galvanisch gescheiden DC spanning meten

Ik wil voor een toepassing een galvanisch gescheiden voeding meten, maar wil het wel BEETJE low budget houden. (heb er 6 van beide nodig)

De ene spanning gaat tot 400 V en de andere tot 2 V (ja das nogal een verschil)

Het geheel moet naar een microcontroller, dus iets met neem een multimeter heb ik niets aan. het is een vaste opstelling.

de enige manieren die ik ken om te scheiden zijn via magnetische velden, maar das lastig voor spanning en daarbij heb ook bijna geen vermogen ter beschikking om een kern magnetisch te laden.

De andere optie is een optocoupler, maar hoe kan ik daar analoog mee meten?
Gebruik die dingen alleen digitaal normaliter..

Analoge optocoupler?: http://www.avagotech.com/products/optocouplers/industrial-plastic/spec…
(maar daar kun je natuurlijk niet tot 0v mee meten...)

@ High met Henk,

Tot 400V wat is je range tot 2V dat is te overzien 0V....2V.

Ik zit in eerste instantie te denken aan een spanning frequentie omzetter is simpel en dat is low budget misschien kan je computer of controller gelijk frequentie meten of 1/f tijd dus.

Met een optocoupler en een meet versterkertje kan ook maar een en ander is afhankelijk van je resolutie en het dynamisch bereik.

Gr Henk.

Heb je aan de "hot" kant wel de mogelijkheid wat logica te gebruiken ? Een 5 volt voeding bijvoorbeeld. Dan zou je aan die kant de ADC conversie kunnen doen met een dual SPI ADC (microchip heeft die in het assortiment), dan de clock, data in, data out en CS lijnen optisch scheiden. Dit kan goed met bijv 6N137 optocouplers. Zijn er ook twee in een dipje. Dan aan de lage kant een MCU via SPI de data uit de ADC's halen en verder verwerken.
Als het niet super nauwkeurig moet kun je de 5V ook als Vref gebruiken.

De benodigde onderdelen zijn goed verkrijgbaar en niet duur. De ADC zal het duurste zijn, € 4,25 voor een MCP3203.

[Bericht gewijzigd door Rolo op (10%)]

Een isolated ADC of een isolation amplifier is een oplossing, je mag zelf beslissen of dat in je budget ligt. Een andere oplossing is om je meetcircuit een geïsoleerde voeding te geven, je moet een spanningsdeler maken (dat moet je toch al gauw) en een beveiliging om te voorkomen dat er tijdens pieken alsnog teveel op je input komt te staan.

Als het voor energiemetingen is zijn daar kant en klare toepassingen voor. Verder weet ik niet of de samplefrequentie er toe doet. Ik gok zo van niet, anders had je daar vast al iets over opgemerkt.

Is die 400V DC of pulserend? Als het pulserend is, kun je het met een pulstransformator doen. Als het DC is, zou je inderdaad een V/f converter en een optocoupler kunnen nemen. Ik heb het ook wel eens gedaan met een kleine pulstransformator in flyback mode, door de kern primair te laden, via een diode secundair te ontladen (met een bekende wikkelverhouding), en tijdens die ontlading de primaire spanning te meten.

Digitale multimeter eraan hangen, webcam, OCR software op de raspberry pi. :)

Twee contactpuntjes, waarvan 1 vast opgesteld, en de andere aan de servo. Je beweegt de servo, en bepaald optisch of magnetisch wanneer de vonk overslaat. De positie van de servo op dat moment geeft je de spannning...

Maar serieus, als je die 400V maakt met een flyback converter, kun je daar de primaire spanning meten tijdens de dumpfase, en als je de wikkelverhouding weet, heb je dus ook de secundaire spanning.

De "standaard" oplossing van LEM is een gevoelige hall-effect stroomsensor (20mA of zo) met een bekende weerstand in serie, maar dat heb ik altijd een k*t oplossing gevonden. Met 20mA en 400V stook je 8W weg in die weerstand.

Ik gebruik een hcnr200 opto.
AC+DC van een paar volt tot 500V:
http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2013/12/power3.png

Zaagtand generen aan de hete kant, vergelijken en optocoupler aanzetten zolang zaagtand kleiner is.

Tweede opto erbij om de koude kant te syncen en je bent klaar.

Tweede optie als het AC is (en je geen trafo wil): Twee condensatoren (in de fase en antifase) is ook een isolator.

optocoupler gaat hem worden.

die 400 V moet gemeten worden tussen 40 en 400 V dus das geen probleem

die 2 V tussen 0.7 en 2 V... Das dus wel een probleem, maar wellicht kan ik dat nog iets opkrikken..

de opto van avago begint pas bij 1.2
wellicht een diode ertussen.. van kom ik 0.7 hoger..

De gemiddelde scheider doet dit door de gemeten spanning om te zetten in een frequentie, dan door een optocoupler en dan weer omvormen tot een spanning.

Waarom regel je dat niet bij de opamp. Mijn schema is overigens niet compleet. Ik gebruik nog een paar Vrefs om dat probleem op te lossen.

Met de ADC van een kleine uC bemeten en met z'n UART de data via een goedkope optocoupler versturen.

omdat ik geen vermogen kan trekken...
dus enige vorm van logica is niet mogelijk. Ook een op-amp niet dus...

spannings vorm is een soort van puls, dus moet wel iets doen met peak en hold (R en C en discharge van de C via een simpele opto).. Maar een complete uC aan de hot kant is dus echt geen optie. Ik kan met peak en hold nooit iets maken om een betrouwbare meting te doen. Ik wil namelijk de max van de puls weten!

Als je geen vermogen kan trekken zijn opto's ook niet echt de aangewezen weg: die LEDs hebben ook stroom nodig... :p

Er zijn opto-isolators die ook power (nou ja, power... genoeg voor een simpele opamp schakeling en/of een kleine microcontroller) overdragen.
AD's isoPOWER bijvoorbeeld, maar MAXIM heeft ook wel zoiets in het programma en er zullen er vast wel meer zijn.

das waar, maar dat is 10 mA. Dat kan ik wel even bufferen in een condensator...

echter een complete voeding + logica op 10 mA gaan laten draaien...

De puls is wel krachtig, maar daarna is er helemaal niets... en de duty is < 0,1 %.....

Vroeger zaten er in FO's HCPL7800 ic's die galvanisch gescheiden metingen deden.

Wat is het probleem van een pulstransformator en dan secundair meten? Er is toch geen noemenswaardige DC offset, gezien de korte pulslengte.

Hoe kort zijn je pulsen?

Volgens mij ben je nog steeds het makkelijkst af met twee condensatoren.

Ja, dat kan natuurlijk ook, maar de scheiding daarvan lijkt me wat moeilijker te garanderen dan met een pulstransformator.