Oddělení analogových vstupů

Zpráva

kucma25 · #1 Příspěvek od **kucma25** » 15 pro 2014, 08:40

Ahoj,

řeším teď analogové vstupy do arduina. Vstupní napětí do Arduina max 3.3V, ale potřebuji mít vstup 0-5V. Vyřešil jsem to napěťovým děličem a jako ochranu jsem použil zenerovku 3.3V. Zajímá mě zda by šlo vstup 0-5V a Arduino nějak oddělit třeba opticky, ale abych z 0-5V dostával 0-3,3V. Snad jsem to napsal srozumitelně. Díky za odpovědi.

#2 Příspěvek od **EKKAR** » 15 pro 2014, 09:17

Ten dělič je nejspolehlivější, zenerka za ním (přímo na vstupu Ardu) pochytá zbytek. Kdybys ten signál 0-5V měl digitální, dalo by se přemejšlet třeba o optickým oddělení, ale pokud je analogovej a záleží na dodržení tvaru nebo linearity převodu, musel by optoizolační zesilovač mít poměrně složitý linearizační zapojení, aby výstupní strana pokud možno přesně kopírovala vstup s trvalým napěťově i frekvenčně nezávislým útlumem.

kucma25 · #3 Příspěvek od **kucma25** » 15 pro 2014, 09:34

Jasně díky, má smysl dávat už i na vstup (před dělič )zenerovku 5.1V a na konci děliče 3.3V, nebo stačí jen na konci?

#4 Příspěvek od **EKKAR** » 15 pro 2014, 09:39

Stačí jen ta před švábem.

frantajetel11 · #5 Příspěvek od **frantajetel11** » 15 pro 2014, 09:54

Akorát bych tu zenerku změřil (Uz). Pokud použiješ konec rozsahu opravdu těch 3,3V, tak aby ještě "nezabírala" - ovlivnila by ti vstup. Spíš bych ale šel cestou vstup arduina 0-3V.

#6 Příspěvek od **Zaky** » 15 pro 2014, 09:59

Na toto docela pozor, záleží na napětí, které má MCU měřit, ale třeba takovou BZX84C3V3 poteče už při nějakých 2,5V cca 1 mA, což je proud řádově stejný, jako tekoucí děličem, takže chyba děliče bude skoro 50% a navíc teplotně nestabilní. 5V zenerka nad děličem už na tom bude o něco lépe, zenerky na větší napětí mají ostřejší koleno, ale zase to chce nechat před zenerkou ještě nějaký odpor, aby při přepětí měl kde vzniknout úbytek a ochrana byla funkční. Lépe se mi osvědčilo použít místo zenerky vybranou sériovou kombinaci dvou červených LED, taková ochrana má daleko ostřejší koleno a do měření tolik "nekecá". Potom ještě existují speciální součástky, zhusta v kombinaci kvůli přepětí a ESD, třeba na ochranu USB linek, to je úplně nejlepší řešení, mají ostré koleno a minimální kapacitu.

kucma25 · #7 Příspěvek od **kucma25** » 15 pro 2014, 10:03

Jo taky mě to napadlo a asi to tak udělám. Ona zenerovka nepropustí nic nad 3,3V? respektive kde bude její maximální hranice

#8 Příspěvek od **Zaky** » 15 pro 2014, 10:11

Datasheet napoví: https://www.fairchildsemi.com/datasheet ... 84C3V3.pdf
Vidíš, že 3V3 zenerka není žádný zázrak.

#9 Příspěvek od **EKKAR** » 15 pro 2014, 10:17

Existuje speciální provedení polovodiče s ostrým napěťovým kolenem na cháře - říká se mu TRANSIL, ale netuším, jestli se dělá i na 3,3V. Ty dvě červený LEDky, obzvlášť pokud budou staršího provedení, který měly ještě 1,5V úbytek napětí v propustným směru, ty budou lepší než zenerka - mají i menší šum. Moderní červený LEDky mají vyšší úbytek, běžně 1,7-1,75V, tam bych byl opatrnej - dvě v sérii budou mít koleno až někde na 3,4-3,5V, takže tam bacha!!!

#10 Příspěvek od **Zaky** » 15 pro 2014, 10:31

Ano, třeba http://www.vishay.com/docs/88940/smbj3v3.pdf ,ale zase, 4.1V při 1 mA, to už substrátová dioda v MCU dávno vede.

Olchor · #11 Příspěvek od **Olchor** » 15 pro 2014, 18:42

Což dát schottky diodu ze vstupu na +3,3V napáječku? Snad by vstup vydržel 3,6V.

#12 Příspěvek od **Bernard** » 15 pro 2014, 19:11

Optické oddělení a lineární analogový přenos se dají udělat pomocí vhodných optronů, jako např. IL300.

#13 Příspěvek od **PavelFF** » 16 pro 2014, 01:28

Myslím, že se tu řeší umělý problém. A ta zenerka či transil je úplná blbost, protože bude zkreslovat odpor děliče či vstupní odpor. Poblíž kolena určitě a nebo bude koleno zas moc daleko, takže stejně nepomůže.

Ale hlavně, procesor má na každém vstupu ochranné diody - vůči zemi a vůči plusu. Pokud bude napětí 5V odděleno děličem z dostatečně velkým odporem (ty 3k už stačí, i když je to možná zbytečně malý odpor), tak to ta vnitřní dioda společně s odporem děliče pochytá.

A pokud je dokonce jasné dopředu, že budicí napětí nebude nikdy vyšší jak 5V, tak se nastaví děličem pevný poměr (aby z něj lezly např. max. 3V) a na vstup procesoru se nikdy větší napětí ani nemůže dostat.

A proč to oddělovat opticky, když potřebuji udělat z 5V 3V? Není to trochu paranoia?

termit256 · #14 Příspěvek od **termit256** » 16 pro 2014, 06:51

Nekdy to proste opticky je potreba oddelit.
Ja se to kdysi taky pokousel resit, nakonec se mi nic rozumne fungujiciho nepodarilo vymyslet, takze to skoncilo AD prevodnikem a oddelenim klasickym rychlym optoclenem.

#15 Příspěvek od **Hill** » 16 pro 2014, 10:07

Jestli nic nebrání propojení zemí měřeného obvodu a vstupu AD převodníku, pak je optické oddělení zbytečné, opravdu stačí jen ten dělič.
Pokud by hrozilo zarušení či zničení vstupu jehlovými impulsy vysoko svou amplitudou překračujícími těch 5V před děličem, pak je lze omezit kapacitou paralelně ke vstupu převodníku. Velikost této kapacity závisí samozřejmě na vnitřním odporu děliče, rychlosti změn ve snímaném průběhu a na vzorkovací frekvenci převodníku.
Teprve, když to jinak nepůjde, bude na místě optické oddělení. Analogové oddělení mají problém s nelinearitou převodní charakteristiky, která se poměrně složitě musí kompenzovat, přitom je třeba zajistit vedle kladného napájecího napětí ještě určitou úroveň záporného napětí pro napájení optického převodníku a stejně ještě vznikají problémy se stabilitou nuly.
To už je opravdu lepší ten dělič.