İzoleli 220 AC ölçümü

[fide]

Merhaba. Daha önce "Current Probe" isimli AC ve DC akımı ölçüp grafik olarak gönderen bir çalışma yapmıştım. Şimdi bu çalışmaya 220 AC şebeke gerilimi ölçümü ve 0-100V arası DC gerilim ölçümü (polarizasyon yönü farketmeksizin) eklemek istiyorum. Hem geliştirme projesi hem de güç analizörü benzeri bir proje olacak.

Bu noktada 220AC ve 0-100V arası DC (Bu da AC gibi düşünülebilir) gerilimi izoleli şekilde ölçmek istiyorum. İnternette AMC1100, AMC1302, HCPL7860 çipleri ile yapılmış şemalar buldum ama bazı noktalarda çok sıkıntılı geldi. Örneğin AMC1100 devresinde giriş gerilimi 250mV düşürülmüş. Neredeyse giriş geriliminin 1/1200 oranına. Bu çevrim oranında sağlıklı ölçüm yapmak için düşük toleranslı gerilim bölücü dirençler kullanmak lazım. Toleransı %0.5 olan dirençler 0.4 dolar civarında ama enaz 6-7 tane kullanmak lazım. Bu kabul ama daha pahalı malzeme kullanmak çok mantıklı gelmedi.
Önereceğiniz yöntem nedir?

Dijitale çevirme kısmı; ayrık ADC çipi ile yada 12Bit STM32 üzerinde ADC ile yapılabilir. Ama negatif besleme olmazsa güzel olur. AMC1100 çıkıştarafında opamp negatif gerilimi ölçmek için negatif besleme istiyor.

Şimdiden teşekkürler.

Projenin Linki:
http://fidenetgaraj.blogspot.com/2021/11/akm-okuma-probu-part-2-sensor-ve.html
https://www.hackster.io/FiDeNet/telegram-supported-current-probe-ff29c1
https://www.hackster.io/FiDeNet/raspberry-pi-current-probe-with-record-capability-2dbd9d

 

[Endorfin35+]

Trafo kullansan?

ZMPT101B | Best Small Size AC Voltage Sensor

ZMPT101B is small size PCB mount voltage transformer for industrial and DIY application. this small size single phase ac voltage sensor can measure upto 1000V.

innovatorsguru.com

 

[fide]

https://simple-circuit.com/isolated-voltage-measurement-arduino-amc1301/

Yukarıda linkini verdiğim bu şekilde bir sayfa buldum. 6 adet 1MΩ direnç ve 2KΩ direnç ile gerilim bölme yapmış. Burada 2K/6M dönüştürme oranı 1/3000. Bu dirençlerin toleransı %5 olsa ortaya 300K gibi bir tolerans çıkıyor. Buna karşılık ölçülecek gerilimi üzerinde düşürecek direnç ise sadece 2kΩ. Bu beni düşündürdü.
%0.5 toleransa sahip 1MΩ ve 2KΩ dirençler kullansam verim alabilir miyim? Yada 250mV seviyesi yerine 3.3V seviyelerinde çalışan izoleli bir opamp bilginiz var mı?

Yada bu devre hakkında ne söylersiniz?

 

[fide]

Trafo kullansan?

ZMPT101B | Best Small Size AC Voltage Sensor

ZMPT101B is small size PCB mount voltage transformer for industrial and DIY application. this small size single phase ac voltage sensor can measure upto 1000V.

innovatorsguru.com

Trafolu sistemi düşündüm ama her tarfo için kalibrasyon gerekecek. Çok problem değil gerçi ama boyuttan dolayı çok hoş olamayacak. Arduino nano gibi bir modül haline getirebilirsem birkaç projede kullanmak istiyorum. Hatta iki tane yapıp biri ile akım, diğeri ile hat voltajı okumak aklımda var. Hem izole hem yerde kullanılabilir küçük bir modül olacak.

Aslında kodlamasından korkmasam elektrik sayaçları içindeki ADUM7xxx kodlu energy meter IC leri izole edip kullanmak istiyorum ama register yapısını görünce uçukladım. Akım + izole ölçüm yeterli şimdilik.

 

[Endorfin35+]

Bu trafonun boyutları ufak ama yinede entegre kadar ufak değil. Bende bir ara ölçme işini düşünüp vazgeçmiştim. Aklıma gelen bir başka fikir ise izalosyonsuz bir devre ile ölçüm yapıp sonucu opto ile izole ederek başka bir devreye aktarmak.

 

[fide]

Amc1301 yada hcpl7860 ile çözülecek gibi görünüyor ama bilmediğim bir konu var.
Alternatif akım entegrenin yüksek voltaj tarafında negatif alternansta iken, izoleli taraftaki simetrik çıkışı diferansiyel ADC ile okursam negatif sayı elde edemeyeceğini göre okuduğum değer neyi gösterecek? Bunu bilmiyorum.
Ads7263 isimli bir çip önermiş datasheette. Maalesef stok yok. Hcpl yada amc1301 çıkışını doğrudan bu entegreye vermiş. Muhtemelen negatif girişli bir ADC. Aslında stok olsa hem akım hem gerilim tek ads7263 ile okunabilir. Çok da şık olur. Totalde 3mm kalınlıkta ciklet gibi bir PCB ile çözülür.

 

[ckocagil]

Ölçümü güç ölçen bir çip ile doğrudan yapıp sonucu dijital izolatör ile iletebilirsiniz. Yani çipin SPI pinlerini dijital izolatörden geçirip diğer tarafta işlemciye bağlarsınız.

Veya doğrudan şönt ölçüp yükselttikten sonra lineer optokuplör ile diğer tarafa analog olarak atabilirsiniz.

 

[fide]

Örnek site, şema, datasheet varsa incelemek isterim. Teşekkür ederim.

 

[ckocagil]

SPI için 3 tane bir yöne, 1 tane ters yöne veri ileten dijital izolatör lazım. Örneğin ADuM141.

AN-1478: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an-1478.pdf

Diğer bahsettiğim ise uygulamada daha zor olacaktır, çünkü her ne kadar çift çıkışlı özel bir optokuplör kullanılsa da sonuçta optokuplör ile analog sinyal iletiyorsunuz... Linear optocoupler diye aratırsanız çokça makale çıkacaktır. Şu şekilde çalışıyor:

 

[fide]

SPI, I2C ve Uart için data isolator entegreleri Ozdisanda görmüştüm. Tek yönlü, 3+1, 2+2 yada unidirectional olarak. İnceleyeyim ama izole kısmı tamam olmakla birlikte ölçüm kısmı hala muallak. Ona öneriniz var mı? Yazılım işin içine girmekden energy meter entegresi gibi birşeyle hem akım hem voltaj nasıl ölçeriz?

 

[ckocagil]

Bende henüz kullanmadığım şu modül var: https://www.aliexpress.com/item/1005003226448625.html

Kullanmadığım için öneremem ama böyle bir hazır modül işinize yarayabilir. Datasheete bakınca çip (CS5460A) oldukça iyi görünüyor. Üzerindeki şönt oldukça küçük, o yüzden birkaç amperden fazla ölçemez...

 

[fide]

Şöntün küçük olması aslında daha yüksek akım ölçebileceğini ama hassasiyetin düşeceğini gösterir. Datasheetine baktım. Oldukça güzel bir çip. İzole olarak da konfigüre edilebiliyor.