Merasakan arus motor DC

9

Saya membiarkan arus melalui motor DC mengalir melalui resistor kecil dan mengukur tegangan melintasinya. Saya perlu memberikan Tegangan analog ini ke ADC mikro-controller untuk melakukan pemrosesan sinyal di atasnya. Masalah saya adalah bahwa Micro-controller berjalan pada suplai Terisolasi dan tegangan yang akan dirasakan berada di sisi non Terisolasi. Saya merasa bahwa menggunakan isolator analog bukanlah solusi yang baik. Salah satu solusi untuk itu adalah menggunakan ADC Eksternal pada sisi non-terisolasi dan mengisolasi digital output ADC, tetapi ADC ini tidak dapat mengambil tegangan negatif ketika motor berjalan ke arah lain. Tolong bantu.

Aashish Thite
sumber
2
"Saya merasa seperti" tidak ada dalam bahasa insinyur: jika Anda tidak tahu alasan untuk sesuatu yang Anda lakukan, mungkin Anda salah melakukannya
clabacchio
Maaf untuk bahasa Inggris saya yang buruk. Saya bermaksud mengatakan saya ingin menghindari isolator analog karena linearitasnya yang buruk.
Aashish Thite
3
Ini bukan tentang bahasa Inggris yang buruk, saya juga miskin. Ini berbicara non-teknis; Anda harus menentukan persyaratan linearitas Anda dan kemudian membandingkannya dengan komponen yang Anda miliki.
clabacchio
2
Anda telah "menerima" bagian dengan +/- 5% kesalahan dan 1% linieritas pada rentang sementara menolak perangkat dengan linearitas 0,01%. Ada lebih banyak spesifikasi yang hanya itu, tetapi metinks perangkat Hall bertanggung jawab untuk melebihi keberatan "linearitas buruk" asli Anda.
Russell McMahon
Mungkin masalahnya adalah dengan optoisolator tanpa kompensasi, yang tidak mampu memberikan linearitas yang sangat baik. Ini akan menjelaskan keengganan awalnya untuk menggunakannya.
W5VO

Jawaban:

9

Sementara saya mengerti bahwa Anda bertanya tentang bagaimana menggunakan resistor arus-akal untuk merasakan arus dan kemudian mentransfer nilai melalui batas isolasi, ada beberapa alternatif untuk dipertimbangkan sebelum Anda mempertimbangkan keputusan diselesaikan.

(Perhatikan bahwa Anda tidak memberikan spesifikasi atau persyaratan seperti bandwidth, pengemasan, atau kisaran saat ini, sehingga bagian tertentu yang disebutkan mungkin tidak cocok, tetapi ada berbagai bagian yang tersedia yang mungkin akan berfungsi dengan baik. )

Sensor Hall effect current memungkinkan penginderaan terisolasi dari arus tanpa perlu elektronik atau seri resistor pada sisi "panas" dari rangkaian. Output dapat dipilih agar sesuai untuk koneksi langsung ke mikrokontroler terisolasi Anda. Misalnya, jika Anda memiliki mikrokontroler 3.3V, dan saat ini Anda perlu rasa kurang dari +/- 12.5A, Allegro Microsystems' ACS711 akan memberikan tegangan output linear antara 0 dan 3.3V, dengan 0A saat ini berpusat di 1,65 V.

Ini sangat mudah ...

Untuk menggunakan ini dengan mikrokontroler Anda, sambungkan VIout ke pin ADC.

Tentu saja, mereka membuat sensor ini dengan kepekaan, kemampuan, dan paket yang berbeda saat ini. Digikey adalah temanmu.

W5VO
sumber
Saya merasa jika semua orang memberikan rangkaian aplikasi, Anda juga harus.
Kortuk
@Kortuk Rangkaian ini sangat sederhana, saya tidak berpikir itu perlu (dibandingkan dengan loop servo yang diperlukan untuk optocoupler linier)
W5VO
Tidak adil mengharapkan seseorang untuk membandingkan posting dengan gambar dengan posting lain yang tidak memiliki gambar di tanah yang sama. :)
Kortuk
[Lembar data aktual ada di] ( allegromicro.com/en/Products/Part_Numbers/0711/0711.pdf ) 5% kesalahan dan 1% linearitas dan ...
Russell McMahon
1
@RussellMcMahon Mereka juga membuatnya dengan linearitas yang lebih tinggi dan kesalahan yang lebih rendah dan bandwidth yang lebih tinggi. Memang, Anda tidak akan memiliki linearitas 0,01% di akhir itu .... tetapi Anda tidak perlu resistor seri dengan motor, Anda tidak memerlukan sirkuit 'panas' (regulator, op- amp, opto-isolators, dll.), dan mudah digunakan terlepas dari topologi motor / driver Anda.
W5VO
5

"Saya merasa bahwa menggunakan isolator analog bukanlah solusi yang baik."

Kami ingin membantu, tetapi jawaban saya adalah tentang isolator analog. Apa yang salah dengan mereka? Mereka dibuat untuk ini.

The IL300 mungkin berguna:

masukkan deskripsi gambar di sini

IL300 memiliki linearitas servo 0,01% yang sangat baik. Jika Anda ingin memberi daya U1 dari catu daya motor, pastikan sudah dipisahkan dengan benar.

(Vcc dan ground kiri dan kanan optocoupler jelas berbeda.)

stevenvh
sumber
3

(1) Setiap UC dengan ADC kinerja yang sesuai. Nilai baca. Kirim data digital melalui optocoupler.


(2) Anda dapat membeli opotocoupler "linier" yang memungkinkan mereplikasi tegangan linier melintasi batas isolasi

Untuk $ US2,85 Anda bisa mendapatkan LOC110 fron IXYS Mereka mengklaim:

  • 0,01% Servo Linearity
  • THD -87dB Khas
  • Lebar Bandwidth (> 200kHz)
  • Sinyal Analog dan Digital Pasangan
  • Konsumsi Daya Rendah
  • 8-Pin Flatpack atau Paket DIP (Kompatibel PCMCIA)

Perangkat ini berisi 1 x LED dan 2 x fotodioda yang cocok. Pasangan fotodioda digunakan untuk menghasilkan "servo" sedemikian rupa sehingga kedua arus dioda foto dicocokkan dan tegangan input kemudian dapat dideduksi.

Avago menyediakan lembar data dan catatan aplikasi yang jauh lebih baik untuk produk HCNR201 mereka

Dalam setiap kasus, I_PD1 = I_PD2 dan ikuti sirkuit dari sana.
Mereka menyediakan sirkuit tambahan dalam catatan aplikasi termasuk satu untuk input bipolar.

Sebagai perangkat saat ini didorong melalui resistor seri dan "berpikir" dalam istilah mA Anda hampir pasti harus memperkuat tegangan motor sense_resistor Anda agak. Tidak mungkin menjadi masalah dalam urutan keseluruhan.

Avago HCNR201 dual linear opto.jpg

Russell McMahon
sumber
Hai Russell, sepertinya kita punya solusi yang sama. Tidak ingin mencuri jawaban Anda. Saya pasti mengetik milik saya saat Anda memposting milik Anda. LOC110 tampaknya agak lebih murah daripada IL300 yang selalu saya gunakan sebagai referensi.
stevenvh
@stevenvh - Saya mengalami serangan deja vu ringan di sana :-). Olin akan lebih memilih jawaban saya # 1 :-)
Russell McMahon
0

Saya menghadapi masalah yang sama pada tahun 1978 untuk motor DC 48V @ 1A dengan remote control dan umpan balik terkini atas desain telemetri khusus. (sekarang disebut SCADA) Saya telah merancang tautan telemetri 1MBps dan membutuhkan monitor arus analog sekitar 300m jauhnya menggunakan saluran telemetri digital dari Bldg daya Reaktor ke Bldg Kontrol.

Spesifikasi Saya:

  • 1% skala penuh kesalahan
  • 1% linearitas
  • Tingkat sampel 1000 Hz.
  • 1Amp nominal DC pada motor dengan shunt 10mΩ
  • Warung 10Amp. jika probe arus Eddy macet pada daya maksimal di tengah tabung U.
  • Waktu respons untuk merasakan arus lebih dan menghentikan driver motor 20 ms.

Tersedia:

  • Beberapa bit status pada telemetri data 1Mbps pada frame rate 1 kHz.
  • 6800 MCU untuk mengirim perintah kontrol kembali pada kecepatan 100Kbps.

Pilihan Desain saya:

  • Resolusi 0,1% tach kontrol laju pulsa sirkuit oleh saat ini
  • menggunakan kontrol denyut nadi dan satu tembakan. untuk telemetri
    • 0,1% = 1 pps
    • 1% = 10 pps
    • 10% = 100 pps
    • 100% = 1000 pps = 10A skala penuh

Alih-alih ADC, saya menggunakan konsep tach seperti mobil ...

  • di mana RPM => denyut nadi variabel 1shot ==> akumulasi muatan pada voltase meter
  • kecuali di sini motor saat ini - diperkuat dan dikontrol denyut nadi dengan berbagai VCO & satu tembakan.
  • Pulsa ditransmisikan sebagai 1 bit status dengan 800 Bytes data lain di setiap frme, mode sinkronisasi.
  • Penerima pulsa Tach yang dipulihkan dan rangkaian motor integrator sederhana menampilkan arus pada meter analog linear tipe tepi.
  • Setpoint untuk kondisi kios terdeteksi secara otomatis dan merespons dalam ms untuk menghentikan motor dalam 5mS.

Sekarang mungkin desain Anda menggunakan sirkuit Tach yang sama dengan Opto-Coupler alih-alih telemetri pada coax. Desain tach dapat dibuat sederhana karena tidak tergantung pada akurasi.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
sumber