Onda Senoidal AC - Detector ZEROCROSS=EDN

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http://www.edn.com/design/power-management/4410475/A-circuit-for-mains- synchronization-has-two-separate-outputs-for-each-half-period http://m.eet.com/media/1180343/3.13%20design%20ideas.pdf A circuit for mains synchronization has two separate outputs for each half-period Circuito de sincronização com alimentação e duas saídas separadas para cada meio período Dusan Ponikvar -March 22, 2013 1 Comments Often a measurement of weak signals has to be performed in the presence of strong interference from the ac power mains. If the interfering signal cannot be filtered out, then you can still obtain a clean result by making two consecutive measurements separated in time by an odd number of half-periods of the mains and calculating the average of the two measurements. The interfering signals have opposite polarities in consecutive measurements, and averaging cancels them out. If you average several consecutive pairs of measurements, the results will improve still further. Instead of counting the half-periods of the mains, you may find that a circuit having two outputs for synchronization with odd or even half-periods of the mains can come in handy. Muitas vezes a medição de sinais fracos tem que ser realizada na presença de uma forte interferência da rede de alimentação AC. Se o sinal de interferência não pode ser filtrado, você ainda pode obter um resultado limpo fazendo duas medições consecutivas separados no tempo por um número ímpar de meios períodos de corrente elétrica e calculando a média das duas medições. Os sinais de interferência têm polaridades opostas em medições consecutivas, e a média cancela-os . Se você médir vários pares consecutivos de medição, os resultados irão melhorar ainda mais. Em vez de contar os meios períodos de corrente eléctrica, você pode ter um circuito com duas saídas para a sincronização com ímpares ou pares de meios períodos (half-periods) de alimentação corrente elétrica (fonte-“mains” ) que pode vir a calhar. A Figura 2 mostra os resultados de simulação (utilizando a versão livre do programa TINA-TI). O circuito de alimentação aceita entrada de 80V a 240V ac , e consome menos de um miliamperes de corrente.

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Detecção de passagem por zero para sincronização de pulsos

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http://www.edn.com/design/power-management/4410475/A-circuit-for-mains-synchronization-has-two-separate-outputs-for-each-half-periodhttp://m.eet.com/media/1180343/3.13%20design%20ideas.pdf

A circuit for mains synchronization has two separate outputs for each half-period

Circuito de sincronização com alimentação e duas saídas separadas para cada meio período

Dusan Ponikvar -March 22, 2013 1 CommentsOften a measurement of weak signals has to be performed in the presence of strong interference from the ac power mains. If the interfering signal cannot be filtered out, then you can still obtain a clean result by making two consecutive measurements separated in time by an odd number of half-periods of the mains and calculating the average of the two measurements. The interfering signals have opposite polarities in consecutive measurements, and averaging cancels them out. If you average several consecutive pairs of measurements, the results will improve still further. Instead of counting the half-periods of the mains, you may find that a circuit having two outputs for synchronization with odd or even half-periods of the mains can come in handy.

Muitas vezes a medição de sinais fracos tem que ser realizada na presença de uma forte interferência da rede de alimentação AC. Se o sinal de interferência não pode ser filtrado, você ainda pode obter um resultado limpo fazendo duas medições consecutivas separados no tempo por um número ímpar de meios períodos de corrente elétrica e calculando a média das duas medições. Os sinais de interferência têm polaridades opostas em medições consecutivas, e a média cancela-os . Se você médir vários pares consecutivos de medição, os resultados irão melhorar ainda mais. Em vez de contar os meios períodos de corrente eléctrica, você pode ter um circuito com duas saídas para a sincronização com ímpares ou pares de meios períodos (half-periods) de alimentação corrente elétrica (fonte-“mains” ) que pode vir a calhar.

A Figura 2 mostra os resultados de simulação (utilizando a versão livre do programa TINA-TI). O circuito de alimentação aceita entrada de 80V a 240V ac , e consome menos de um miliamperes de corrente.

Figure 2 Simulation results demonstrate the circuit action.

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Figure 1 Mains zero crossings are marked by the optically isolated outputs. Cruzamentos de zero da fonte são marcadas pelas saídas isoladas opticamente.

The circuit shown in Figure 1 provides two separate and optically isolated outputs, ISO1 and ISO2, for synchronization with the desired half-period of the mains. Figure 2 shows the results of simulation (using the free version of TINA-TI). The circuit accepts mains input from 80V ac to 240V ac, and consumes less than a

milliamp of current.

Figura 1 apresenta duas saídas separadas e opticamente isoladas, ISO 1 e ISO 2, para a sincronização com a semi-período da corrente elétrica desejado.

The duration of the pulses at outputs ISO1 and ISO2 is less than a millisecond, and capacitor C1 can be adjusted to achieve the exact alignment of the falling edges of outputs ISO1 and ISO2 with the zero crossing of the mains. All diodes, D1 to D5, are small-signal type 1N4148 or similar.The circuit works as follows: During the positive half-period of the mains, C 3 is charged through R1A, R1B, D1 and D5, D3, R2B, and R2A. The effective time constant, τ, for charging is about 43 msec, and C 3 barely picks up some charge in the half-period. Once the mains drops below the voltage stored on C 3 (this happens just before the end of the half-period), the charging stops and current begins to flow from C 3 through R3 into the base of Q5, turning it on. This discharges C 3 through the LED in optocoupler OC 1, and produces a pulse at the output ISO 1 of the circuit. During the negative half-period, the action repeats, only this time D 4 and D2 are used to charge C2, and R4 is used to activate Q5 when the negative half-period is nearly finished.

A duração dos impulsos de saídas em ISO 1 e ISO 2 é menor que um milésimo de segundo, e o condensador C 1 pode ser ajustado para atingir o alinhamento exato das arestas descendentes de saídas ISO 1 e ISO 2 com a passagem por zero da fonte . Todos os díodos D, D 1 a 5, são do tipo pequeno-sinal 1N4148 ou similar.O circuito funciona como segue: Durante o período de meia-positivo de corrente, C 3 é carregado através de R1a, R1b, D 1 e D 5, D 3, R 2B e R 2A. O tempo efetivo constante, τ, para o carregamento é de cerca de 43 ms, e C 3 mal pega alguma carga nesse meio-período. Quando a corrente elétrica cair abaixo da tensão armazenada em C 3 (isto ocorre, pouco antes do final do semi-período), o carregamento para e a corrente de carga comece a fluir a partir de C 3 a R3 para a base de Q 5, ligando-o. Isto descarrega C 3 através do diodo emissor de luz em um optoacoplador OC, e produz um impulso de saída na ISO 1 . Durante o período de meia-negativo, a repetição da ação, só que desta vez D 4 D e 2 são utilizados para carregar C 2, e R4 é utilizado para ativar Q 5, quando o período de meia-negativo está quase concluído.

The duration of the output pulse can be shortened to about 600 μsec by increasing the time constant—therefore by increasing the value of resistors R1 and R2 or capacitors C2 and C3—but this also reduces the range of acceptable input voltages.The detailed simulation reveals that the maximum voltage on C2 and C3 is less than 5V, with 250V ac connected to the input; a voltage rating of 10V for the capacitors is sufficient. Additionally, the maximum voltage on C1 is less than 10V ac, and the reverse voltage on the diodes is less than 6V. The peak current through the optocoupler LEDs is below 8 mA. The only components that are exposed to the mains are input resistors R1A, R1B, R2A, and R2B. They have equal values, so each one needs to withstand 25% of the mains voltage.The measurements obtained from the constructed circuit show good correlation with the simulation results. Figure 3 shows output signals; Figure 4 shows the timing detail of the zero crossing and corresponding output pulse for three different values of C1.A duração do impulso de saída pode ser reduzido para cerca de 600 μsec, aumentando o tempo constante, portanto, pelo aumento do valor das resistências R1 e R2 ou condensadores C 2 e C 3 - mas isso também reduz a gama de tensões de entrada aceitáveis.

A simulação detalhada revela que a tensão máxima em C 2 e C 3 é inferior a 5 V, com o AC 250V ligado à entrada; uma tensão nominal de 10V para os capacitores é suficiente. Além disso, a tensão máxima em C 1 for inferior a 10 V de corrente alternada, e a tensão reversa sobre os diodos é inferior a 6V. A corrente de pico através dos LEDs acoplador óptico está abaixo de 8 mA. Os únicos componentes que são expostas à corrente de entrada são resistências de R1A, R1B, 2A, 2B e R. Eles têm valores iguais, de modo que cada um precisa de suportar 25% da tensão da rede.

. As medidas obtidas a partir do show circuito construído boa correlação com os resultados da simulação A Figura 3 mostra sinais de saída; A Figura 4 mostra o detalhe calendário do cruzamento de zero e correspondente impulso de saída para três valores diferentes de C 1.

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Figure 3 Measured output signals ISO1 and ISO2 and the mains voltage verify the circuit operation.

Figure 4 C1 determines the position of the pulse leading edge in this detail from the center portion of Figure 3. The horizontal scale is 200 μsec/div. Pulses are vertically shifted for better visibility: C1=0 (upper), 12 nF (middle), and 22 nF

(lower).

References1. “DIY: Isolated high-quality mains voltagezero-crossing detector.”2. Matteini, Luca, “Mains-driven zero-crossingdetector uses only a few high-voltage parts,” EDN, Dec 1, 2011.

1 CommentsWKetelThis is a potentially quite useful circuit, and the concept described for recovering data from below line noise with it is certainly an excellent idea.Thanks for a useful design idea.

Mar 29, 2013 10:09 AM EDTEste é um circuito potencialmente muito útil, eo conceito descrito para recuperar dados a partir de baixo ruído na linha com ele é, certamente, uma excelente ideia.Graças a uma idéia de design útil.

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http://www.dextrel.net/diyzerocrosser.htmo mesmo circuito mais completo emhttp://d1.amobbs.com/bbs_upload782111/files_40/ourdev_643643NSY57M.pdf

DIY - Isolated High Quality Mains Voltage Zero Crossing Detector

FEATURES highly accurate mains zero crossing detection fully isolated and low voltage safe output ultra-low power consumption; worst case power dissipation < 120mW produces symmetrical pulses around zero crossings output pulse stays constant, independent of the mains voltage very low parts count, no precision components required all components can be low voltage SMD works over all voltage ranges (100VAC/240VAC), without modification 50Hz/60Hz compatible 50Hz produces a 1ms ZC pulse, 60Hz produces 0.83ms ZC pulse highly stable with varying temperature and aging

CARACTERÍSTICASaltamente precisa de detecção de cruzamento zero das fontestotalmente isolado da saída de baixa tensãoultra-baixo consumo de energia; no pior caso a dissipação de energia <120mWproduz pulsos simétricos em torno dos cruzamentos de zeropulso de saída permanece constante, independente da tensão de redepoucas peças, não há componentes de precisão exigidosTodos os componentes podem ser de baixa tensão SMDfunciona através de todas as gamas de tensão (100VAC / 240 VCA), sem modificação50Hz / 60Hz compatível50Hz produz um pulso ZC 1ms, 60Hz produz 0.83ms ZC pulsoaltamente estável com a variação de temperatura e envelhecimento do led do opto-acoplador

Modern electronic equipment are nowadays typically powered by switch-mode power supplies. Due to their high frequency operation, these PSU’s have no means of providing mains frequency (and/or phase information) for the low voltage electronics circuitry on the se safe low voltage secondary side. Devices such as lighting controllers, thermostats, motor drives and similar AC-load controlling or monitorin applications, often needs mains phase and/or frequency information. Adding an old type iron core mains transformer for this purpose would be both expensive and clumsy. A suitable zero crossing circuit is often needed.  This DIY project presents one very clever variety of such a zero crossing detector, invented by the autho odern electronic equipment are nowadays typically powered by switch-mode power supplies.

Equipamentos eletrônicos modernos hoje em dia são normalmente alimentados por fontes de alimentação chaveadas. Devido à sua operação de alta frequência, estes PSU não têm meios de fornecer a frequência da rede (e / ou informação de fase) para o lado da baixa tensão dos circuitos eletrônicos. Dispositivos como controladores de iluminação, termostatos, unidades de automóveis e controladores AC ou monitores de aplicações semelhantes, muitas vezes precisam da fase e / ou informações da frequência da rede. Adicionar um velho transformador de rede de núcleo de ferro para este fim seria caro e desajeitado. Um circuito de cruzamento de zero adequado é muitas vezes necessário.Este projeto apresenta uma variedade DIY muito inteligente de um detector de cruzamento zero, inventado pela autho odern electronic equipment que hoje em dia são normalmente incrementados nas fontes de alimentação chaveadas.

OTHER KNOWN ZC-DETECTORSThe Design Idea “Isolated circuit monitors ac-line” published in EDN the 5th of July 2007, is primarily intended for mains line ac-voltage measurement, and is not optimal for efficient zero-crossing detection. The Design Idea “Improved optocoupler circuits reduce current draw, resist LED aging”, published 14th of December 2007, also suffers from unnecessary complexity and cannot produce the often required symmetrical zero crossing pulses for proper thyristor or triac firing.

Outros conhecidos ZC-DETECTORS O Projeto Idéia "Monitor Isolado de circuito de linha AC", “Isolated circuit monitors ac-line” publicado em EDN o dia 5 de julho de 2007, destina-se principalmente para a medição da tensão AC da linha de alimentação, e não é o ideal para uma eficiente detecção do cruzamento zero. O projeto Idea "Circuito opto-acoplador melhorado reduz consumo de corrente e resiste ao envelhecimento LED", “Improved optocoupler circuits reduce current draw, resist LED aging”publicado 14 de dezembro de 2007, também sofre de uma

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complexidade desnecessária e não pode produzir os pulsos simétricos adequados da passagem por zero muitas vezes necessária para que um thyristor ou triac dispare corretamente.

THIS CIRUIT The circuit presented here produces constant and well defined zero crossing pulses, centered symmertically around the zero crossings, using very little power and just a few plain vanilla components. The pulse length is virtually independent of the mains voltage, is stable with temperature, and immune against component and optocoupler tolerances and aging. A perfboard prototype is presented in Fig.2.

O CIRCUITO O circuito aqui apresentado produz pulsos de passagem por zero constantes e bem definidos, centrados simétricamente em torno dos cruzamentos de zero, usando muito pouco consumo e apenas alguns componentes . O comprimento do impulso é praticamente independente da tensão da rede, é estável com a temperatura, e imune a tolerâncias dos componente e envelhecimento do led do acoplador óptico. Um protótipo é apresentado na Fig.2.

DETAILED DESCRIPTION The zero crossing circuit consists of the voltage to current converting resistors R1-R2, full-wave rectifier diodes D1-D4, a voltage averaging and storing capacitor C1, the opto-coupler U1, and transistor Q1 that functions as a voltage comparator. R3 provides base current for Q1, and doubles as an input voltage divider together with resistors R1-R2. R4 limits and sets the current into the opto-coupler LED. D5 provides a proper charge current path for C1, preventing the reverse-biasing of the Q1 b-e junction.

DESCRIÇÃO DETALHADAO circuito consiste da conversão da tensão de passagem por zero para corrente nas resistências R1-R2, mais um retificador de onda completa nos díodos D1-D4, uma tensão média armazenada no condensador C1, um optoacoplador U1, e um transístor Q1, que funciona como um comparador de tensão. R3 fornece corrente de base para Q1, e funciona como um divisor de tensão de entrada, juntamente com resistências R1-R2. R4 é a limitadora de corrente do LED do opto-acoplador . D5 proporciona um caminho da corrente de carga adequada para C1, impedindo-o de polarização inversa da junção Q1 b-e de Q1.

Transistor Q1 stays off during the majority of the mains cycle, during which C1 is charged via R1-R2 and D5. Q1 turns on and feeds current from C1 to the opto via R4, whenever the mains voltage (divided by (R1+R2)/R3) is lower than the voltage across C1. The voltage across C1 will reach within about 400ms an equilibrium that defines the final  operating point. The voltage across C1 never exceeds 10 volts with the given resistor ratios. The voltage stabilizes at a point when the average current charged equals the average current consumed. The typical pulse width is 1ms at 50Hz, and 0.83ms at 60Hz,when  using the component values shown. The output pulse width is fairly constant, independent of the designated AC-line voltage (90… 240VAC). This makes this simple zero crossing detector quite unique, since the mains voltage does not affect the pulse width nor its position. 

Transístor Q1 permanece desligado durante a maior parte do ciclo de alimentação, durante o qual C1 é carregado através de R1-R2 e D5. Q1 liga e alimenta a corrente de C1 para o opto através de R4, sempre que a tensão da rede (divisor (R1 + R2) / R3) for menor do que a tensão sobre C1. A tensão sobre C1 vai chegar num equilíbrio em cerca de 400ms que define o ponto de operação final. A voltagem através C1 nunca excede 10 volts com as proporções dadas pelos resistores. A tensão se estabiliza no momento em que a média atual carregada é igual à corrente média consumida. A largura de pulso típico é de 1 ms a 50Hz, e 0.83ms a 60Hz, quando usado os valores dos componentes mostrados. A largura do impulso de saída é relativamente constante, independente da tensão AC da linha (90 ... 240 VCA). Isto torna este simples

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detector de cruzamento de zero bastante singular, uma vez que a tensão de alimentação não afeta a largura dos impulsos, nem a sua posição.

The circuit’s total power consumption is a mere 32mW at 120VAC, and barely 120mW at 240VAC.   The majority of this power is dissipated in the input resistors R1-R2. The peak current flowing into the optocoupler LED varies almost linearly with the mains voltage. This does not cause any inaccuracies to the zero crossing function, as long as the opto-coupler output is always allowed to saturate - even at the lowest mains voltage. This factor determines the minimum allowed value of the pullup resistor R5. The 4N35 optocoupler has a guaranteed CTR (Current Transfer Ratio) of 100%. If you use another optocoupler, please consider this when calculating the minimum value for R5. You cannot increase the current fed into the optocoupler led by decreasing R4, if you do not at the same time decrease the total resistance of R1 and R2 with the same ratio. The component values given here are optimized for the best signal quality at the lowest possible power dissipation.

Consumo total de energia do circuito é um pequeno 32mW em 120VAC, e apenas 120mW em 240 VCA. A maior parte desta energia é dissipada na entrada pelas resistências R1-R2. O pico de corrente que flui para o LED optoacoplador varia quase linearmente com a tensão da rede. Isto não causa quaisquer imprecisões para a função do cruzamento de zero, enquanto a saída do opto-acoplador é sempre permitida para se saturar - mesmo na menor tensão de rede. Este fator determina o valor mínimo permitido para o resistor R5 pullup. O optoacoplador 4N35 tem uma CTR ((Current Transfer Ratio - Taxa de transferência de corrente) garantida de 100%. Se você usar outro optocoupler, por favor considere isso quando fizer o cálculo do valor mínimo para R5. Você não pode aumentar a corrente introduzida no optocoupler simplesmente diminuindo R4, para isso, tem que ao mesmo tempo diminuir a resistência total de R1 e R2 com a mesma relação. Os valores dos componentes dadas aqui são otimizados para a melhor qualidade do sinal e menor dissipação de energia possível.

C2 forms a first-order low pass filter to deal with the real world noisy power lines. By decreasing the 1/f frequency of this filter you can deliberately delay the ZC-pulse. The voltage rating of this capacitor does not to be high since it sees only the same voltage as C1 plus three diode forwards drops. A 16VDC rating would do (or anything higher). 

C2 forma um filtro passa-baixa de primeira ordem para lidar com as linhas de energia ruidosas do mundo real. Ao diminuir a frequência de 1 / f deste filtro pode deliberadamente atrasar o pulso do Zero Cross (ZC). A tensão nominal deste condensador não deve ser elevada, uma vez que ele só vê a mesma tensão que C1 mais três diodos em gotas. A classificação 16VDC já é suficiente (ou pouco mais).

All components are low cost and low voltage types (<10V), with the exception that R1 and R2 must sustain each half of the maximum peak mains voltage (200 volts). R2 can be omitted if R1 alone can sustain the maximum peak input voltage. In this case use a 390kohm standard resistor. Splitting the input resistor into two (halving the voltage handling requirement) makes it possible to use only SMD-components.  

Todos os componentes são de baixo custo e tipos para baixa tensão (<10 V), com a exceção de que R1 e R2 tem de sustentar cada metade da tensão de alimentação máxima de pico (200 volts). R2 pode ser omitido se R1 sozinho puder manter a tensão de entrada máxima de pico. Neste caso, use um resistor padrão 390kohm. Dividindo a resistência de entrada em duas (reduz-se para metade a exigência de manuseio da tensão) faz com que seja possível usar apenas componentes SMD.

The oscilloscope screenshot shows the quality and symmetry of the output pulse. The "downhill" trace is the mains voltage at 20V/div vertical scale, zero volts is at the sceen centerline. The other trace is the output with a 5V/div scale factor. The timebase is 500µs per division. The output pulse is beautifully symmertic around the mains zero crossing.Even huge temperature variations have a minuscule effect on the zero crossing pulse, due to the “self-biasing” nature of the circuit. The tolerance of C1's capacitance has no effect either. The circuit’s resistor ratios set mainly the operation point,  and that is the reason is why the output pulse is almost temperature independent.The picture on the right is a simulated responce for two extreme mains voltages (100VAC...240VAC). You can see that the pulse width variation is minuscule, being less than 100us over the whole mains voltage range. Real behaviour of the actual circuit is equal.

A captura de tela do osciloscópio mostra a qualidade e a simetria do impulso de saída. O traço "downhill" é a tensão de rede na escala vertical de 20V / div, zero volts é na linha central sceen. O outro traço é a saída com na escala de 5V / div. A base de tempo é 500μs por divisão. O pulso de saída é perfeitamente symmertic em torno da rede cruzamento zero.Mesmo enormes variações de temperatura têm um efeito minúsculo no pulso de cruzamento de zero, devido à natureza de "auto-polarização" do circuito. A tolerância de capacitância de C1 não tem qualquer efeito. A proporção entre as resistência do circuito , principalmente no ponto de operação, é a razão por que o pulso de saída é quase independente da temperatura.

A imagem à direita é uma resposta simulada por duas voltagens extremas (100VAC ... 240 VCA). Você pode ver que a variação de largura de pulso é minúscula, sendo menos de 100us sobre toda a faixa de tensão de alimentação. Comportamento real no circuito real é igual.

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OTHER USES - LOAD MONITORINGSometimes you don't need to monitor the mains itself, but you need to monitor a controlled mains load. Also here the ZC circuit come in handy. An example is shown in Fig 5. Here a triac controls an incadescent bulb either on or off. With the help of the ZC you can monitor a shorted load, an open load, missing live voltage, and also if the triac is working properly.

When the power to the load is switched off: There is always a small leakage current via the triac snubber, even if the triac is off. This current is effectively shorted by the load, thus the ZCD sees no voltage and does not produce output pulses when the load is connected. If the load becomes disconnected or the bulb filament has failed, then the snubber leakage current is high enough to produce ZC-pulses even if the triac is off. This way you can check the contidion of the bulb without adding cumbersome current measurement circuits, and get a warning if the load has failed.When the power to the load is switched on:During this time the ZCD must produce pulses - if not - then the triac has failed or the live voltage is missing (possibly a blown fuse earlier in the circuit).

By combining ZCD information with the triac drive status, you will be able to detect failures in driving a load. Any mission critical loads (such as alarm lights, traffic lights) can benefit from load monitoring.

OUTROS USOS - MONITORAMENTO DA CARGA

Às vezes você não precisa monitorar a alimentação em si, mas é preciso monitorar uma carga de alimentação controlada. Também aqui o circuito de ZC vem a calhar. Um exemplo é mostrado na Figura 5. Aqui, um triac controla uma lâmpada incandescente ou on ou off. Com a ajuda do ZC você pode monitorar uma carga em curto-circuito, uma carga aberta, faltando tensão viva, e também se o triac está funcionando corretamente.Quando a energia para a carga é desligado: Existe sempre uma pequena corrente de fuga através do amortecedor triac (snubber), mesmo se o triac estiver desligado. Esta corrente é efetivamente em curto-circuito para a carga, assim, a ZCD não vê nenhuma tensão e não produz impulsos de saída quando a carga é ligada. Se a carga for desligada ou o filamento da lâmpada falhar, em seguida, a corrente de fuga do snubber é suficientemente elevada para produzir ZC-pulsos mesmo que o triac esteja desligado. Desta forma, você pode verificar a condição do bulbo sem a adição de pesados circuitos de medição de corrente, e receber um aviso que a carga falhou.Quando a energia para a carga é ligada:Durante este tempo o ZCD deve produzir pulsos - se não - o triac falhou ou a tensão viva está ausente (possivelmente um fusível fundido no início do circuito).

Ao combinar informações ZCD com o status da unidade triac, você será capaz de detectar falhas na condução de uma carga. Quaisquer cargas de missão crítica (como luzes de alarme, semáforos) podem se beneficiar de monitoramento da carga.

NOTEWORTHY OBSERATIONSThis zero crossing detector takes a while to start because C1 must first be charged to its equilibrium voltage. This takes about 200 to 400ms, depending on the mains voltage. However, after this period the circuit works normally and reacts immediately to missing mains voltage cycles.This ZCD can be used for other specific purposes, for example as a missing mains cycle detector, as a pulse-length discriminator, as a AC-load monitor, as a mains fuse condition detector, as an AC-motor function monitor, to mention a few. Connecting the phase detector between the phases of a 1-phase motor will produce somewhat higher voltages than the mains, and you have to make sure that the combined voltage and power rating of R1 and R2 is high enough.

OBSERATIONS SIGNIFICATIVASEste detector de cruzamento de zero leva um tempo para iniciar porque C1 deve primeiro ser levado a sua tensão de equilíbrio. Isto leva cerca de 200 a 400 ms, dependendo da tensão de rede. No entanto, após este período, o circuito funciona normalmente e reage imediatamente ao zero dos ciclos de tensão.Este ZCD pode ser utilizado para outros fins específicos, por exemplo, como um detector de falta de ciclos na alimentação (cycle detector), como um discriminador de largura de impulsos (pulse-length discriminator) , como um monitor de carga AC (AC-load monitor), como um detector da condição do fusível de rede (fuse condition detector), como um monitor de função AC-motor (AC-motor function monitor) para mencionar poucos.

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Ligar o detector de fase entre as fases de um motor de 1-fase irá produzir tensões pouco maior do que a corrente eléctrica, e você tem que se certificar de que a proporção da tensão nominal combinada com o valores e potencias de R1 e R2 é alta o suficiente.

Fig. 6 - AC-motor monitoring ciruit. The first ZC-detector determines the existence of the mains voltage and gives the microprocessor a reference zero crossing signal. The other ZC-circuit measures the phase difference (or it's zero crossing occurence). If the delay between the two ZC-circuits is within predetermined limits you can be sue of that the motor rotates.

Figo. 3 - monitoramento ciruit AC-motor. O primeiro ZC-detector determina a existência da tensão da rede e dá ao microprocessador um sinal de cruzamento de zero de referência. O outro ZC-circuito mede a diferença de fase (ou seja cruzamento zero ocorrência). Se houver atraso (delay ) entre os dois circuitos ZC dentro dos limites predeterminados pode ser indicação de que o motor gira.OTHER USES - AC MOTOR MONITORINGRunning an 1-phase AC motor and knowing that the motor actually rotates can also easily be monitored by using two ZC detectors. This quite unique but simple idea using only two simple ZC detectors can actually monitor many types of failures, including; open or short circuits in any widning or wires to the motor, open or short circuits in the motor capacitor or its wires, relay, triac and fuse failures. Even a stalled rotor can be detected. Any of these failures will cause the motor not to rotate, and this condition can be sensed as explained.You need a microprocessor to perform the logic, but the circuitry is othervice simple. To power the motor on or off, you can use the circuitry in Fig 2, and use Fig 3 as the load. It is recommended to use a triac to control the motor power, and a relay (preferably two) to control the direction of the motor (if needed). To prevent relay contact damage the relay(s) should change state only when the triac is off and the motor standing still.The first ZC detector that is connected straight across the input (between L and N) monitors the incoming voltage (and thus also checks the proper triac operation and the availability of the mains voltage or blown fuses). The second ZC detector detects the zero crossing BETWEEN the motor phases. This ZC pulse is time delayed from the mains zero crossing by a certain amount of time and depends on the motor inductance and motor capacitance tolerance. On a 50Hz mains frequency the phase shift of typically 90 degrees would produce a delay of about 5ms. Both ZC signals should be connected to a microprocessor's input capture pins. By teaching the microprocessor the time delay and it's allowed time variance, you can check with 100% certainty that the motor is rotating, even without any tachomerty feedback from its axle. Any failure mentioned above would either cause the pulses from the ZC detector (between the motor phases) to be missing completely, or the phase relationship referenced to the mains zero crossings to differ considerably. With the help of the microprocessor logic, you can thus build a rotation failure warning system for any mains operated 1-phase motor.

O primeiro detector ZC que está conectado diretamente na entrada (entre L e N) e monitora a tensão de entrada (e, portanto, também verifica a operação adequada do triac e a disponibilidade da tensão da rede ou fusíveis fundidos). O segundo detector ZC detecta a passagem por zero entre as fases do motor. Este pulso ZC é hora atrasado da rede eléctrica no cruzamento zero por um determinado período de tempo e depende da tolerância indutância e capacitância do motor . Em uma frequência de 50Hz a mudança de fase de tipicamente 90 graus produziria um atraso de cerca de 5ms. Ambos os sinais ZC devem ser conectados à entrada de captura dos pinos de um microprocessador. Ao ensinar ao microprocessador o tempo de atraso que é permitido na variação de tempo, você poderá verificar com 100% de certeza de que o motor está girando, mesmo sem qualquer feedback tachomerty no seu eixo. Qualquer falha acima mencionada vai fazer com que os impulsos do detector de ZC (entre as fases do motor) estar completamente ausente, ou a relação de fase referenciada à corrente nos cruzamentos de zero diferirem consideravelmente. Com a ajuda da lógica de microprocessador, você pode, portanto, construir um sistema de aviso de falha de rotação para qualquer motor operando em 1-fase.

OUTROS USOS - monitorização do motor ACNum motor de corrente alternada de fase 1 saber se o motor gira, na verdade, pode também ser facilmente monitorizado utilizando dois detectores ZC. Essa idéia bastante original, mas simples, usando apenas dois detectores ZC simples pode realmente monitorar muitos tipos de falhas, incluindo; circuitos abertos ou curtos em qualquer widning ou fios do motor, circuitos abertos ou curtos no capacitor do motor ou de suas falhas de fios, relé, triac e fusíveis. Mesmo um rotor bloqueado pode ser detectado. Qualquer destas falhas fará com que o motor não gire, e esta condição pode ser detectada, tal como explicado.

Você precisa de um microprocessador para executar o lógica, mas o circuito é muito simples. Para alimentar o motor ligado ou desligado, você pode usar o circuito na figura 2, e utilizar figura 3 na carga. É recomendado usar um triac para controlar a potência do motor, e um relê (de preferência dois) para controlar o sentido do motor (se necessário). Para evitar danificar o contato do relé (s) deve-se mudar de estado somente quando o triac está desligado e o motor parado.