Paso 4: Cable un circuito para medir el voltaje
Esta es quizás la parte más complicada del proceso. Obviamente no podemos conectar directamente 24 voltios AC a una frambuesa Pi - algo tiene que rectificar y bajar esa tensión y hacerlo con seguridad.
Podemos utilizar un optoacoplador para lograrlo. Un optoacoplador aísla eléctricamente dos circuitos separados. En nuestro caso, queremos aislar la CA de 24 voltios calefacción/refrigeración de nuestra frambuesa Pi.
Opté por usar el optoacoplador HCPL3700 porque incluye un rectificador y puede manejar una amplia gama de voltajes. Específicamente, toma ya sea AC o DC como entrada, en cualquier lugar de 5 v a 240V y pueden funcionar fuera de una fuente desde 2V a 18V. Los requisitos actuales son lo suficientemente pequeños como para ejecutar el dispositivo directamente desde el frambuesa Pi fuente de 3.3V.
El esquema incluye muestra cómo alambré hasta el HCPL3700 (mitad del esquema, que es el sensor de temperatura, puede ignorar el fondo por ahora). Importante: las dos resistencias de 3300 ohmios conectadas a los pines de entrada de AC deben ser clasificadas por lo menos 1/2 watt. Estos dos resistores establece los umbrales de disparo de optoacoplador, es decir, el voltaje de entrada en la que encenderá. Para obtener más información acerca de seleccionar estos valores de resistencia, ver esta nota de aplicación.
El rectificador en el HCPL3700 rectifica la corriente alterna de entrada, pero no suavizar la onda senoidal rectificada. Así, sin cualquier otro entrada filtrado, la salida lógica rápidamente oscilará, probablemente a la frecuencia de la tensión de línea (60 Hz en EEUU). Para evitar esto, ponemos un condensador a través de los pernos de la C.C. del rectificador. La nota de aplicación tiene los detalles de cómo calcular el valor de este condensador; una uF 10, basta la mínima 10V condensador.
Como muchos circuitos integrados, el HCPL3700 sugiere colocar un capacitor de 0.1 uF a través de sus pines de voltaje de suministro. Por último, el chip emplea una salida de colector abierto, lo que significa que sólo conduce a su salida baja; para ver salidas lógica-alta, se necesita un resistor de pull-up. Calcular que el valor adecuado para esta resistencia es un poco un desafío, ya que depende de las características de la viruta y pines de entrada de Pi, pero descubrí que el estándar 10k resistencia de pull-up de Ohm potencialmente no podría producir un voltaje lo suficientemente alto como para ser leído como una lógica de altura por Pi. Así, fui con un 8k resistencia Ohm (realmente un k de 3,3 Ohm y 4,7 k Ohm en serie). Este cálculo se basa en escenarios de peor casos, sin embargo; en la práctica, un resistor de k 10 puede funcionar bien.
Que es para el optoacoplador - ahora cuando conectemos nuestro 24 (realmente 29) voltios AC fuente a los pines de entrada del chip (a través de las 1/2 watt resistencias, por supuesto!), el optoacoplador conducirá su salida (pin 6) baja. Cuando quitamos la fuente (o la fuente está apagada), la salida se tiró alto. Tenga en cuenta que se trata de lógica invertida - un nivel bajo indica la presencia de la tensión de la fuente, y un alto nivel indica su ausencia.
He incluido un esquema y una foto de mi placa de referencia. El circuito del optoacoplador está en el centro de la placa.
