detectando cruz zero em ac?

Preciso detectar cruzamento zero para um iniciante suave. Há muito tempo, eu fiz isso usando um resistor de 1 mega ohm diretamente conectado ao microcontrolador de um lado e energia ao vivo do outro lado. Eu fui bem sucedido, mas é aconselhável? de que outra maneira eu posso fazer isso de forma barata e confiável?

Eu projetei soft starters usando os processadores PIC16C74A / F77. O cruzamento de zero pode ser complicado se você também precisar trabalhar em ambientes ruidosos.

Se você não precisa que o processador seja isolado da linha, não há nada de errado com alguns resistores de alto valor alimentando um pino da CPU. Eu usaria alguns diodos shottky para aumentar os diodos de proteção interna apenas por uma questão de robustez, mas funcionará bem. Se você precisar de isolamento, use um optoisolador de saída de transistor. Preste atenção à velocidade de comutação do opto e minimize a corrente do coletor do transistor para maximizar a velocidade de comutação.

Dito isto, vamos ao barulho. Se você estiver controlando outra coisa que não seja aquecimento resistivo, terá um ruído para enfrentar, o que significa que é muito provável que você tenha um ruído de cruzamento nulo. Não cometa o erro de novato de alimentar a entrada de cruzamento zero para um pino de interrupção; isso transformará seu software em uma massa fumegante de maldade quando o processador tentar lidar com um zilhão de interrupções. (Falo por experiência própria.) Jogar um RC ou um filtro passa-baixo mais avançado na linha apenas introduzirá a mudança de fase. Se você pode trabalhar com isso, ótimo. Caso contrário (eu tive que lidar com sistemas 50/60 e 400Hz), você deve tentar outros meios.

Em meu próprio projeto, cuidei disso em software pesquisando a linha e essencialmente fazendo uma rotina de votação que ignorava os transientes. A mudança de fase estava dentro do que eu conseguia suportar, era rápida e não cagava nem com barulho pesado. (Testado em uma instalação em que eles removeram as tampas de filtro de um forno de indução, nunca vi uma linha tão barulhenta antes!) trava "a cruz zero e o microcontrolador reconheceria isso antes que a próxima interrupção pudesse ser definida.

Dito isso, acho que encontrar de maneira confiável o cruzamento de zero real em qualquer situação prática foi um dos aspectos mais complicados do design do soft starter. Fechar o loop de controle era secundário, mas na maioria das vezes era apenas sintonia. Parece uma coisa absolutamente simples de fazer, mas aprendi um pouco sobre a diferença entre teoria e prática durante esse período. :-)

edite para descrever a rotina de "votação":

Se bem me lembro, eu tinha uma linha de E / S alta quando a linha estava acima de zero e baixa quando a linha estava abaixo de zero. A rotina de votação simplesmente pesquisou essa linha e, se 2 das 3 últimas amostras eram iguais, eu aceitei o fato de que a linha havia cruzado zero. É muito semelhante ao circuito de votação do UART para detectar marcas e espaço. A vantagem de um circuito como esse é que sua mudança de fase é fixa (taxa de amostragem de 2 *) e você pode ajustá-lo para o tipo de ruído que está enfrentando. Não me lembro de antemão como a votação foi rápida, mas se eu arriscasse um palpite, diria 8kHz, pois esse número fica na minha mente.

Por que não usar um acoplador óptico? O SFH6206 da Vishay possui dois LEDs em anti-paralelo, por isso funciona durante todo o ciclo da tensão da rede. Se a tensão de entrada for alta o suficiente, o transistor de saída está ligado e o coletor está em um nível baixo. Ao redor do cruzamento de zero, no entanto, a tensão de entrada é muito baixa para ativar o transistor de saída e seu coletor será puxado alto. Então você recebe um pulso positivo a cada cruzamento de zero.

A Nota de Aplicação deste Microchip na página 3 sugere um resistor de 20 MOhms.

Eu acho que você pode usar o MOC3061 que possui um detector de cruzamento zero.

Mas existem muitos modelos de dispositivos, como você pode ver aqui .

Eu tive sucesso com a seguinte cadeia de processamento:

1. Rede divisora ​​de resistores (usando resistores de valor MOhm) e acoplador óptico para acoplar e isolar o sinal da fonte
2. Um comparador de amplificador operacional para direcionar o sinal do acoplador óptico para uma faixa de tensão conhecida
3. Um filtro passa-banda de vários estágios extremamente apertado usando opamps (também pode precisar de algum ganho aqui para explicar a perda de filtro)
4. Um circuito de comutador de fase opamp para ajustar qualquer deslocamento de fase introduzido na filtragem (+/- 360 graus é uma boa tolerância a ser projetada, a mudança de fase desejada pode ser calibrada com uma panela e um osciloscópio)
5. Mais um comparador para obter o sinal para uma saída digital limpa para um microcontrolador

Provavelmente existem muitas maneiras de fazer isso ... mas se eu estivesse fazendo isso, usaria um pequeno transformador de isolamento por precaução. Nunca é aconselhável conectar a rede elétrica diretamente a um microcontrolador, mesmo através de um grande resistor.

Eu acho que suas opções são usar um divisor de resistor grande em um micro ou um pequeno transformador que empurra as tensões do nível da rede elétrica até a faixa do seu micro. Obviamente, você também pode usar uma combinação dos dois.

Se você não quiser usar um microcontrolador, sempre poderá usar um comparador e testar a tensão contra 0v. O pulso do comparador será curto, mas há maneiras de lidar com isso também.