Pytanie:
Jak czytać urządzenia analogowe wytwarzające stosunkowo wysokie napięcie?
Dustin
2010-01-05 11:57:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Niedawno znalazłem czujnik, który emituje ± 90 V (AC) pod wpływem bodźca. Jak zabrałbym się do czytania tego z arduino?

Aktualizacja

Nie sądziłem, że było tak wiele opcji. :) To, na co patrzę, to czujnik drgań piezoelektrycznych.

Prąd jest mały, ale 90 V brzmi bardzo dużo (a ja jestem trochę nowy do elektroniki, więc nie bardzo rozumiem, co oznacza wysokie napięcie / niski prąd w kontekście szkodliwych rzeczy).

Gdyby to było tylko 90 V DC, dostałbym pomysł dzielnika napięcia, ale odwrócenie polaryzacji brzmi, jakby to mogło być złe. Może zadziała dzielnik napięcia + dioda lub dwie (lub prostownik)?

Pięć odpowiedzi:
#1
+8
Adam Davis
2010-01-06 01:03:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Piezoelektryczne czujniki drgań wytwarzają wysokie napięcie, ale bardzo mały prąd. Co więcej, jesteś ogólnie zainteresowany wyczuwaniem tylko kilku rzeczy - poziomu wibracji, częstotliwości, amplitudy, wstrząsów itp.

Zatem interfejs będzie w dużej mierze zależał od tego, co chcesz wyczuć. Zakładając, że chcesz znać tylko jedną lub więcej z poniższych informacji, interfejs sugerowany poniżej będzie działał.

  • Wibracje, takie jak wstrząs lub nagła siła G
  • poziom wibracji

Ogólny interfejs polega na przepchnięciu sygnału przez diodę, a następnie przez rezystor do kondensatora podłączonego do masy. Równolegle z kondensatorem znajduje się dioda zaciskowa, która ogranicza skoki napięcia do bardziej rozsądnego napięcia (na przykład 5 V).

Teraz za każdym razem, gdy nastąpi skok, kondensator trochę się naładuje. Jeśli masz ciągłe wibracje, ładuje się szybciej. W końcu osiągnie poziom diody zaciskowej, o ile wibracje przekroczą szybkość samorozładowania kondensatora.

Poczuj napięcie na kondensatorze, a dowiesz się o nadchodzącym sygnale.

Jeśli umieścisz rezystor równolegle z kondensatorem, możesz określić, jak szybko kondensator się rozładuje. Mały rezystor szybko się rozładuje i możesz policzyć, jak często piezo jest uderzane lub upuszczane. Duży rezystor pozwoli na nagromadzenie się ładunku, więc nie zobaczysz poszczególnych zdarzeń, ale zamiast tego otrzymasz wyższe napięcie z bardziej energicznymi wibracjami, niższe napięcie z mniejszymi wibracjami i brak napięcia bez wibracji.

Jeśli potrzebujesz więcej informacji niż ta prosta technika, będziesz chciał użyć transformatora sygnału, aby sprowadzić sygnał do zakresu 5 V, oraz precyzyjnego wzmacniacza operacyjnego i przetwornika ADC.

#2
+7
jluciani
2010-01-05 19:02:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeśli ten czujnik jest podłączony do napięcia sieciowego, nie podłączałbym go do Arduino z żadnym obwodem, który nie zapewnia izolacji.

Bezpiecznym sposobem pomiaru napięcia jest użycie transformatora obniżającego napięcie. Zapewnia to izolację i obniża napięcie. Możesz użyć prostownika do konwersji prądu przemiennego na prąd stały. Musisz sprawdzić obciążenie transformatora na czujniku.

Rezystor podzielony, a za nim wzmacniacz izolacyjny działałby.

W kwietniu 2002 r. w Poptronics pojawił się artykuł zatytułowany „Zbuduj watomierz / licznik energii do urządzeń domowych”. W artykule opisano, jak bezpiecznie mierzyć napięcie w sieci (za pomocą transformatora obniżającego napięcie) i jak bezpiecznie mierzyć prąd w sieci za pomocą przekładnika prądowego.

Czy masz kopię tego artykułu? Kopię znalazłem tutaj [1], ale nie ma tam schematów. Inspiracją do tego projektu jest AN-265 [2], co chyba wystarczy ... [1] http://www.accessmylibrary.com/coms2/summary_0286-9127919_ITM[2] http://www.national.com/an/AN/AN-265.pdf
Jest na mojej półce. Artykuł jest oparty na AN-265, ale obwód AN-265 jest dyskretny, a konstrukcja Poptronics wykorzystuje układy scalone.W projekcie Poptronics zastosowano mnożnik AD633, aby uzyskać V * I, filtr LTC1062 (na wyjściu AD633) i przedwzmacniacz operacyjny dla przekładnika prądowego.
Czy transformator byłby konieczny w takich sytuacjach z niskim prądem (rozszerzyłem pytanie)?
Brakowało mi zdania, w którym wspomniałeś o piezoelektrycznym, a kiedy zobaczyłem 90 V i AC, pomyślałem o napięciu sieciowym :( Ponieważ napięcie wyjścia czujnika jest odizolowane od linii, proste tłumienie (lub bufor), jak sugerował davr, jest w porządku. Na stronie 41,42 instrukcji technicznej pokazują obwody niskonapięciowego wzmacniacza operacyjnego połączone bezpośrednio z czujnikiem Skąd pochodzi napięcie 90V? Przepraszam za zamieszanie.
To była całkowicie moja wina. Nadal jestem na tyle nowy, aby wiedzieć, jakie wszystkie szczegóły są ważne.
Nie ma problemu. Zakładam, że znalazłeś szeroki zakres obwodów na czterech lub pięciu stronach, zaczynając od 41. Z tymi obwodami nie będziesz generować wysokiego napięcia i nie powinieneś mieć problemów z interfejsem Arduino. Ta notatka z aplikacji to doskonałe odniesienie.
#3
+5
davr
2010-01-05 13:12:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Czy jest to tylko + 90 V czy -90 V? Czy jest to zakres od -90 V do + 90 V? Jeśli jest to binarne +/-, możesz użyć komparatora napięcia (inaczej wzmacniacza operacyjnego), w przeciwnym razie możesz użyć dzielnika napięcia (czyli dwóch rezystorów).

Nie jestem pewny. Myślę, że w przypadku tego czujnika drgań dobrze byłoby wiedzieć, „wibruje” i „nie wibruje”. W powiązanych produktach w Sparkfun jest coś w rodzaju wzmacniacza operacyjnego, więc może to być prawda.
#4
+4
blalor
2010-01-05 19:36:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sprawdź MID400 8-pinowy transoptor z wyjściem logicznym DIP AC Line Monitor. Istnieje bardzo dobra notatka aplikacyjna dla tego urządzenia. Używam go do monitorowania mojego pieca, który pracuje (częściowo) pod napięciem 24VAC. Potrzebny byłby rezystor 22,5k 0,5W połączony szeregowo z wejściem, aby zapewnić wysoką moc wyjściową, gdy obecne jest napięcie. To da ci wyjście binarne, jeśli potrzebujesz tylko wyczuć, czy jest napięcie, czy nie.

Jeśli jednak musisz faktycznie zmierzyć napięcie, MID400 tak naprawdę nie będzie działać (lub przynajmniej , Nie jestem pewien, czy wyjście będzie liniowe z napięciem; może po prostu pulsować, jeśli prąd wejściowy spadnie zbyt nisko). W przypadku mojego domowego monitora mocy planuję zmierzyć wartości RMS napięcia i prądu za pomocą przetwornika AD737 RMS-to-DC. Prawdopodobnie potrzebowałbyś transformatora i / lub dzielnika napięcia, aby obniżyć napięcie do wartości wejściowej 200 mV wymaganej przez AD737.

Lub możesz pójść tanią drogą: zmniejsz napięcie i przepuść je przez diodę do kondensatora i rezystora, co da ci w połowie wyprostowane, nieco wygładzone wyjście DC, skorelowane z wejściem ...

Czy w przypadku MID400 wartość rezystora zmienia się wraz z przewidywanym zakresem napięcia wejściowego?
Tak. Wejście AC steruje diodą LED, więc chcesz ograniczyć prąd na diodzie LED. Możesz także ustawić prąd na diodzie LED, aby kontrolować nasycenie tranzystora…
#5
+3
endolith
2010-01-11 01:38:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Po prostu użyj dzielnika napięcia. W ten sposób możesz zmierzyć tysiące woltów. http://www.rossengineeringcorp.com/hv_dividers.htm

I tak, dzielniki działają również w przypadku klimatyzacji. : D Po prostu zmniejszają sygnał. Będziesz potrzebował kondensatora sprzęgającego piezo z wejściem, aby zablokować prąd stały i polaryzować go na napięcie odniesienia Arduino.

Wątpię, czy spowoduje jakiekolwiek uszkodzenie, ponieważ wejście arduino ma już diody zaciskowe, a prąd będzie bardzo niski (piezo to źródła o wysokiej impedancji, a twój dzielnik zapewnia dużą impedancję), ale zawsze możesz dodać dodatkową diodę zaciskową, aby chronić wejście.

Właściwie, w zależności od tego, co Robiąc to, możesz potrzebować wzmacniacza o wysokiej impedancji bezpośrednio przy piezoelektrycznym, aby zapobiec jego obciążaniu lub odbieraniu zakłóceń. Co konkretnie próbujesz zrobić?



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 2.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...