Adott egy tápegység, aminek több egymástól teljesen független kimenete van. Ezeknek a feszültségét kellene 1db uC-val mérni, úgy hogy semmilyen galvanikus kapcsolatot nem hozzunk létre közöttük. A uC típusa (PIC, AVR) közömbös, a kérdés arról szól, hogy hogyan lehet galvanikusan leválasztott feszültségeket mérni.

Pl. létezik-e olyan A/D konverter amiből egyszerre többet is tudok egy-egy optocsatolón keresztül illeszteni a uC-hez (lehetőleg egyszerű hardvert alkalmazva)?
Esetleg valamilyen precízebb U/F konvertert kellene használni? (típus?)
Van más járható út erre a feladatra?

Helló!

Ajánlom figyelmedbe az áramváltó tekercseket. Ezzel megoldható a problémád.

Üdv Petjaa

Jó gondolat, de egyenfeszültséget (és később esetleg egyenáramot is) kellene mérni... Bocs, hogy ezt nem említettem külön (bevallom nekem természetesnek tűnt).

Valami ilyesmi?

http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/amc1203.html

Olyan A/D konverterekkel ami tud valamilyen kommunikációt akkor optocsatolóval leválasztva a kommunikációs vonalakat megleht oldani.
A TME-nel vannak ilyen A/D-k már párszáz forinttól.
PL.: ADC0831CCN

Üdv Petjaa

Csípőböl nekem is az U/f konverter jutott eszembe, mely opto után egy frekvenciát ad ki (csatornánként).
A kijövő jelek visszaalkíthatók f/U szerint analóggá, de az ezekre egyszerű megvalósítási ötletekre, én is kíváncsi vagyok.
Ismerni kellene a gyakorlati problémát.

Egy uC méri a feszeket a beépített A/D-kkel, majd egy leválasztott RS485-ös csatolóval akár száz méterekig el lehet vinni a mért adatokat a feldolgozó uC-hez, vagy PC-hez, bármihez.

Nekem is ez a szisztéma lesz megvalósítva a közeljövőben, tápegységen belül.

Szia!

Egy dobozon belül nem kell RS485, oda elég egy - egy optocsatoló az adó és a vevő vezetékbe. Az pic/avr Tx jeléről a megfelelő számú optocsatolót kell vezérelni - minden leválasztott részhez egyet. Ha a proptokollban a címzés meg van oldva, akkor a vételi oldalon az optocsatolók közösítve (a fototranzisztorok párhuzamosan kötve) mehetnek a pic/avr uart Rx bemenetére.

A másik megoldás az optikailag leválaszatott I2C vagy SPI. Ekkor a mérendő résznek elég egy A/D -t tenni, aminek a vezérlő jelei le vannak válaszva:

SPI: A mérőkör felé mérőegységenként 2-3 optocsatoló az SDI (ha kell), SCL, SCE jeleknek, visszafelé 1 optocsatoló az SDO jelnek. A vételi oldalon az SDO jel fototranzisztorait lehet párhuzamosan kötni.

I2C: Minden leválasztott egységhez 4 db optocsatoló kell, ha a master a leglassabb egység sebességével jár, akkor csak 3 db kell (SCL lehet egy irányú). I2C opto leválasztás

Más módszer:
U-F konverter - optocsatoló 1 db / mérés - multiplexer (opcionális) - pic/avr frekvenciamérő programmal. Az U-F konverter egy négyes műveleti erősítőből (integrátor + komparátor + monostabil) és egy fet -ből előállítható olcsón (8-9 bites pontossággal)...

Szia!
Ahogyan azt előttem többen is javasolták, a leválasztást mindenképpen a digitális oldalon valósítsd meg, az sokkal könnyebb, mint az analóg rész leválasztása. Megoldható optocsatolók alkalmazásával is, ahogyan azt Hp41C hozzászólásában is láthatod. Ha fontos az, hogy minél kisebb méretben valósuljon meg a leválasztás, akkor a legjobb az erre a célra kifejlesztett IC- k alkalmazása. Például az Analog Devices cég nagyon jó minőségű leválasztókat kínál iCoupler fantázia néven (ezek induktív elven működnek): Bővebben: Link. Egyes típusok itthon is beszerezhetőek pl. az smd technology kft illetve a farnell kínálatában.
Ha a diszkrét optocsatolós megoldás mellett döntesz, arra figyelj oda az alkatrészválasztásnál, hogy az opto max sebessége (frekvencia) legalább 10- szerese legyen a kommunikáció sebességének (ez egy általánosan alkalmazott ökölszabály).

Azt elfelejtettem mondani, hogy nem RS485-öt használok majd, hanem optikailag leválasztott I2C-t, 3 optocsatival...

Nekem eszembe se jutna egy dobozon belül leválasztani. Minek? Megfelelő osztó(védelemmel) az A/D-k elé, kész. Csak akkor jutna eszembe, akkor se feltétlenül, ha távolba kéne elvinnem a jeleket.
Nekem működik olyan adatgyűjtő-vezérlő rendszerem(feszmérés, árammérés, SPI, I2C, relés és opto triakos vezérlések, tasztatúrák, kijelzők, adatgyűjtés SD-re, USB kapcsolattal a PC-hez stb.), ami 1 szál (összesen kb. 100m) UTP kábelen van felfűzve RS485-ön, közös táppal(12V) ami szintén az UTP kábelen keresztül jut ki, leválasztás nélkül. Hibátlan 115K-n...
Leválasztást csak a hálózati feszről van az opto triakokkal, de ez általános érintésvédelmi biztonsági kérdés, amit egy dobozon belüli kijelzéshez, esetleg adatgyűjtéshez, ahol az érintésvédelem kettős szigeteléssel, vagy földeléssel megoldható, nem szükséges kialakítani.
Ha a kommunikációs kábellel ki szeretnénk lépni a dobozból, az már indokolhatja a leválasztást, de itt sem egyedül az, hogy kommunikálni akarunk. Megfelelő védelemmel és illesztéssel bármilyen feszültséget meg lehet mérni biztonságosan leválasztás nélkül is. A leválasztás igen költséges dolog, és egy csomó korlátja is van. Csak akkor érdemes, ha indokolt. Lehet, hogy ha megismernénk a kérdező által megvalósítandó feladatot, akkor kiderülne, hogy nem is szükséges a leválasztás.

Szia!

Adott egy többfeszültségű táp, a táp alacsony feszültségű (hálózatról leválasztott) részei galvanikusan el vannak választva egymástól és megengedett a táp részeinek soros kapcsolása is. Ekkor az egymástól galvanikusan elválasztott táp részeket a kommunikáció sem kötheti össze.

Az optikai leválasztás egyszerűvé teszi az olyan tápokban az áram és feszültség mérését, amiben a kimenetek között negatív és pozitív feszültségű is van.

További érv a laválasztás mellett: Ha a táplált áramkörben más mérés(eke)t is az a PC végzi, amelyik a tápot felügyeli, akkor a leválasztás a táp vezérlésében - mérésében, (és a mérőkörben) a földhurok kialakulását akadályozza meg. Pl.: Tápfeszültség függés mérése, diagrammok felvétele.

Én is el tudok képzelni még nagyon sok helyzetet, ahol szükséges lehet, a gond az, hogy itt nem is ismerjük a valós felépítést és ezért nem tudunk érdemben jól válaszolni, csak ötletelni. Ötlettel meg tele van a padlás!

Szia,
ha nem feltétlenül szükséges a folyamatos mérés,akár reed relékkel vagy egyéb gyors relékkel időbeosztásos vezérléssel egmás után beolvasni a feszültségeket... -mindegyik mérésnél csak 1 tápforrás kerül galvánikus kapcsolatba a bemenettel...

Mi lenne ha az egyes kimenetkre raknál egy elemet ami váltót csinálna, amit aztán áramváltókkal könnyedén méricskélhetsz.
Mondjuk minden kimenetre raksz egy kis két fetes astabil multivibrátort, ami így létrehozna tegyük fel egy 1kHz-es négyszögjelet, aminek a a csúcs-csúcs értéke pont az egyenáramú fesz lenne. Ezután ezt kis ferrittrafókkal áttranszformálod a mérő részhez, akár a nagy feszültségek esetén le is osztod. Ezután ezeket egy multiplexer (így többet tudsz egyszerre mérni egy AD-vel) segítségével beviszed az uC egyik AD konverter bementére. A szoftver pedig meghatározza a négyzsögjel csúcs-csúcs feszültségét és figyelembe véve a ferrittrafós osztást kiszámolja az eredeti DC feszültséget.

Köszönöm az eddigi segítséget!
A 3db tápegység egy dobozban van, de a kimeneteik teljesen különböző potenciálon lehetnek. Pl. akár soros, párhuzamos, vegyes, kapcsolásban lehetnek egymással és más tápegysggel is. Illetve a róla üzemeltetett készülékek is eltérő potenciálon lehetnek. Emiatt kell a mérésnek leválasztottnak lennie. A mikrovezérlő RS232->Ethernet konverteren keresztül juttatja majd el a mérési eredményeket a hálózatba, amelyek távoli PC-n lesznek kiértékelve.

Nézegettem az AMC1203 adatlapját (Luki ötlete), jól gondolom, hogy a kimenetére elég egy RC aluláteresztő szűrő, amelyen a uC A/D konverterével mérhetek? A 10MHz-es 1bits jelet nehéz lenne közvetlenül feldolgozni. Így pl akár 8db független bemenetem is lehetne. Beszerezhető ez az IC magyarországon, vagy csak a TEXAS-tól rendelhető?

Simpi megoldása is tetszik, (az analóg opto)! Kérdés, hogy elég pontos mérést tenne-e lehetővé, és hogy a 0V környékén mekkora lehet az offszethibája?

Az U/F (és esetleg F/U) megoldásra létezik egyszerü és beszerezhető cél-IC ?

staci123: nagyon tetszik az ötleted! Lehet,hogy ez lesz a megoldás!

Ez is megfordult a fejemben, de a trafók nemlineáris tulajdonságai aggasztanak, és az áramkör bonyolultsága, megbizhatósága sem mellékes.

Legegyszerűbb(olcsóbb?) 3 uC mér,adatokat optikai kábelen(v. optocsatolókon) továbbítják egy negyediknek,amely kommunikál a PC-vel.

Pontosan.

Szia!
U -> F konverter
TC9400... TC9402 ChipCad @ nettó 740 - 2800 Ft,
AD654,
XR4151,
LM331 Lomex @ nettó 408

Ahogy írtam egy NE555 vagy egy TL084 - gyel és egy mosfet -tel megoldható a feladat...

F -> U konverter
TC9400... TC9402 ChipCad @ nettó 740 - 2800 Ft,
LM2907

10 bit SPI A/D
MCP3001 ChipCad @ nettó 360 Ft,
MCP3002 ChipCad @ nettó 390 Ft,

12 bit SPI A/D
MCP3201 ChipCad @ nettó 580 Ft,
MCP3202 ChipCad @ nettó 630 Ft,

13 bit SPI A/D diff bemenet
MCP3301 ChipCad @ nettó 570 Ft,
MCP3302 ChipCad @ nettó 445 Ft,

A mikrokontroller sem lesz lényegesen olcsóbb, általában csak 10 bites felbontást tudnak és programot is kell rá írni... A relés megoldások hátránya, hogy korlátos a kapcsolási számuk - az olcsók hamar tönkremennek, a sokáig nyúzhatók drágák...

Tudtommal több mérőműszerben is használták ezt a megoldást. Modern elektroanalitikai módszerek előadáson beszélt Inzelt professzor nekem sok régi magyar műszerről, ahol alkalmaztak ilyen megoldást, mint például mV és pH mérők.

A ferritek elég lineárisak, amíg kicsi a B. Mivel nem teljesítményt viszel át, csak jelet, ezért ez nem merül fel igazán.
Ha már uC-vel akkor szoftveresen úgyis tudsz ilyen hibákat korrigálni.
Mindesetre ez olcsó megoldás lenne.

Mindenkinek köszönöm a hozzászólást! Nehéz eldönteni, hogy kié legyen a pont, mivel rengeteg jó ötlet érkezett, ezért a legvalószinübb (legegyszerübb) megvalósíthatóság alapján döntöttem, de szivem szerint többfelé osztottam volna!

Valószinüleg szilárdtest relékkel (FET kimenetű optocsatolókkal) lesz megoldva a mérés, időosztásos alapon. Így könnyen bővíthető marad a készülék, mivel szinte korlátlan számú bemenetet lehet kialakítani.

Arra gondoltam, hogy a uC kimenetére egy CMOS bináris dekódert kapcsolok a relék meghajtásához (pl. CD4028), ez biztosítaná, hogy mindíg csak 1db relé kapcsolhasson be, akkor is ha a uC lefagy, vagy ha pl. szoftverhiba miatt rossz lenne a vezérlés.

A staci123 féle relés megoldás nem nevezhető leválasztott mérésnek. Ezen gondolkodtál már?
Ennyi erővel az A/D bemenetek multiplexere is ugyanezt csinálja, csak belül. Az igazi leválasztás semikor nem kerül galvanikus kapcsolatba a mérendő ponttal.

Szia!

Látom sikerült megoldani az egyik problémát, azt, amit az ötletek okoztak. Köszönöm a pontokat.

Sokfelé alkalmazzák az un. repülő kondenzátoros módszert. A kondenzátor a mérendő feszültségre és a mérőkörre kapcsolható két két relé kontaktussal. A mérendő körre kapcsolva felveszi a mérendő feszültséget. Ekkor lekapcsolják a mérendő körről, egy kis ideig nem kapcsolódik sehová, majd rákapcsolák a mérőkörre. Ha a mérőkör fogyasztása elég kicsi, a kondenzátor feszültsége elegendően pontosan megmérhető.

A uC tápja le lesz választva - ezt egyszerü megoldani. A tápok pedig teljesen függetlenek maradnak egymástól, mert egyszerre csak egy lesz összekötve a uC-vel. A belső multiplexer ezt nem tudná megoldani (mivel csak az egyik ágat kapcsolja, nem mindkettőt, és ezért 100V nagyságrendű potenciálkülönbségekkel sem tudna mit kezdeni).
Természetesen a relé a mérőbemenet pozitzív és a negatív ágát is megszakítja majd. A soros-ethernet konverter pedig mindenképpen leválaszt galvanikusan az IP hálózat felé.

Ha U/f konvertert alkalmazol, akkor nem kell a másik oldalra f/U konverter. A uC-vel sokkal pontosabban és egyszerűbben lehet frekvenciát mérni közvetlenül, mintha előbb visszaalakítjuk feszültséggé és utána AD-vel mérjük azt. A leválasztás módja pedig a választott frekvenciától függően lehet optós vagy trafós.

Közben eltelt egy kis idő, és gondoltam megosztom veletek mire jutottam. A készülék jól működik, jelenleg 7 bemenettel (mint kiderült nem is kell majd ennyi). A mérés fet kimenetű szilárdtest-relékkel időosztásos alapon tönrténik, a uC pedig egy DC/DC konverterrel leválasztott tápról megy.
Így utólag a Hp41C által említett repülő kondenzátoros módszer is felhasználható lett volna, így a uC tápját sem lett volna muszály leválasztani, bár a nagyon széles mérési tartomány lehet, hogy gond lett volna.
A bemenetek egy részét árammérésre használom, a söntök 0,005 ohmosak - tehát viszonylag kicsi feszültég esik rajtuk, ugyanakkor 40...60V körüli feszültségeket is mérek. Az árammérésnél persze van erősítő az A/D bemenet előtt, de a szilártestreléknek a teljes tartományban jól kell működniük (és szerencsére jól is működnek)
Szóval mégegyszer köszönöm a segítséget mindenkinek!

Bővítenem kellene a készülék árammérési tartományát, 100A-ig (100mA-es felbontással). Ehez adott a sönt ellenállás, ami 0,75mOhm (750mikro ohm).
Keresek olyan előerősítőnek alkalmas opampot aminek az offszet hibája max. 1...2uV (de kevesebb még jobb lenne), tud a negatív tápfeszen levő sönttel dolgozni (nem akarok kettőstápot adni neki ha nem muszály), furatszerelt kivitelben is létezik, és beszerezhető is!
Aki ismer ilyen opapmpot, egy tipust irjon légyszi!