Vraag:
Hoe lees ik analoge apparaten die een relatief hoge spanning produceren?
Dustin
2010-01-05 11:57:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik heb onlangs een sensor gevonden die bij een stimulus ± 90V (AC) uitzendt. Hoe zou ik dit lezen vanaf een arduino?

Update

Ik dacht niet dat er zoveel opties waren. :) Het soort dingen waar ik naar kijk is een piëzo-trillingssensor.

De stroom is klein, maar 90V klinkt als veel (en ik ben een beetje nieuw naar elektronica, dus ik begrijp niet echt wat hoogspanning / lage stroom betekent in termen van schadelijke dingen).

Als het slechts 90V DC was, zou ik het idee van de spanningsdeler krijgen, maar de polariteit omkeren klinkt alsof het een slechte zaak kan zijn. Misschien zou een spanningsdeler + een diode of twee (of een gelijkrichter) werken?

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

Piëzo-trillingssensoren produceren een hoge spanning, maar een zeer lage stroom. Verder ben je over het algemeen geïnteresseerd in het waarnemen van slechts een paar dingen - trillingsniveau, frequentie, amplitude, schokken, enz.

De interface hangt dus sterk af van wat je wilt waarnemen. Ervan uitgaande dat u slechts een of meer van de volgende zaken wilt weten, werkt de hieronder voorgestelde interface.

  • Een trillingsgebeurtenis zoals een schok of plotselinge G-kracht
  • De trillingsniveau

De algemene interface is om het signaal door een diode te duwen en vervolgens een weerstand in een condensator die aan aarde is bevestigd. Parallel aan de condensator bevindt zich een klemdiode die de spanningspieken beperkt tot een redelijkere spanning (bijvoorbeeld 5V).

Elke keer dat er een piek optreedt, laadt de condensator een klein beetje op. Als je continu trilt, laadt het sneller op. Het bereikt uiteindelijk het niveau van de klemdiode zolang de trilling groter is dan de zelfontlading van de condensator.

Voel de spanning op de condensator en je leert over het binnenkomende signaal.

Als je een weerstand parallel aan de condensator zet, kun je bepalen hoe snel de condensator ontlaadt. Een kleine weerstand zal snel ontladen en je kunt tellen hoe vaak de piëzo wordt geraakt of valt. Een grote weerstand zorgt ervoor dat de lading zich opbouwt, zodat u geen afzonderlijke gebeurtenissen ziet, maar in plaats daarvan een hogere spanning krijgt met krachtigere trillingen, een lagere spanning met minder trillingen en geen spanning zonder trillingen.

Als je meer informatie nodig hebt dan deze eenvoudige techniek, dan wil je een signaaltransformator gebruiken om het signaal naar het 5V-bereik te brengen, en een precisie-op-amp en ADC.

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

Als deze sensor is aangesloten op lijnspanning, zou ik hem niet op de Arduino aansluiten met een circuit dat geen isolatie biedt.

Een veilige manier om de spanning te meten, is door een step-down-transformator te gebruiken. Dit zorgt voor isolatie en verlaagt de spanning. U kunt een gelijkrichter gebruiken om de wisselstroom naar gelijkstroom om te zetten. U moet de transformatorbelasting op de sensor controleren.

Een gedeelde weerstand gevolgd door een isolatieversterker zou ook werken.

Er was een artikel in Poptronics van april 2002 met de titel "Build this Home Appliance Watt Meter / Watt-Hour Meter". Het artikel documenteerde hoe veilig lijnspanning gemeten kan worden (met een step-down transformator) en hoe veilig lijnstroom gemeten kan worden met een stroomtransformator.

Heeft u toevallig een exemplaar van dit artikel? Ik heb hier een exemplaar gevonden [1], maar het heeft de diagrammen niet. De inspiratie voor dat project is AN-265 [2], wat waarschijnlijk voldoende is ... [1] http://www.accessmylibrary.com/coms2/summary_0286-9127919_ITM[2] http://www.national.com/an/AN/AN-265.pdf
Het staat op mijn boekenplank. Het artikel is gebaseerd op de AN-265, maar het AN-265-circuit is discreet en het Poptronics-ontwerp maakt gebruik van IC's. Het Poptronics-ontwerp gebruikt een AD633-multiplier om V * I te krijgen, een LTC1062-filter (op de AD633-uitgang) en een opamp-voorversterker voor de huidige transformator.
Zou een transformator nodig zijn voor situaties met een lage stroomsterkte zoals deze (de vraag wat uitgebreid)?
Ik miste de zin waarin je de piëzo noemde en toen ik 90V en AC zag, dacht ik aan lijnspanning :( Omdat de spanning van de sensoruitgangen geïsoleerd is van de lijn, is een eenvoudige verzwakking (of buffer) zoals Davr suggereerde prima. Op pagina 41,42 van de technische handleiding tonen ze laagspanning op-amp circuits die rechtstreeks op de sensor zijn aangesloten. Waar komt de 90V vandaan? Sorry voor de verwarring.
Dat was helemaal mijn schuld. Ik ben nog nieuw genoeg om te weten wat alle details belangrijk zijn.
Geen probleem. Ik neem aan dat je het brede scala aan schakelingen op de vier of vijf pagina's vanaf 41 hebt gevonden. Met die schakelingen genereer je geen hoogspanning en zou je geen problemen moeten hebben met een Arduino-interface. Die app-notitie is een uitstekende referentie.
#3
+5
davr
2010-01-05 13:12:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Is het alleen + 90V of -90V? Of is het een bereik van -90V tot + 90V? Als het een binaire +/- is, zou je een spanningsvergelijker (ook bekend als een op-amp) kunnen gebruiken, anders zou je een spanningsdeler (ook bekend als twee weerstanden) kunnen gebruiken.

Ik weet het niet zeker. Voor deze trillingssensor denk ik dat het waarschijnlijk goed zou zijn om "vibrerend" versus "niet vibrerend" te kennen. Er is specifiek een soort op-amp-ding in de gerelateerde producten op sparkfun, dus dat klopt misschien.
#4
+4
blalor
2010-01-05 19:36:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bekijk de MID400 8-pins DIP AC Line Monitor Logic Output Optocoupler. Er is een zeer goede applicatie-opmerking voor dit apparaat. Ik gebruik het voor het bewaken van mijn oven, die (gedeeltelijk) op 24VAC werkt. Je hebt een weerstand van 22,5k 0,5 W nodig in serie met de ingang om een ​​hoge output te geven als er spanning aanwezig is. Dat geeft je een binaire output als je gewoon wilt voelen of er spanning is of niet.

Als je de spanning echt moet meten, zal de MID400 echter niet echt werken (of in ieder geval , Ik weet niet zeker of de uitvoer lineair zal zijn met de spanning; het kan gewoon pulseren als de ingangsstroom te laag wordt). Voor mijn vermogensmonitor voor thuis ben ik van plan RMS-waarden voor spanning en stroom te meten met een AD737 RMS-naar-DC-omzetter. Je hebt waarschijnlijk een transformator en / of spanningsdeler nodig om de spanning terug te brengen tot de 200mV-ingang die vereist is door de AD737.

Of je zou voor de goedkope manier kunnen gaan: verlaag de spanning en voer hem door een diode in een condensator en weerstand, die u een half gelijkgerichte ietwat afgevlakte DC-uitgang geeft die correleert met de ingang ...

Varieert bij de MID400 de weerstandswaarde met het verwachte ingangsspanningsbereik?
Ja. De AC-ingang stuurt een LED aan, dus u wilt de stroom op de LED beperken. U kunt ook de stroom op de LED instellen om de verzadiging van de transistor te regelen ...
#5
+3
endolith
2010-01-11 01:38:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Gebruik gewoon een spanningsdeler. Op die manier kun je duizenden volt meten. http://www.rossengineeringcorp.com/hv_dividers.htm

En ja, verdelers werken ook voor AC. : D Ze maken het signaal alleen kleiner. U wilt een condensator die de piëzo aan uw ingang koppelt om DC te blokkeren en voor te spannen naar de referentiespanning van de Arduino.

Ik betwijfel of het enige schade zal aanrichten, omdat de arduino-ingang al klemdiodes heeft en de stroom zal erg laag zijn (piëzo's zijn bronnen met hoge impedantie, plus je verdeler zorgt voor een grote impedantie), maar je kunt altijd een extra klemdiode toevoegen om de ingang te beschermen.

Eigenlijk, afhankelijk van wat je bent doet, wilt u misschien een versterker met hoge impedantie direct bij de piëzo om te voorkomen dat deze wordt geladen of interferentie oppikt. Wat probeert u specifiek te doen?



Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 2.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...