用Raspberry Pi检测220 VAC

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我想构建一个简单的设备来检查指示灯是否亮着。我找到了一些原理图，但我需要确保它是安全的。

来源：如何使用光隔离器检测220 VAC电压

我的问题是我不太了解这一点。我发现PS2501可以工作在80V的电压下，那么如何安全地将其连接到220 VAC？哪些电阻器限制了此处的电压？为什么我们需要增加一个电容器和二极管（D1，C1）？

我是该领域的初学者，所以请耐心等待。

raspberry-pi opto-isolator

— M4xell
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小心踩一下！电源电压可能致命，尤其是在您不确切知道自己在做什么的情况下。您是否可以使用低压传感器（例如，光电晶体管）代替主电源来检测光线？

— BB

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该电路看起来更像是要检测230 VAC，而不是检测灯是否亮着。我认为您不会将其与您的观点相提并论。那么，您如何看待它适合您的情况？无论如何，您都可以考虑使用一种更安全的电流互感器方法。或检查分线器以获取其他想法。

— jonk

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“触发”是什么意思？如果有信号控制电灯开关，您能否仅检查条件“启用（和）不检测”？

— BB

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@BBON我认为这仅表示墙壁上的电灯开关已转到“ on”位置，OP表示，如果灯泡烧坏，先前评论中jonk建议的电流互感器将无法工作

— Maple

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不要忘记，如果使用光耦合器，则需要确保引脚之间没有导电。除非进行了物理修改，否则插板（veroboard）或其他原型板会破坏隔离。

— 亚当·埃伯巴赫18'Aug

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如果安全是首要考虑的问题，而不是建立电路，则可以考虑以大约10至15美元的价格购买标准的交流输入模块。它们已通过UL，CSA，CE和TÜV安全认证（仍然有可能出错并造成危险情况，尤其是在布线不牢固的情况下，但可能性较小）。

最好在任何情况下在通电之前先请有知识的人对其进行检查。

外壳内部的电路与您显示的电路有些相似，但是响应速度更快。

关于电路，您可以看到PS2501的短期隔离电压额定值为5000V RMS。这足以安全地承受240VAC电源和大多数可能出现在其上的瞬变。

为了安全起见，您需要将（光电）输入和输出引线之间的爬电距离（表面泄漏）保持至少8mm，并确保它永远不会被弄湿或被导电材料污染。

低压侧的电路应接地，并使用保险丝或其他限流装置，以免光电二极管故障而导致危险情况。根据类型，R1和R4可以接受也可以不接受。在某些情况下，它们肯定会燃烧。

如果在隔离侧没有接地，则需要依靠几密耳的塑料来确保安全。

就您的其他问题而言，额定90V只是在工作中的输出晶体管，它只能看到5V，而240V输入则通过隔离器左侧的组件降低到LED需要的1.2V。

后面的所有部件都是电“热”部件（包括光敏管的那一面），需要进行良好的保护，以防止意外接触。

电容器C1必须为X2类型，这是跨电源使用的安全认证。R1和R2必须能够承受电源电压和瞬变。Vishay VR25、35等系列的额定值合适。

C1实际上是将240VAC降至1.2V的工作。大多数电源电压都出现在其两端。在正半周，电流流过光耦合器中的LED；在负半周，电流流过1N4007。如果在电压不为零时加电，则电阻主要用于限制电流。

— 斯佩罗·佩法尼（Spehro Pefhany）
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CE不是认证而是合格证明。

— Janka '18

“ C1实际上是将240VAC降至1.2V的工作”，电容如何做到这一点？您如何计算得出它是1.2？

— M4xell

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电容帽对正弦波的阻抗为（1 /（

2 π f C

$2\pi fC$ ），因此它会像电阻器一样降低电压并通过电流，而不会产生明显的热量。1.2只是红外LED的近似正向下降。您会在光耦合器数据表中找到接近的数字。

— Spehro Pefhany

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@Janka是的，是的，其他类似的语言也适用于其他一些标准-UL是IIRC的“清单”。我只是复制了数据表语言，这是不准确的。

— Spehro Pefhany

@SpehroPefhany，您能再给我解释一下您是如何计算出来的吗？您给了我一些公式，但是看一下1/2（据我了解，这是PI〜3,14）* 3,14 * 50Hz * 0,0000001（100nF），大约为31847,133。我应该如何处理才能恢复1,2 V？

— M4xell

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最便宜，最简单的解决方案是购买一个由市电供电的微型USB充电器，并连接USB +5和地线以检测充电器何时由交流电供电。

— R .. GitHub停止帮助ICE
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如果OP在英国，那就行不通了。照明电路中没有可以连接USB充电器的普通插座。（您可以在照明电路中使用5A圆针插座-但是您将找不到适合其中一个的USB充电器。）

— Martin Bonner支持Monica

是的，但是您确定这样的解决方案足以省去石膏板下面的天花板吗？加热怎么样？可能被烧毁吗？我读了很多有关廉价USB充电器的信息，并由此设备引起了家庭火灾。

— M4xell

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不管安全性如何，我都怀疑它是否通过了将其放入墙壁/天花板的代码。我将其连接到设备，并使用符合代码的接线对其运行交流电源。

— R .. GitHub停止帮助ICE，

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我强烈建议重新考虑使用电路，以便在不直接连接电源的情况下进行检测。一些例子是：

光电二极管检测光
基于线圈的电流互感器以检测电流
带有霍尔效应传感器的电流互感器，用于检测电流

以上所有优点是灯泡烧坏时不会触发（如果那是您想要的）。

非接触电压传感器（NCV）电路可检测交流电压

即使灯泡烧坏，当开关打开时，后者也会触发。

不仅以上选项更安全，而且它们的电路通常比您所提到的怪异电路简单。

— 枫
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您能给我一些有关“用于检测交流电压的非接触电压传感器（NCV）电路”的示例吗？

— M4xell

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当然，这是一个。这是另一个。Google提供的“交流电压检测电路”，您将找到数百个。

— Maple

感谢您的示例，您对这种解决方案的噪声了解多少，如果我有2根电线，1根相位恒定且另一根电线由继电器控制（开/关），那将如何工作？如何测量正确相位的相位？如果这两根电缆相互靠近，是否可以工作？

— M4xell

当然，像这样的传感器具有一定的工作距离。如果您可以将两根电线彼此放置得足够远，则可以找到一个传感器仅检测到最近的热电线的位置。请注意，您不必将其放置在电灯插座旁边。您可以将传感器放置在热线的任何地方，远离其他电线。

— Maple

仔细想想，电路的性能越差越好。通常，他们可以检测到大约5 cm处的交流电压。如果将灵敏度降低到大约5毫米，则可以轻松地仅检测所需的电线。

— Maple

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该电路可以检测到墙壁上的交流电。它不会直接检测光。如果将其插入与灯具相同的连接中，则可能会起作用，但这并不是一个很好的（或安全的）解决方案。

要回答您的问题：

我发现PS2501可以承受80V的电压，因此如果我们要将其连接到220 VAC怎么办？

看看数据表。80V额定值用于晶体管的集电极-发射极电压。这仅适用于仅暴露于5VDC的电路右侧。

为什么我们需要增加一个电容器和二极管（D1，C1）？

当D1一侧具有正电压时，它将D3钳位在R3和光耦合器之前和之后的节点。这是为了确保光耦合器中的二极管不会损坏，因为它只能承受6V的反向电压。钳位是保护电路免受有害电压影响的常用方法。

添加了与电阻器串联的电容器，以平滑交流电压波形，以避免误报。

— 大流士
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我相信C1实际上是为光耦合器供电的基础。

— Maple