersetzen), sodass der Strombereich weniger als 8 Ampere beträgt. Runden wir ihn auf 10 Ampere ab. Bei Verwendung des zuvor vorgeschlagenen Stromwandlersensors mit einem Windungsverhältnis von 1: 1500 wäre dies:

10 Ampere ( Effektivwert ) * Quadratmeter (2) = 14,142 ... Ampere ( Spitze-Spitze )

14,142 A / 1500 Windungsverhältnis = 0,0094 A = 9,4 mA (Sekundärspule)

2,5 V / 0,00942. A = ~ 265 Ohm R_Belastung, um einen Mittelpunkt (2,5 V) bei 5 Ampere oder einen Vollbereich (5 V) bei 10 Ampere für 5 V Gleichstrom-Logikpegel bereitzustellen.

Da die Leistung (P = I * V) 0,01 Watt beträgt, wäre ein 1/4 Watt Widerstand in Ordnung.

Von dort aus sollten Sie in der Lage sein, ein Signal mit niedrigem Pegel (Spannung und Strom) an jedes Gerät anzuschließen, mit dem Sie solche Daten mit der (Protokollierungs-) Datenbank an den Computer senden möchten. Typischerweise ist ein Mikrocontroller mit einem ADC (Analog-Digital-Wandler) und einer seriellen, Ethernet- oder USB-Schnittstelle das "Klebegerät" zwischen der Sensorschaltung und dem Datenbankcomputer. (IMHO MS-SQL ist übertrieben (und teuer), SQLite wäre in Ordnung)

Wenn Sie mit Mikrocontrollern nicht vertraut sind, würde ich über einen Link mit einem vorschlagen freundlich einfach zu Benutzeroberfläche auf hoher Ebene und Bastler orientierte Präsentation wie dem Arduino oder PIC-AX . Sie sind teurer als ein eigenständiger oder "nackter" Mikrocontroller pro Gerät oder Board, aber die Entwicklungsumgebung ist für Neulinge freundlicher und für eine einmalige Einheit können die Kosten durch die Notwendigkeit, kein SDK zu erwerben, durch Referenzdokumentation ausgeglichen werden oder Tools von Drittanbietern (Hochsprachen-Compiler) für ein herkömmlicheres Gerät wie die Atmel AVR- oder Microchip PIC-Mikrocontroller.

Diese Seiten enthalten sehr interessante Informationen zum nicht-invasiven Erfassen von Spannung und Strom. Schau es dir an :)

Ich würde einen Stromwandler in die Versorgung der Pumpe einbauen und den gleichgerichteten Ausgang mit einer geeigneten MCU überwachen und die Daten mit einem Zeitstempel an die Datenbank senden.

mctylr erwähnt kurz einen Hall-Effekt-Sensor , und das ist eine gute Lösung. Allegro ist ein bekannter Anbieter von Hallsensoren wie dem ACS712 .

Gleichgerichteter Ausgang. 3,3-V-Skalierungs- und Gleichrichtungsanwendung für A / D-Wandler. Ersetzt Stromwandlerlösungen durch eine einfachere ACS-Schaltung. C1 ist eine Funktion des gewünschten Lastwiderstands und der gewünschten Filterung. R1 kann weggelassen werden, wenn der gesamte Bereich gewünscht wird. "" (aus dem Datenblatt)

[ Hinzugefügt - Hinweis: In diesem Zusammenhang ist die obige Schaltung als Ein / Aus-Sensor in Ordnung - aber sie ist unglaublich nichtlinear, wenn eine Messung des Magnitudensignals gewünscht wird, da der Diodentropfen außerhalb des Regelkreises des ACS712 liegt . Der ACS712 kostet in kleinen Mengen ~ = 3 US-Dollar. Wenn Sie sogar einen billigen Opamp hinzufügen, wird die CCT-Leistung erheblich verbessert. Allegro sollte sich schämen. Siehe obige Datenblattanwendung 2, Seite 12 für eine weit überlegene Schaltung. Nehmen Sie den Ausgang nach D1 - FET-Schaltung nicht erforderlich - RMc.]

Adam erwähnt die Optokopplerlösung .

In dieser und dieser Antwort beschreibe ich ausführlich, wie man dies benutzt.

Ich würde diesen Schalter über einen Optokoppler mit dem DCD-Pin am seriellen PC-Port oder einem der Datenpins am parallelen Port verbinden

Als ich dies in der Vergangenheit getan habe, habe ich einen AC-Optoisolater wie diesen Vishay SFH620A von Digikey und einen geeigneten Widerstand verwendet. Schalten Sie den Widerstand in Reihe mit dem Optoisolator-Eingang und schließen Sie ihn an die Wechselstromleitung an. Der Ausgang ist aktiv, wenn die Leitung mit Wechselstrom versorgt wird, und inaktiv, wenn kein Strom vorhanden ist.

Bei jedem Nulldurchgang tritt Inaktivität auf. Verwenden Sie daher möglicherweise einen Kondensator am Ausgang, um ein gleichmäßiges Ausgangssignal zu erhalten, das kurz nach dem Ausschalten abfällt.

Anschließend können Sie die Ausgabe mit allem verbinden, mit dem Sie die Verwendung protokollieren können.

Ich weiß, dass ich zu spät bin, aber für diejenigen, die folgen, wird der Fairchild HCPL-3700 direkt Wechselstrom oder Gleichstrom von 5 bis 240 Volt aufnehmen und einen Logikausgang erzeugen.

Mit einem LM324, der zwei seiner vier Operationsverstärker im Komparatormodus wie in diesem Schema verwendet:

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}