Ich muss schnell etwas als Proof of Concept prototypisieren. Ist es sicher, das Stromnetz (UK 230 V) auf dem Stripboard zu verwenden ? Es wird zu einem Transformator gehen, damit ich ein Gerät steuern kann. Oder sollte ich dafür eine benutzerdefinierte Leiterplatte entwerfen?
"Ist es sicher?" kann nicht beantwortet werden, da Sie nicht genügend Informationen über die Verwendung und den Aufbau der Schaltung bereitgestellt haben und auch nicht, welches Sicherheitsniveau Sie einzuhalten beabsichtigen.
Also werde ich stattdessen die Frage beantworten:
Wie erstelle ich einen sicheren Prototyp eines 230-VAC-Schaltkreises auf Stripboard?
Als Prototyp gehe ich davon aus, dass das Projekt nur für begrenzte Zeiträume unter strenger Beobachtung zum Testen und Proof of Concept verwendet wird und in diesem Stadium und in diesem Zustand nicht dazu bestimmt ist, Laien zur Nutzung zur Verfügung zu stellen.
Sie möchten schützen:
Einige der Dinge, vor denen Sie sich schützen möchten, sind:
Sie sind bereits vor den meisten Kurzschlüssen, Überstrombedingungen und Brandgefahren durch die Verwendung von Sicherungen geschützt, die in die Stecker eingebaut sind, die Sie wahrscheinlich an Ihrem Standort verwenden. Ist dies nicht der Fall, stellen Sie sicher, dass Sie in Ihrer Stromversorgung über entsprechend ausgelegte Sicherungen verfügen. Da Sie nur begrenzte Informationen über den Stromkreis selbst und seine Verbindung gegeben haben, kann ich Ihnen nicht viele Ratschläge zum Schutz des Stromkreises und des Geräts geben, mit dem er verbunden ist. Darüber hinaus wird keines davon durch die Verwendung von Stripboard oder einer kundenspezifischen Leiterplatte beeinträchtigt. Sie haben mehr mit dem Design und der Verwendung der Schaltung zu tun als mit der Herstellungsmethode.
Das Hauptproblem scheint hier zu sein, ob die Verwendung von Streifenplatten für hohe Spannungen sicher ist.
Kurz gesagt, ja, es ist in Ordnung - insbesondere für Prototyping-Zwecke, wie oben beschrieben.
Lang:
Die Durchschlagsspannung für Luft beträgt etwa 3 Megavolt pro Meter. Eine 230-VAC-Leitung wird in Effektivspannung angegeben. Die Spitze-zu-Spitze-Spannung beträgt tatsächlich etwa 325 V. Bei 3 MV/m Breakdwn können 325 V Lücken von etwa 0,1 mm überbrücken. Dies bedeutet, dass unter allgemeinen Betriebsbedingungen der Abstand zwischen benachbarten Streifen in einer Streifenleiterplatte mehr als ausreichend ist, um das Potenzial ohne Kurzschluss oder Funkenbildung aufrechtzuerhalten.
Wenn der Prototyp den HI-POT-Test bestehen soll, den CE und UL erfordern, müssen Sie sich auch gegen 3-kV- oder 4-kV-Leistungsspitzen schützen. Das bedeutet, dass Sie einen Abstand von 1 mm bis 1,4 mm zwischen benachbarten Streifen benötigen – einige Stripboards haben einen ausreichenden Abstand, andere nicht. Sie müssen das Board selbst und seine Spezifikationen untersuchen, um herauszufinden, ob es diese Anforderung erfüllt. Alternativ können Sie isolierende Epoxidharze über den Leiterbahnen und überall dort verwenden, wo diese Leitungen nahe beieinander liegen, solange das Epoxidharz für höhere Durchbruchspannungen ausgelegt ist als Luft.
Wenn der Benutzer mit dem Stromkreis oder irgendwelchen Knöpfen, dem Gehäuse oder angebrachten Teilen in Kontakt kommen soll, muss der Benutzer weiter von der Wechselstromleitung isoliert werden. Die meisten Geräte verwenden einfach Kunststoff und erlauben dem Benutzer niemals, mit Metallteilen in Kontakt zu kommen. Alle freiliegenden Metallteile sind im Allgemeinen geerdet, und abhängig von den Anforderungen kann es erforderlich sein, dass Geräte mit freiliegenden Metallteilen einen FI-Schutzschalter in Reihe mit dem Netzkabel haben müssen.
Stellen Sie daher sicher, dass der Prototyp angemessen umschlossen ist und alle Benutzerschnittstellen oder zugänglichen Teile von den Stromleitungen isoliert sind.
Wenn Ihr Stromkreis einen isolierten Abschnitt mit geringer Leistung hat (z. B. Mikrocontrollersteuerung usw.), sollten Sie ähnliche Trennlücken zwischen dem isolierten Stromkreis und dem Stromkreis haben. Auch hier mag 1 mm klein erscheinen, also sollte es kein Problem sein, aber ich bevorzuge eine noch größere Isolierung in Prototypen, einfach damit das Testen und Debuggen einfacher und sicherer ist.
Verwenden Sie nach Möglichkeit bei allen Tests einen Trenntransformator - das erspart Ihnen viele Kopfschmerzen und einige Gefahren.
Wenn Sie die Streifen abziehen, um eine Grenze zwischen Niederspannungs- und Hochspannungskreisen (und zwischen Spannung und Neutralleiter) zu schaffen, die Netzverkabelung verstärken und die richtige Sicherung verwenden, ist es wahrscheinlich in Ordnung.
Verwenden Sie ein Relais mit den Spulenanschlüssen an einem Ende und allen Schalterkontaktanschlüssen am anderen Ende (z. B. Panasonic JW1-Serie).
Einfache Antwort ist nein. Sie sollten eine benutzerdefinierte Leiterplatte erstellen und die Designkriterien sorgfältig prüfen.
Es gibt Mindestsicherheitsabstände, die zwischen Leiterplattenbahnen für jede bestimmte Spannung eingehalten werden müssen. Denken Sie daran, dass 230 V eine Spitzenspannung von 325 V von Spitze zu Spitze haben. Wenn ich mich recht erinnere, sollten die Spurabstände etwa 3 mm betragen. Man sollte das überprüfen, da es sich um eine Schätzung handelt. Der Mindestabstand zwischen den Leiterbahnen auf Stripboard ist deutlich kleiner als 3 mm! Es ist etwa 1/2 mm.
(Wusste, dass jemand dies bereits getan hätte): Kriechstrecke für Leiterplatten, die Netzspannung AC handhaben?
Ich habe erfolgreich nordamerikanische Netzwechselspannung (120 V AC) auf Stripboard verwendet (wir nennen es "Veroboard"). Ich halte dies für sicher, wenn Sie mindestens einen unbenutzten Streifen zwischen jedem AC-Netzstreifen und ZWEI ODER MEHR unbenutzte Streifen zwischen einem der AC-Netzstreifen und einem anderen Stromkreis haben.
Beachten Sie, dass diese Bedingungen den für den Abstand angegebenen Mindestabstand erfüllen. Durch das Auftragen einer konformen Beschichtung kann die Mindestkriechstrecke eingehalten werden.
In der Praxis scheint es gut zu funktionieren. Wir verwenden Schraubklemmen mit 0,2" Stiftabstand. Dadurch haben Sie automatisch einen ungenutzten Streifen zwischen den Stiften.
Ich füge oft Erdung in den Klemmenblock ein. Die Pin-Reihenfolge wird dann: (am nächsten zum Rand des Bretts) Live, Neutral, Erde, andere Sachen, (jetzt zur Mitte des Bretts).
Beachten Sie, dass die Kupferstreifen auf Stripboard NICHT geeignet sind, um erhebliche Strommengen zu führen. Es ist in Ordnung für Dinge wie AC-Nulldurchgangsabtastung und Spannungsmessung, aber NICHT für die Handhabung einer 15-A-Last.
Wenn Sie in Großbritannien sind und keine Leiterplatte ätzen möchten, können Sie dieses Produkt vom guten alten Maplin ausprobieren:
http://www.maplin.co.uk/p/veroboard-copper-dil-stripboard-381x2146mm-fl17t
Etwas billiger bei RS, aber denken Sie daran, die Mehrwertsteuer hinzuzufügen:
http://uk.rs-online.com/web/p/stripboards/1595420/
Ich glaube, der Hersteller nennt es Verostrip (im Gegensatz zum Namen Veroboard für sein normales Stripboard.)
Es ist im Grunde ein Stripboard mit einer Bahnlänge von nur 15 Löchern, wobei jede Bahn in der Mitte gebrochen ist, sodass Sie Bahnpaare mit jeweils nur 7 Löchern erhalten. Die Idee ist, dass Sie DIL-ICs darauf montieren oder eine Schaltung direkt von einem Steckbrett übertragen können.
Der Spalt von 2,54 mm in der Mitte sollte Ihnen eine vernünftige Trennung zwischen Spannung und Neutral geben. Sicherlich einfacher, als ganze Spuren von einem normalen Stripboard herauszureißen, wie andere vorgeschlagen haben.
Die kurze Spurlänge verringert das Risiko, eine Live-Spur zu berühren, aber wie andere bereits gesagt haben, achten Sie darauf, dass sie während des Gebrauchs nicht berührt werden können.
Wenn es nur ein schneller Hack ist und nicht viele Komponenten hat, sollten Sie die Verwendung von Klemmenblöcken in Betracht ziehen. Weniger riskant als ein verirrtes Stück Lötzinn, das die Stripboard überbrückt.
Ich würde mir keine Gedanken über Lücken zwischen den Spuren machen - wenn Ihr Board trocken und sauber ist, reicht eine Lücke von nur 1 mm aus, sodass die Stromversorgung von zwei Spuren mit 2-3 unbenutzten Spuren dazwischen in Ordnung wäre.
Die wirkliche Gefahr besteht hier darin, überall 230 V ohne Isolierung zu haben. Die Wahrscheinlichkeit, dass etwas Leitfähiges die Drähte berührt, steigt mit ihrer Länge, achten Sie darauf, die kürzesten Leitungen zu wählen, die für den 230-V-Teil erforderlich sind. Sie müssen sehr sorgfältig löten, insbesondere in der Nähe des 230-V-Bereichs, und für lange Verbindungen isolierte Drähte verwenden. Außerdem würde ich meine Hände nicht in die Nähe dieses Dings legen, wenn es eingeschaltet ist.
PS. Oh, und vergessen Sie nicht, für alle Fälle eine Sicherung zu verwenden! (Für beste Ergebnisse sollte die Sicherung vor der Platine kommen, zB in einem Powerchord).
s3c