Ich habe kürzlich einen Sensor gefunden, der bei Stimulus ± 90 V (AC) aussendet. Wie würde ich vorgehen, um dies von einem Arduino zu lesen?
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Ich hätte nicht gedacht, dass es so viele Möglichkeiten gibt. :) Die Art von Sache, die ich anschaue, ist ein Piezo-Vibrationssensor .
Der Strom ist gering, aber 90 V klingen nach viel (und ich bin ein bisschen neu in der Elektronik, daher verstehe ich nicht wirklich, was hohe Spannung / niedriger Strom in Bezug auf schädliche Dinge bedeutet).
Wenn es nur 90 V DC wären, würde ich auf die Idee des Spannungsteilers kommen, aber das Umkehren der Polarität klingt so, als könnte es eine schlechte Sache sein. Vielleicht würde ein 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 wenige Dinge zu erfassen - Vibrationspegel, Frequenz, Amplitude, Stöße usw.
Die Schnittstelle hängt also stark davon ab, was Sie erfassen möchten. Angenommen, Sie möchten nur einen oder mehrere der folgenden Punkte wissen, dann funktioniert die unten vorgeschlagene Schnittstelle.
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.
Jetzt lädt sich der Kondensator jedes Mal, wenn eine Spitze auftritt, ein wenig auf. Wenn Sie kontinuierliche Vibrationen haben, wird es schneller aufgeladen. Es wird schließlich den Pegel der Klemmdiode erreichen, solange die Vibration die Selbstentladungsrate des Kondensators übersteigt.
Messen Sie die Spannung am Kondensator, und Sie erfahren etwas 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. Ein großer Widerstand ermöglicht den Aufbau der Ladung, sodass Sie keine einzelnen Ereignisse sehen, sondern stattdessen 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 ADC.
Wenn dieser Sensor an die Netzspannung angeschlossen ist, würde ich ihn nicht mit einem Schaltkreis an den Arduino anschließen, der keine Isolierung bietet.
Eine sichere Möglichkeit, die Spannung zu messen, ist die Verwendung eines Abwärtstransformators. Dies sorgt für Isolierung und senkt die Spannung. Sie könnten einen Gleichrichter verwenden, um den Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. Sie müssten die Transformatorlast am Sensor überprüfen.
Ein geteilter Widerstand gefolgt von einem Trennverstärker würde auch funktionieren.
Es gab einen Artikel im April 2002 von Poptronics mit dem Titel „Build this Home Appliance Watt Meter/Watt-Hour Meter“. Der Artikel dokumentiert die sichere Messung der Netzspannung (mit einem Abwärtstransformator) und die sichere Messung des Netzstroms mit einem Stromwandler.
Ist es nur +90V oder -90V? Oder ist es ein Bereich von -90 V bis +90 V? Wenn es sich um ein binäres +/- handelt, könnten Sie einen Spannungskomparator (auch bekannt als Operationsverstärker) verwenden, andernfalls könnten Sie einen Spannungsteiler (auch bekannt als zwei Widerstände) verwenden.
Sehen Sie sich den MID400 8-Pin DIP AC Line Monitor Logic Output Optokoppler an . Zu diesem Gerät gibt es einen sehr guten Anwendungshinweis . Ich verwende es zur Überwachung meines Ofens, der (teilweise) mit 24 VAC arbeitet. Sie benötigen einen 22,5-k-0,5-W-Widerstand in Reihe mit dem Eingang, um bei vorhandener Spannung einen hohen Ausgang zu erzielen. Das gibt Ihnen eine binäre Ausgabe, wenn Sie nur erkennen müssen, ob Spannung vorhanden ist oder nicht.
Wenn Sie jedoch die Spannung tatsächlich messen müssen, funktioniert der MID400 nicht wirklich (oder zumindest bin ich mir nicht sicher, ob der Ausgang linear zur Spannung ist; er kann nur pulsieren, wenn der Eingangsstrom zu niedrig wird ). Für meinen Home Power Monitor plane ich, RMS-Werte für Spannung und Strom mit einem AD737 RMS-to-DC-Konverter zu messen . Sie benötigen wahrscheinlich einen Transformator und / oder Spannungsteiler, um die Spannung auf den 200-mV-Eingang zu bringen, der vom AD737 benötigt wird.
Oder Sie könnten den billigen Weg gehen: Verringern Sie die Spannung und speisen Sie sie durch eine Diode in einen Kondensator und einen Widerstand, wodurch Sie einen halb gleichgerichteten, etwas geglätteten Gleichstromausgang erhalten, der mit dem Eingang korreliert ...
Nimm einfach einen Spannungsteiler. Auf diese Weise können Sie Tausende von Volt messen. http://www.rossengineeringcorp.com/hv_dividers.htm
Und ja, Teiler 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 sein wird (Piezos sind Quellen mit hoher Impedanz, und Ihr Teiler bietet eine große Impedanz), aber Sie können jederzeit eine zusätzliche Klemmdiode hinzufügen Eingang schützen.
Je nachdem, was Sie tun, möchten Sie möglicherweise einen hochohmigen Verstärker direkt am Piezo, um zu verhindern, dass er heruntergeladen oder Störungen aufnimmt. Was genau versuchen Sie zu tun?
blalor
jluciani
Dustin
jluciani
Dustin
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