AC-Polaritätserkennung

Wie kann ich Wechselstrom-Verpolung (einphasig) (ohne Verwendung von Masse / Erde) erkennen und eine LED ansteuern, wenn die Polarität umgekehrt ist?

Es sollte mindestens 230 VAC erkennen, aber es wäre cool / informativ für zukünftige Leser, wenn die Lösung in den USA und der EU funktionieren könnte (ungefähr 120 VAC bis 250 VAC).

Ich habe diese (nicht isolierte!) Schaltung gefunden, kann sie aber nicht simulieren (der Simulator beschwert sich, dass er Masse benötigt oder die LED auf beiden Wellenhälften blinkt).

Quelle: 1 & 2

Meine Fragen sind dann:

• Ist das obige Schema wirklich funktionsfähig und wie funktioniert es ?
• Gibt es einen besseren oder alternativen Weg (MCU oder vielleicht sogar einen IC), der dies tut?

Update:
Die meisten aktuellen Antworten lassen mich glauben, dass man eine Referenz braucht. Jetzt denke ich, warum nicht eine erstellen? So etwas wie ein "virtueller Boden" oder irgendwo in dieser Richtung?

Update 2:
Heute habe ich gelesen, dass ältere einphasige Watt- / Stundenzähler rückwärts laufen, wenn Neutral und Heiß umgekehrt werden. Warum ist das so und konnte der Grund für dieses Verhalten nicht in einem "Ersatzschaltbild" verwendet werden, das erkennt? umgekehrte Polarität'?
Ich frage mich auch: Könnte ein Hall-Effekt-Sensor verwendet werden, um einen unbelasteten „heißen“ Draht zu erkennen, da ein heißer Draht eindeutig eine Vielzahl von elektromagnetischen Feldern und Elfenstrahlung aussendet?

Wie andere Poster vorgeschlagen haben, kann dies nicht allein durch leitende Messung erfolgen. Berührungslose Wechselstromtester unterscheiden jedoch die Leitung ohne Referenzmasse über kapazitive Abtastung ordnungsgemäß vom Neutralleiter. Diese Art von Handprüfgerät hat häufig eine flache Kunststoffklinge an der Spitze. Durch Einsetzen der Klinge in den Leitungsschlitz leuchtet die LED. Das Einsetzen in Neutral oder Masse leuchtet nicht:

Es gibt eine Reihe von Kits für diesen Schaltungstyp, da in wenigen Minuten der Suche so viele Beispielschemata verfügbar sind (Suchzeichenfolge: berührungslose Wechselspannungsdetektorschaltung). Es handelt sich im Wesentlichen nur um Verstärker mit hoher Verstärkung, die eine LED ansteuern.

Die Verwendung dieses Sensortyps, der permanent in der Nähe der Neutralleitung montiert ist, kann als Indikator dafür dienen, dass Ihr Stecker falsch eingesteckt wurde, vorausgesetzt, Sie verfügen über eine zuverlässige Methode (dh keine Batterie) zur Stromversorgung des Stromkreises.

Nur um zu klären, was andere Leute sagen wollen: Es gibt ehrlich gesagt keine Möglichkeit herauszufinden, welcher Leiter "heiß" und welcher Leiter "neutral" ist, ohne einen Erdungsbezug. In der Tat haben die Begriffe "heiß" und "neutral" ohne irgendeine externe Referenz keine Bedeutung - alles "heiß" bedeutet, dass zwischen diesem Leiter und der Referenz eine große Wechselspannung liegt. Denken Sie daran, dass die Spannung immer relativ ist. Wenn also nur zwei Leiter in einen Stromkreis eingehen, können wir nur die Spannung zwischen ihnen messen ("absolute" Spannung existiert einfach nicht).

Sogar der in einer anderen Antwort gezeigte Stifttester verwendet eine Referenz - Ihre Hand. Das als Referenz verwendete Objekt muss nicht unbedingt gut funktionieren, obwohl es besser funktioniert. Normalerweise müssen Sie wissen, welcher Leiter "heiß" ist, damit Sie vermeiden können, dass ein Benutzer ihn berührt - wo es zu einer gefährlichen Spannungsdifferenz kommen kann, da der Benutzer normalerweise geerdet ist (beachten Sie, dass wir auch hier eine Erdungsreferenz benötigen ).

Vor diesem Hintergrund sind wir sicher, dass wir Ihnen weiterhelfen können, wenn Sie weitere Details zu Ihrer Situation angeben können, warum Sie wissen müssen, welcher Leiter "heiß" ist und warum Sie keinen Erdungsstift verwenden können :) :)

Randnotiz: Wenn der Grund einfach darin besteht, dass Sie vorhandene Geräte modifizieren, die keinen Erdungsleiter haben, diesen aber jetzt benötigen (oder etwas anderes), besteht die Möglichkeit, nur einen Krokodilklemmen zu liefern, den Sie an etwas Metallischem und Geerdetem befestigen können in der Nähe, dann verwenden Sie das als Ihre Referenz?

Sie können dies nicht ohne Erde / Boden tun.

Wechselstrom ist Wechselstrom - die Polarität zwischen L und N wechselt 100/120 Mal pro Sekunde.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass die patentierte Schaltung etwas anderes erkennen kann, als wenn N auf einem höheren Potential als L liegt, was je nach Frequenz des Stromversorgers 50-60 Mal pro Sekunde geschieht.

Der Grund, warum Neutral überhaupt von heiß unterschieden werden kann, ist, dass die meiste Zeit (zumindest in Nordamerika) ein TN-Erdungssystem verwendet wird: Das Netz ist irgendwo im Schema mit Schutzerde verbunden . Wenn Sie dies berücksichtigen, können Sie sehen, wie einfach es ist, Neutral von heiß zu erkennen, wenn Sie Zugang zu protetiver Erde haben. Aufgrund der Bindung messen Sie nie ein signifikantes Signal zwischen Neutral und Erde, aber Sie werden das volle sehen Wechselstromwellenform von heiß nach Erde. Aus diesem Grund können Sie ohne Schutzerdungsanschluss keine Hitze aus dem Neutralleiter erkennen!

Die Frage der "Polarität" des Wechselstroms ist eigentlich nur ein Sonderfall der Frage der Wechselstromphaseneinstellung und kann nur in Bezug auf ein zweites "Referenz" -S Wechselstromsignal beantwortet werden. Das erste Signal kann mit dem zweiten in Phase oder außer Phase sein oder tatsächlich eine andere Phasenbeziehung dazu haben.

Ihre Schaltung mit zwei Anschlüssen kann die Polarität oder Phasenlage in keinem absoluten Sinne bestimmen. Das Verhalten ist für jedes Wechselstromsignal, das Sie einspeisen, identisch.

Wenn Sie sich auf eine separate Erdung beziehen, erfahren Sie nur, welche der beiden Leitungen "neutral" ist (dh die Leitung, die am Serviceeingang mit der Erdung verbunden ist). Dies sagt Ihnen der typische 3-Licht-Steckdosentester. Aber selbst dieses Gerät kann Ihnen nicht sagen, in welcher Phase der Stromleitung Sie sich befinden.

Eine Neonröhre leuchtet leicht, wenn sie an> 90acv angeschlossen ist.
So kann die Hotline identifiziert werden.
Es sollte möglich sein, einen Kreis zu entwerfen, um das Licht zu erfassen.

Keine vollständige Antwort, aber vielleicht reicht es für Ihren Fall:

Integrieren Sie den Detektor aus DeanBs Antwort in den Stecker und senden Sie die Spannung von der LED des Detektors an einen Mikrocontroller im Netzteil. Beim Systemstart sollte der Mikrocontroller erkennen, ob eine Spannung von der Detektor-LED kommt, und eine LED im Netzteil entsprechend einstellen. Wer diesen Stecker in die Steckdose steckt, hält ihn offensichtlich in der Hand, daher funktioniert der Detektor in diesem Moment. Wenn Personen den Stecker loslassen, sieht der Mikrocontroller eine Änderung der vom Detektor kommenden Spannung, sollte diese jedoch ignorieren und die LED des Netzteils wie zuvor eingestellt lassen.

Dies funktioniert immer dann, wenn jemand das Gerät an eine Steckdose anschließt, aber in den folgenden Fällen wird es kaputt gehen:

• Wenn die Polaritäten am Netz vertauscht werden können, ohne dass jemand den Stecker heraus- und wieder hineinzieht. Der Mikrocontroller hat keine Chance, dies zu erkennen, da niemand den Stecker halten kann.

• Wenn jemand den Netzschalter ausschaltet, die Ausrichtung des Steckers ändert und das Netz wieder einschaltet. Das Gleiche wie vorher.

Ich weiß nicht, ob sich die aktiven und neutralen Linien in anderen Merkmalen unterscheiden, die Sie messen könnten. Ich vermute - und ich kann mich völlig irren -, dass das stromführende Kabel, da es nirgendwo Kontakt mit der Erde hat, eine ausgezeichnete Antenne sein sollte. Der Neutralleiter hat dagegen einen solchen Kontakt relativ nahe, so dass er keine so gute Antenne sein sollte. Vielleicht können Sie das erkennen?

Normalerweise ist C1 unser Körper mit einer großen Kapazität, aber ein einfaches Stück Metall, ein Draht, ein Leiter mit einer großen Masse, funktionieren auch.

Je größer die Masse, desto größer die Kapazität, desto heller wird die Neonlampe.

Normale Großwertkappen funktionieren nicht. Dies ist elektrostatisch, nur die Masse des Leiters bestimmt die Kapazität.

Ich konnte eine Neonlampe vom Typ NE-2 mit nur einem 60 cm langen Draht als C1 leicht aufleuchten lassen.

Update: Nachdem ich es mir noch einmal überlegt hatte, wurde mir klar, dass nicht die Masse zählt, sondern die Oberfläche, die zählt. Sie bilden effektiv eine Platte des Kondensators, während die andere Platte die Masse ist.
Das Prinzip ist jedoch dasselbe: Sie benötigen einen großen Leiter, der lose hängt, um die Wechselspannung kapazitiv mit Masse zu koppeln.