Interruptor mecánico en paralelo al microcontrolador trabajando en sincronización

Interruptor mecánico paralelo a la lógica del microcontrolador

Aquí está la imagen para mi requisito, quiero operar la lámpara de carga de 230 V CA con interruptor mecánico en paralelo al controlador donde uno puede 'ENCENDIR' la lámpara de carga desde el interruptor mecánico y 'APAGAR' desde el controlador y viceversa.

Aquí el único problema es que el interruptor mecánico no puede funcionar como una opción A PRUEBA DE FALLAS ya que la puerta lógica XOR está involucrada .

Mi requisito es una opción A PRUEBA DE FALLAS en la que el interruptor mecánico puede "ENCENDIR" la lámpara de carga incluso si el controlador o la PUERTA XOR se estropean o no funcionan.

En este circuito, se ha mostrado una compuerta XOR, pero tiene dudas sobre si hay alguna compuerta XOR disponible que pueda operar a 230 V CA.

¿O hay alguna forma de usar la lógica XOR a través de otros componentes electrónicos?

¿O no me importa usar otra lógica?

Por favor, ayuda, estoy muy atascado debido a esta opción FAIL SAFE

[Editado por @transistor. OP para actualizar la tabla a continuación.]

| MECH | OPTO | LAMP | Notes
| Off  | Off  | off  |
| On   | Off  | on  |
| Off  | On   | on  |

| en | en | apagado |

El último estado lo he resaltado porque si una puerta XOR está tan disponible para 230 VCA que en el código, puedo programar de tal manera que si el dispositivo está 'ENCENDIDO' desde el interruptor mecánico y uno necesita 'APAGAR' la lámpara de carga, entonces solo necesita encender el SCR, por lo tanto, según la lógica de la puerta XOR, la lámpara de carga estará 'APAGADA'.

O si hay algún otro componente o circuito electrónico disponible que ayude a elegir o manipular, solo cambia el último estado de la tabla lógica.

El voltaje de funcionamiento, mencionado en el circuito, para la lámpara de carga es de 230 V CA y para el controlador y el optoacoplador es de alrededor de 5 V CC.

También necesito controlar el controlador a través de Internet.

Tampoco puedo usar el interruptor mecánico normal de 2 polos ya que no puedo cambiar todos los interruptores existentes y es un trabajo de actualización con recursos limitados.

no se puede usar la lógica de retransmisión debido a limitaciones de espacio.

Intente enumerar sus requisitos con mayor claridad, con las opciones de voltaje de funcionamiento disponibles. la pregunta es realmente confusa.
no entiendo tu pregunta Por lo general, un mecanismo de seguridad se apaga si algo sale mal. Parece que quieres que falle 'ON'. He agregado una tabla para que la edites. Por favor, aclare también 'frito'. ¿Qué sucederá si OPTO SCR falla en circuito abierto? ¿Y si falla corto circuito?
Su tabla es una función OR simple. Lámpara encendida si MECH o SCR están encendidos. El párrafo que sigue a la tabla entra en conflicto con esto. Todavía no está claro lo que está tratando de hacer.
El área en la que vivo tiene una conectividad a Internet irregular y voy a conectar el controlador a Internet para que, cuando la conectividad a Internet no esté disponible, se pueda usar el interruptor mecánico, ya que no quiero usar Blue Tooth Low Energy ni ninguna otra comunicación. protocolo _ Además, debido a alguna fluctuación de energía, existe la probabilidad de que el controlador se dañe , por lo que esta es la razón por la cual quiero seguir usando el interruptor mecánico normal en paralelo con el controlador.
Entonces, ¿el problema es "cómo apagar la luz si el micro / SCR se atasca"? Si solo desea una anulación manual, conectaría el interruptor mecánico en paralelo con el SCR.
así que digamos que si conecto el interruptor mecánico en paralelo al SCR, la corriente seguirá fluyendo a través del SCR. asi que no sera de mucha utilidad.
@ankur: parece que ha corregido silenciosamente un error en su tabla lógica cambiándolo de OR a XOR. Deberías haberme avisado en los comentarios.
@transistor se disculpa, fue mi error...

Respuestas (2)

trate de mantener las cosas simples. En primer lugar, usar una puerta XOR en 230V es una muy mala idea. Necesitaría optoacopladores y hacer una traducción de nivel para que funcione (no hay lógica de 230V).

Si entiendo su pregunta correctamente, ¿quiere poder encender y apagar (la luz) con un interruptor o un uC?

Hay una manera mucho más simple de abordar esto: use un cableado de luz normal de dos interruptores:

cableado de doble interruptor

Tenga en cuenta que debe utilizar interruptores de terminal doble.

Ahora simplemente cambie uno de los interruptores con un contactor de relé como este .

DESCARGO DE RESPONSABILIDAD IMPORTANTE: NO TODOS LOS ELEMENTOS ESTÁN INCLUIDOS EN LOS ESQUEMAS ANTERIORES. CONSULTE LA HOJA DE DATOS DE TODOS LOS COMPONENTES, AISLE TODAS LAS SEÑALES CON LAS QUE INTERACTÚE EL USUARIO (UC, etc.), ¡ASEGÚRESE DE QUE TODO SE HAGA DE ACUERDO CON LAS NORMAS DE SEGURIDAD! EDITAR (debido al comentario que "impide" que usemos un interruptor SPDT): podría implementar esto con dos relés y un optoacoplador. Debe intentar poner tanta lógica como sea posible dentro del uC.

EDIT2: actualizó los esquemas para incluir algunos componentes más, como diodos y resistencias que necesita. Puede haber algunos errores, verifique todo antes de implementar, está trabajando en 230V, ¡cuidado!

EDIT3: ¡Me acabo de dar cuenta de que puede hacerlo con un solo relé y aún operar un interruptor mecánico si falla el controlador!

Aquí está la solución:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Lógica muy simple detrás de esto. Usted monitorea el SW1 a través del optoacoplador (el valor de R1 no es incorrecto, solo elija el correcto para su optoacoplador). Si hay un cambio en SW1, cambie el pin P1 y haga RLY1 para cambiar la luz. Si recibes el comando en la uC para cambiar el interruptor de encendido/apagado, solo cambias el P1, y eso es todo. El relé debe estar ENCENDIDO por defecto (sin voltaje en la bobina = encendido). Si pierde energía en el procesador, no habrá voltaje en su bobina y el relé estará encendido todo el tiempo. Es posible el funcionamiento a través de SW1.

Podrías hacer algo más complicado (creo que la primera opción está bien):

esquemático

simular este circuito

Si el comando para cambiar proviene de uC, verifique si el SW1 está encendido (P2 estará alto). Si está encendido, debe apagarlo, así que cambie P3 (RLY2) a apagado (y RLY1 a apagado - medida de seguridad). Si está apagado, cambie RLY1 a encendido y RLY2 a encendido. En cualquier caso "recordar" el estado en una variable.

Ahora revisa constantemente P2. Si cambia el estado en P2, alguien cambió el SW1. Compruebe el estado de la variable o si configuró RLY1/RLY2 en ON u OFF la última vez. SI la luz está encendida, debe apagarla (RLY2/RLY1 a apagado). Si está apagado, debe encenderlo (RLY2/RLY1 a encendido).

Si elige RLY2 y RLY1 de tal manera que RLY1 esté apagado de manera predeterminada y RLY2 esté encendido de manera predeterminada (0V en la bobina del relé) y coloca una resistencia adicional en paralelo de las bobinas del relé (10k servirán), puede perder un procesador , y todo funcionará con sw1.

Le sugiero que conecte P2 a un controlador de interrupciones, para que no tenga que verificar constantemente, sino que su uC se despertará con el cambio de SW1.

Un problema más es que no puedo cambiar todos los interruptores mecánicos normales a 2 polos, ya que es un trabajo de actualización y tiene fuentes limitadas, además, esto no implica la operación remota a través de Internet, así que...
No entiendo la parte de Internet de su comentario, pero no creo que importe (puede conectar el relé de contacto a cualquier microcontrolador o microprocesador). ok, ese es realmente el caso (aunque cambiar el interruptor es el camino a seguir, y dicho cambio cuesta alrededor de 3 USD/EUR), entonces le sugiero que use tanta lógica como sea posible en el uC. Simplemente coloque un relé de contacto después del interruptor normal y el otro en paralelo. lea el voltaje entre ellos con uC. si lee el voltaje y quiere encender/apagar, cambie el segundo relé, si no lo lee pero tiene que leer el interruptor del primer relé.
Si observa la última línea de mi consulta en la parte superior debajo de la imagen, dice que tengo Restricción de espacio, por lo que no puedo usar la lógica de retransmisión.
bueno, no creo que esto se pueda hacer sin relés de una manera segura. Hay muchos relés en el mercado, incluso pequeños, hay relés de estado sólido, etc. Intenta encontrar uno lo suficientemente pequeño. ¿ Quizás algo como esto ?
El control sobre Internet es un tema aparte. Puedes usar arduino o raspberry pi o cualquier cosa realmente.
@ursusd8: ¿Dónde podemos agregar los componentes adicionales que necesitará?
hay componentes que dependen de las piezas utilizadas. Aparte de eso, faltan algunas resistencias aquí y allá (como alrededor de los amplificadores, etc.). Puedo editar esquemas más adelante. No estoy seguro de si puede agregar los componentes adicionales en los esquemas usted mismo
@ursusd8: Lo siento, eso estaba destinado a ankur. Mi culpa.
no hay problema @transistor. Si ves algún error, házmelo saber, solo dibujo esto de la parte superior de mi cabeza sin marcas... :P
@ursusd8 gracias por esta lógica, pero debido a limitaciones de espacio , ¿podría reemplazar "RLY1" con SCR y usar el ensamblaje del optoacoplador como retroalimentación de la carga de la lámpara, ya que se colocará después de la carga y reemplazar "RLY2" con un SCR o cualquier otro? transistor que puede conducir si su corriente base es CERO ahora la pregunta es ** ¿Hay algún SCR o cualquier otro transistor que pueda conducir con corriente base CERO en el mercado? ** ¿Podría ayudar en esto?
¡No recomiendo usar el transistor ya que no proporciona un aislamiento de 230V! puedes armar una "trampa mortal". Si el espacio es una preocupación, use los primeros esquemas con un relé y use un relé de estado sólido, no es mucho más grande que un transistor (si es que es más grande). revisa cosas como esta . Tenga en cuenta que debe saber cuánta corriente necesita y que el transistor potencial que podría usar en un escenario de trampa mortal tiene que ser capaz de soportarlo. Tendrá aproximadamente el mismo tamaño que el relé de estado sólido.
@ ursusd8 ¿Qué tal un SCR, ya que son unidireccionales, proporcionarían aislamiento? es posible ahora?? como no quiero usar ningun tipo de rele?? si es posible, ¿hay algún SCR que pueda conducir a voltaje de puerta cero?
La forma en que usa un transistor y un optopar es realmente un relé de mirada sólida. Si lee una descripción de un relé de estado sólido que vinculé en un comentario anterior, dice "Este relé de estado sólido es una integración de un diodo emisor de infrarrojos (IRED), un detector de fototriac y un triac de salida principal". El relé de estado sólido es, en el sentido más simple, un transistor / triac y un optoacoplador, por lo que no veo por qué desea implementar algo que se hace por usted por el mismo precio. Pero sí, puedes usar un transistor y un optoacoplador si quieres. Todo sigue igual.
@ursusd8 gracias TONELADAS Creo que ahora podría implementar el proyecto en el piso.

O función

Tabla 1. Función OR.

| MECH | OPTO | LAMP | Notes
| Off  | Off  | Off  |
| On   | Off  | On   |
| Off  | On   | On   |
| On   | On   | On   |

Función XOR

Tabla 2. Función XOR.

| MECH | OPTO | LAMP | Notes
| Off  | Off  | Off  |
| On   | Off  | On   |
| Off  | On   | On   |
| On   | On   | Off  |

La tabla en su pregunta muestra una tabla OR. Su diagrama y párrafo después de la tabla muestran una función XOR. ¿Cuál quieres?

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 1. Cableado de la función OR.

esquemático

simular este circuito

Figura 2. Función EXOR con relés.

Como dice @ ursusd8, la lógica de relé es su única opción si no puede acceder al interruptor. No importa lo que haga, necesitará componentes adicionales y tendrá que encajarlos de alguna manera.

Lógica XOR en el micro

esquemático

simular este circuito

Figura 3. Lógica XOR en el micro.

Cómo funciona

Supervise el estado del interruptor mecánico en el micro usando un circuito estilo cruce por cero. En este caso, puede reducir la disipación de energía en las resistencias, ya que solo necesita que el LED del optoaislador se encienda alrededor del voltaje máximo e incluso cada segundo medio ciclo sería adecuado. Use dos resistencias para no exceder su voltaje nominal. D3 protege el LED en polaridad inversa.

Ahora puede realizar la función XOR con el interruptor MECHanical y la señal de encendido/apagado de Internet. (He representado el encendido/apagado de Internet como una entrada externa. Probablemente ya estará en el micro).

He mostrado la entrada de comentarios tal como la tienes en tu boceto.

A prueba de fallos

Tenga en cuenta que en su pregunta y comentarios afirma que desea que el circuito "FAIL SAFE" pero no diga cuál es la condición segura. En la mayoría de los casos, la condición segura es apagar. De cualquier manera, tiene un dispositivo semiconductor que enciende su luz y no puede predecir el modo de falla de eso. Podría fallar abierto o corto circuito. Si hubiera explicado la aplicación, nos habría ahorrado mucho tiempo a todos.

Si enciende la lámpara 1 con el interruptor mecánico, no puede apagarla con otpo.
Mi pregunta contiene la tabla de verdad de la puerta XOR solo que también he resaltado en BOLD . Ahora, mirando su circuito, tomemos un caso en el que la lámpara de carga se ENCIENDE a través del interruptor mecánico y uno no puede APAGAR la lámpara de carga desde el controlador y viceversa . Por favor, ayúdenme . sistema.
Para quien votó negativamente, vea el rastro de comentarios mientras tratamos de descubrir qué está tratando de lograr el OP. La tabla OR en su OP cambió a un XOR a la mitad de esto. Esta respuesta fue un intento de aclarar y no puedo poner tablas o esquemas en los comentarios.
Respuesta actualizada con lógica XOR en el micro.