Bagaimana saya bisa dengan aman membuat prototipe rangkaian daya listrik?

9

Saya sedang membangun perangkat yang memiliki komponen daya listrik, yang saya perlu prototipe sebelum membangun untuk memastikan semuanya berfungsi. Saya tahu saya perlu memastikan kabel — dan insulasi! —Adalah cukup tebal untuk mengatasi arus yang lebih tinggi, dan bahwa saya perlu memastikan ada cukup ruang antara komponen yang terekspos sehingga tidak ada lengkungan. Saya juga akan menyimpan apa pun yang saya prototipe dalam kotak yang bagus dan terisolasi sebelum menerapkan daya, dan saya akan menyertakan sekering bernilai kecil (250mA) untuk berjaga-jaga. Saya akan mempertimbangkan semua insulasi ganda daripada dibumikan (kandang plastik, dan tidak ada yang perlu saya sentuh saat beroperasi).

Rencanaku adalah menyolder komponen (melalui lubang) secara langsung satu sama lain, kemudian mengisolasi segala sesuatunya (dengan heatshrink tubing atau pita listrik) sebanyak mungkin, kemudian menggunakan kabel tipe sekrup untuk menghubungkan kabel daya.

Saya tahu saya tidak bisa menggunakan alat prototyping tradisional seperti papan tempat memotong roti dan stripboard untuk tegangan listrik, tetapi apa yang bisa saya gunakan untuk membuat prototyping pada tegangan listrik lebih mudah?

(Untuk lebih jelasnya, 'tegangan listrik' di daerah saya berarti 230V AC + 10 / -6% pada 50Hz; GPO umumnya diberi nilai 10A.)

Calrion
sumber
Sirkuit apa yang Anda buat? Apa lagi yang terhubung selain daya?
Spehro Pefhany
Saya berharap untuk jawaban umum, tetapi dalam kasus khusus ini saya mencoba untuk menyalakan LED dari daya listrik; tidak ada lagi yang terhubung, hanya LED dengan resistor, kapasitor, dan dioda.
Calrion
1
Saya bertanya karena jauh lebih banyak hal yang bisa salah jika Anda memiliki sirkuit yang terhubung dengan listrik yang terhubung ke peralatan uji, sistem pengembangan, komputer, dll.
Spehro Pefhany
Tentu saja; Saya tidak memikirkan itu (meskipun saya tidak benar-benar perlu dalam hal ini). Yang saya kejar adalah sesuatu seperti papan tempat memotong roti atau papan tulis, tetapi itu dapat digunakan untuk hal-hal yang bertenaga listrik. Untuk empat komponen, apa yang saya lakukan sepertinya baik-baik saja, tetapi bagaimana dengan sirkuit yang lebih kompleks?
Calrion

Jawaban:

12

Ada beberapa masalah keamanan potensial dengan sirkuit yang terhubung ke listrik. Saya tidak tahu tentang masalah hukum Australia , jadi saya tidak punya komentar tentang itu.

  • sengatan listrik, terbakar listrik atau bahaya sengatan listrik
  • bahaya kebakaran
  • cedera terkait energi akibat lengkungan dll. (kerusakan penglihatan, luka bakar)
  • kerusakan pada peralatan lain yang disebabkan oleh sirkuit yang diselesaikan melalui perangkat yang terhubung
  • bahaya keselamatan tidak langsung (misalnya, probe atau case osiloskop menjadi 'panas' secara elektrik karena koneksi ke sirkuit listrik, bahaya jatuh dari tangga atau apa pun karena sengatan listrik, dll.)

Sirkuit sederhana Anda tidak mungkin menghadirkan bahaya terkait energi dengan sekering 250mA (dengan asumsi Anda tidak melakukan sesuatu yang patologis seperti menggunakan sekering 5x20mm pada sirkuit industri). Dalam tes saya bisa membuat sekering kaca benar-benar meledak, memproyeksikan awan pecahan kaca dan logam cair untuk radius yang adil dengan tidak lebih dari 240VAC (mereka diberi nilai 250VAC), tetapi arus gangguan yang besar (jauh di luar peringkat mereka).

Bahaya sengatan listrik pada sirkuit sederhana Anda - ini mungkin masalah. LED bukan agen keselamatan yang disetujui untuk koneksi listrik- dan itu akan menempel pada case, saya bayangkan. Mungkin Anda akan melihat sedikit tambahan plastik transparan di depan setiap LED yang terhubung dengan listrik. Mereka khawatir tentang kemungkinan kerusakan pada LED, mungkin cetakan pendek yang bisa mengekspos kabel, apa yang bisa dilakukan anak-anak dengan menyodok LED dengan garpu atau apa pun.

Anda menyebutkan kapasitor-peringkat daya. Apakah yang Anda maksudkan adalah agen keselamatan terdaftar, atau hanya diberi peringkat untuk apa yang menurut Anda cukup tegangan? Kapasitor "X-rated" (atau Y-rated) harusnya oke.

Sejauh mekanisme prototyping sirkuit listrik, biasanya yang saya lakukan adalah meretas hal-hal daya bersama-sama pada papan perf atau PCB proto dengan segala yang sangat, sangat rapi dan jelas dan kesenjangan isolasi yang terlihat antara koneksi tegangan tinggi dll. Jika ada hal-hal kontrol kompleks yang pada akhirnya tidak akan diisolasi dari saluran, saya akan menambahkan isolasi galvanik yang memadaiuntuk pengembangan. Kebanyakan orang akan merekomendasikan menggunakan transformator isolasi, yang berarti Anda harus melakukan dua hal yang salah dan bukan dari satu untuk disetrum secara listrik dalam kebanyakan (tetapi tidak semua) kasus, dan membuat kerusakan alat uji lebih kecil kemungkinannya. Rangkaian yang dilindungi RCD (GFCI) harus sedikit lebih aman. Semuanya dikancingkan ke bawah, diamankan dan dipasang di pangkalan non-konduktif sebelum daya diterapkan.

Hal-hal yang terkoneksi - jika input dibumikan (sebagian besar osiloskop, komputer, dll.) Maka bahkan sambungan listrik sesaat yang tidak disengaja dapat mengeluarkan barang, sehingga isolasi galvanis dan menjaga segala sesuatu tetap bersih dan rapi sangat penting. Sebuah memotong keunggulan liar atau kawat yang datang dari dan pergi a-memicu dapat menjadi masalah besar, karena bisa probe atau obeng yang slip dengan daya. Saya telah melihat setiap chip tunggal di komputer yang ditiup oleh tali tanah yang menyasar 'panas'. Jika tidak dibumikan, perangkat yang terpasang itu sendiri dapat menjadi kejutan, kebakaran, atau bahaya kebakaran.

Sekering dengan nilai yang sesuai adalah ide yang sangat baik - kadang-kadang lampu pijar seri bekerja lebih baik (ini secara efektif merupakan resistor PTC).

Lengkungan dapat menyebabkan kerusakan mata - jika semuanya tidak tertutup dengan memadai untuk apa pun yang bisa terjadi, setidaknya kacamata keselamatan, dan mungkin pelindung wajah penuh adalah baik. Barang-barang berdaya sangat tinggi membutuhkan tindakan pencegahan terhadap arc flash. Bahkan voltase rendah dapat berbahaya jika arus gangguan potensial adalah penyemprotan logam cair yang tinggi di wajah Anda, misalnya, atau memanaskan cincin di jari Anda hingga panas merah dalam sepersekian detik.

Satu nasihat yang sering dinyatakan adalah bekerja dengan (setidaknya, LOL) satu tangan di saku Anda, yang menghindari kemungkinan arus yang mengalir dari satu tangan ke tangan lainnya (melalui jantung), tetapi masih menyisakan kemungkinan sengatan dan luka bakar. cedera.

Anda harus memperlakukan bekerja dengan tegangan listrik seperti aktivitas yang berpotensi berbahaya lainnya. Didik diri sendiri tentang tindakan pencegahan keselamatan, berkonsultasilah dengan pakar setempat jika ada keraguan, bekerjalah secara perlahan dan sengaja, jangan lakukan saat Anda lelah atau tidak bermain, dan jika Anda menemukan diri Anda membuat kesalahan kecil, istirahat dulu Anda membuat yang besar.

Spehro Pefhany
sumber
Perfboard yang saya miliki memiliki sekitar 0,5 mm (19 mil) pemisahan antara trek; saya pikir itu tidak cukup untuk tegangan listrik, apakah saya salah atau Anda berbicara tentang produk yang berbeda? The kapasitor memiliki "Volt Rating: 275 / 250Vac". Saya belum pernah melihat peringkat tegangan pada LED, apakah LED 'nilai utama' adalah sesuatu yang bisa saya dapatkan? (Anda benar, kubah LED akan menonjol di luar
kasing
4
Papan perf yang saya gunakan untuk tujuan ini tidak memiliki track atau tembaga. Secara harfiah hanya berlubang FR-4. Anda bisa mendapatkan LED bertempat dengan daya listrik. apem.com/files/apem/brochures/UK/…
Spehro Pefhany
3
PS jika Anda menggunakan rangkaian kapasitor jatuh, perhatikan komentar saya tentang bahaya tidak langsung, dan letakkan resistor pemeras di kapasitor atau input. Anda tidak ingin mencabut steker, dikejutkan oleh kejutan dari cabang dan jatuh 30 cerita ke luar jendela atau sesuatu (oke, lebih mungkin hanya kesemutan).
Spehro Pefhany
Gunakan keramik, bukan sekering kaca jika Anda bisa - mereka tidak cenderung meledak dengan cara yang sama! Serta menjaga satu tangan di saku Anda tikar karet tebal untuk berdiri di atas mungkin berguna juga & mengingat bahwa meja kerja logam Anda akan dibumikan dengan baik ke-2 untuk proyek Anda tidak akan salah - dan coba dan pastikan proyek PWB terpasang dengan aman di tempatnya - ini akan membantu mencegah probe tergelincir saat barang bergerak, meskipun Anda benar-benar ingin agar probe diperbaiki di tempatnya sebelum memberi energi pada suplai ... - akhirnya ada orang lain di sekitar yang tahu apa yang Anda lakukan dan bagaimana untuk mematikan semuanya ...!
SlySven
Di mana saya bisa mendapatkan sendiri kapasitor X-rated? (͡ ° ͜ʖ ͡ °)
flarn2006