Wie lese ich analoge Geräte, die eine relativ hohe Spannung erzeugen?

Ich habe kürzlich einen Sensor gefunden, der beim Reiz ± 90 V (AC) aussendet. Wie würde ich das von einem Arduino lesen?

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Ich hätte nicht gedacht, dass es so viele Möglichkeiten gibt. :) Ich schaue mir einen Piezo-Vibrationssensor an .

Der Strom ist klein, aber 90 V klingen nach viel (und ich bin ein bisschen neu in der Elektronik, daher verstehe ich nicht wirklich, was Hochspannung / Niedrigstrom in Bezug auf schädliche Dinge bedeutet).

Wenn es nur 90 V DC wären, hätte ich die Idee eines Spannungsteilers, aber das Umkehren der Polarität klingt so, als ob es eine schlechte Sache sein könnte. Vielleicht würde der Spannungsteiler + eine oder zwei Dioden (oder ein Gleichrichter) funktionieren?

Piezo-Vibrationssensoren erzeugen eine hohe Spannung, aber einen sehr geringen Strom. Darüber hinaus sind Sie im Allgemeinen daran interessiert, nur einige wenige Dinge zu erfassen - Vibrationspegel, Frequenz, Amplitude, Stöße usw.

Die Benutzeroberfläche hängt also stark davon ab, was Sie erfassen möchten. Angenommen, Sie möchten nur eines oder mehrere der folgenden Elemente kennen, funktioniert die unten vorgeschlagene Schnittstelle.

• Ein Vibrationsereignis wie ein Schock oder eine plötzliche G-Kraft
• Das Vibrationsniveau

Die allgemeine Schnittstelle besteht darin, das Signal durch eine Diode und dann einen Widerstand in einen Kondensator zu schieben, der an Masse angeschlossen ist. Parallel zum Kondensator befindet sich eine Klemmdiode, die die Spannungsspitzen auf eine vernünftigere Spannung (z. B. 5 V) begrenzt.

Jedes Mal, wenn eine Spitze auftritt, wird der Kondensator ein wenig aufgeladen. Wenn Sie ständigen Vibrationen ausgesetzt sind, wird diese schneller aufgeladen. Es wird schließlich den Pegel der Klemmdiode erreichen, solange die Vibration die Selbstentladungsrate des Kondensators überschreitet.

Wenn Sie die Spannung am Kondensator messen, erfahren Sie mehr über das eingehende Signal.

Wenn Sie einen Widerstand parallel zum Kondensator schalten, können Sie festlegen, wie schnell sich der Kondensator entlädt. Ein kleiner Widerstand entlädt sich schnell und Sie können zählen, wie oft der Piezo getroffen oder fallen gelassen wird. Durch einen großen Widerstand kann sich die Ladung aufbauen, sodass Sie keine einzelnen Ereignisse sehen, sondern eine höhere Spannung mit stärkerer Vibration, eine niedrigere Spannung mit weniger Vibration und keine Spannung ohne Vibration erhalten.

Wenn Sie mehr Informationen als diese einfache Technik benötigen, sollten Sie einen Signaltransformator verwenden, um das Signal in den 5-V-Bereich zu bringen, sowie einen Präzisions-Operationsverstärker und einen ADC.

Wenn dieser Sensor an die Netzspannung angeschlossen ist, würde ich ihn nicht mit einer Schaltung an das Arduino anschließen, die keine Isolation bietet.

Eine sichere Möglichkeit, die Spannung zu messen, ist die Verwendung eines Abwärtstransformators. Dies sorgt für Isolation und senkt die Spannung. Sie können einen Gleichrichter verwenden, um den Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. Sie müssten die Transformatorbelastung des Sensors überprüfen.

Ein geteilter Widerstand, gefolgt von einem Isolationsverstärker, würde ebenfalls funktionieren.

Im April 2002 gab es einen Artikel von Poptronics mit dem Titel "Build this Home Appliance Watt Meter / Watt-Hour Meter". Der Artikel dokumentierte, wie man die Netzspannung sicher misst (mit einem Abwärtstransformator) und wie man den Netzstrom sicher mit einem Stromwandler misst.

Ist es nur + 90V oder -90V? Oder ist es ein Bereich von -90 V bis + 90 V? Wenn es sich um ein binäres +/- handelt, können Sie einen Spannungskomparator (auch als Operationsverstärker bezeichnet) verwenden, andernfalls können Sie einen Spannungsteiler (auch als zwei Widerstände bezeichnet) verwenden.

Überprüfen Sie den 8-poligen DIP-AC-Leitungsmonitor-Logik-Ausgangsoptokoppler MID400 . Es gibt einen sehr guten Anwendungshinweis für dieses Gerät. Ich verwende es zur Überwachung meines Ofens, der (teilweise) mit 24 VAC betrieben wird. Sie benötigen einen 22,5-k-Widerstand von 0,5 W in Reihe mit dem Eingang, um einen hohen Ausgang zu erzielen, wenn Spannung anliegt. Das gibt Ihnen einen Binärausgang, wenn Sie nur feststellen müssen, ob Spannung vorhanden ist oder nicht.

Wenn Sie die Spannung tatsächlich messen müssen, funktioniert der MID400 jedoch nicht wirklich (oder ich bin mir zumindest nicht sicher, ob der Ausgang linear zur Spannung ist; er kann nur pulsieren, wenn der Eingangsstrom zu niedrig fällt ). Für meinen Heimleistungsmonitor plane ich, RMS-Werte für Spannung und Strom mit einem AD737-RMS-DC-Wandler zu messen . Sie benötigen wahrscheinlich einen Transformator und / oder einen Spannungsteiler, um die Spannung auf den vom AD737 benötigten 200-mV-Eingang zu senken.

Oder Sie gehen den billigen Weg: Verringern Sie die Spannung und speisen Sie sie durch eine Diode in einen Kondensator und einen Widerstand, wodurch Sie einen halbgleichgerichteten, etwas geglätteten Gleichstromausgang erhalten, der mit dem Eingang korreliert ...

Verwenden Sie einfach einen Spannungsteiler. Auf diese Weise können Sie Tausende von Volt messen. http://www.rossengineeringcorp.com/hv_dividers.htm

Und ja, Trennwände funktionieren auch für AC. : D Sie machen das Signal nur kleiner. Sie möchten einen Kondensator, der den Piezo mit Ihrem Eingang koppelt, um Gleichstrom zu blockieren und ihn auf die Referenzspannung des Arduino vorzuspannen.

Ich bezweifle, dass es Schaden anrichten wird, da der Arduino-Eingang bereits Klemmdioden hat und der Strom sehr niedrig ist (Piezos sind hochohmige Quellen, und Ihr Teiler liefert eine große Impedanz), aber Sie können jederzeit eine zusätzliche Klemmdiode hinzufügen Schützen Sie den Eingang.

Je nachdem, was Sie tun, möchten Sie möglicherweise einen hochohmigen Verstärker direkt am Piezo, um zu verhindern, dass er heruntergeladen wird oder Störungen aufnimmt. Was genau versuchst du zu tun?