比較的高い電圧を生成するアナログデバイスを読み取るにはどうすればよいですか?


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最近、刺激時に±90V(AC)を放出するセンサーを見つけました。Arduinoからこれを読むにはどうすればよいですか?

更新

こんなにたくさんの選択肢があるとは思いませんでした。:)私が見ているのは、圧電振動センサーです。

電流は小さいですが、90Vは多くのように聞こえます(そして私は電子機器の初心者なので、損傷の点で高電圧/低電流が何を意味するのか本当にわかりません)。

それがちょうど90V DCであるなら、私は分圧器のアイデアを思いつくでしょうが、極性を逆にすることはそれが悪いことであるように聞こえるかもしれません。おそらく、分圧器+ダイオードまたは2つ(または整流器)が機能しますか?

回答:


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ピエゾ振動センサーは高電圧を生成しますが、電流は非常に低くなります。さらに、一般的に、振動のレベル、周波数、振幅、衝撃など、いくつかのことだけを感知することに関心があります。

したがって、インターフェイスは、感知したいものに大きく依存します。以下の1つ以上を知りたい場合は、下記のインターフェースが機能します。

  • 衝撃や突然のG力などの振動イベント
  • 振動レベル

一般的なインターフェースは、ダイオードを介して信号をプッシュし、次にグラウンドに接続されているコンデンサーに抵抗をプッシュすることです。コンデンサと並列に、電圧スパイクをより適切な電圧(たとえば5V)に制限するクランプダイオードがあります。

これで、スパイクが発生するたびに、コンデンサが少し充電されます。継続的な振動がある場合、より速く充電されます。振動がコンデンサの自己放電率を超える限り、最終的にはクランプダイオードのレベルに到達します。

コンデンサーの電圧を感知し、入ってくる信号について学びます。

コンデンサと並列に抵抗を配置すると、コンデンサが放電する速度を定義できます。小さな抵抗は急速に放電し、ピエゾがヒットまたはドロップする頻度を数えることができます。大きな抵抗器を使用すると、個々のイベントが表示されないように電荷が蓄積されますが、振動が激しく、電圧が高く、振動が少なく、電圧がなく、振動がない場合、電圧は高くなります。

この単純な手法よりも多くの情報が必要な場合は、信号トランスを使用して信号を5Vの範囲に落とし、高精度オペアンプとADCを使用します。


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このセンサーがライン電圧に接続されている場合、絶縁を提供しない回路でArduinoに接続しません。

電圧を測定する安全な方法の1つは、降圧トランスを使用することです。これは絶縁を提供し、電圧を下げます。整流器を使用してACをDCに変換できます。センサーのトランスの負荷を確認する必要があります。

抵抗を分割し、その後に絶縁アンプを配置しても機能します。

2002年4月、Poptronicsの記事「Build this Home Appliance Watt Meter / Watt-Hour Meter」という記事がありました。この記事では、(降圧トランスを使用して)ライン電圧を安全に測定する方法と、変流器を使用してライン電流を安全に測定する方法について説明しました。


あなたはたまたまこの記事のコピーを持っていますか?ここでコピーを見つけました[1]が、それには図がありません。そのプロジェクトの発想は、AN-265 [2]であり、おそらくそれで十分です... [1] accessmylibrary.com/coms2/summary_0286-9127919_ITM [2] National.com/an/AN/AN-265.pdf
blalor

それは私の本棚にあります。この記事はAN-265に基づいていますが、AN-265回路はディスクリートであり、PoptronicsデザインはICを使用しています。Poptronicsの設計では、AD633乗算器を使用して、V * I、LTC1062フィルター(AD633出力)、および電流トランス用のオペアンププリアンプを取得しています。
jluciani

このような低電流の状況では、変圧器が必要になるでしょうか(質問がいくつか拡張されました)。
ダスティン

あなたがピエゾについて言及している文を見逃し、90VとACを見たとき、私はライン電圧を考えていました:(電圧はセンサー出力がラインから絶縁されているので、davrが提案するような単純な減衰(またはバッファ)で結構です。41ページ技術マニュアルの42に、センサーに直接接続された低電圧オペアンプ回路が示されています
。90V

それは完全に私のせいだった。私はまだすべての詳細が重要であるかを知るのに十分新しいです。
ダスティン

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+ 90Vまたは-90Vのみですか?それとも-90Vから+ 90Vの範囲ですか?バイナリ+/-の場合は、電圧コンパレータ(別名オペアンプ)を使用できます。それ以外の場合は、分圧器(別名2つの抵抗)を使用できます。


よく分かりません。この振動センサーについては、「振動する」と「振動しない」を知ることはおそらく問題ないと思います。具体的には、sparkfunの関連製品にある種のオペアンプがあるので、そうかもしれません。
ダスティン

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MID400 8ピンDIP ACラインモニターロジック出力オプトカプラーをご覧ください。このデバイスには非常に優れたアプリケーションノートがあります。私は、24 VACで(部分的に)稼働する私の炉を監視するためにそれを使用します。電圧が存在するときに高出力を得るには、入力と直列に22.5k 0.5Wの抵抗が必要です。電圧があるかどうかを検知するだけでよい場合は、バイナリ出力が得られます。

ただし、実際に電圧を測定する必要がある場合、MID400は実際には機能しません(または、少なくとも、出力が電圧と線形かどうかはわかりません。入力電流が低下しすぎると、パルスが発生するだけかもしれません) )。私の家庭用電力モニターでは、電圧と電流のRMS値をAD737 RMS-DCコンバーターで測定することを計画しています。AD737が必要とする200mV入力まで電圧を下げるには、おそらくトランスや分圧器が必要です。

または、安価な方法をとることもできます:電圧を下げて、ダイオードを介してコンデンサーと抵抗器に供給します。これにより、入力に相関する半整流のやや平滑化されたDC出力が得られます...


MID400で、抵抗値は予想される入力電圧範囲によって異なりますか?
TomG、2011年

はい。AC入力がLEDを駆動しているため、LEDの電流を制限する必要があります。LEDの電流を設定してトランジスタの飽和を制御することもできます…
blalor

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分圧器を使用するだけです。その方法で数千ボルトを測定できます。 http://www.rossengineeringcorp.com/hv_dividers.htm

はい、仕切りはACでも機能します。:D彼らはちょうど信号を小さくします。ピエゾを入力に結合してDCをブロックし、Arduinoの基準電圧にバイアスするコンデンサが必要です。

arduino入力にはすでにクランプダイオードがあり、電流は非常に低いため(ピエゾは高インピーダンスソースであり、分圧器は大きなインピーダンスを提供します)、損傷が発生することはないと思いますが、追加のクランプダイオードをいつでも追加できます入力を保護します。

実際には、何をしているのかに応じて、ピエゾのすぐそばに高インピーダンスアンプを取り付けて、ピエゾに負荷がかかったり、干渉を受けたりしないようにすることが必要な場合があります。具体的に何をしようとしていますか?

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