Làm cách nào để đọc các thiết bị analog tạo ra điện áp tương đối cao?

Gần đây tôi đã tìm thấy một cảm biến phát ra ± 90V (AC) khi kích thích. Làm thế nào tôi có thể đọc về điều này từ một arduino?

Cập nhật

Tôi đã không nghĩ rằng có rất nhiều lựa chọn. :) Loại thứ tôi đang nhìn là cảm biến rung Piezo .

Dòng điện nhỏ, nhưng 90V nghe có vẻ rất nhiều (và tôi là người mới đối với thiết bị điện tử, vì vậy tôi không thực sự hiểu điện áp cao / dòng điện thấp nghĩa là gì đối với những thứ gây hại).

Nếu chỉ là 90V DC thì tôi sẽ có ý tưởng về bộ chia điện áp, nhưng việc đảo ngược âm thanh có vẻ như đó có thể là một điều tồi tệ. Có lẽ bộ chia điện áp + một diode hoặc hai (hoặc một bộ chỉnh lưu) sẽ hoạt động?

Cảm biến rung Piezo tạo ra điện áp cao, nhưng dòng điện rất thấp. Hơn nữa, bạn thường chỉ quan tâm đến việc cảm nhận một vài điều - mức độ rung, tần số, biên độ, chấn động, v.v.

Vì vậy, giao diện sẽ phụ thuộc rất lớn vào những gì bạn muốn cảm nhận. Giả sử bạn chỉ muốn biết một hoặc nhiều điều sau đây, thì giao diện được đề xuất bên dưới sẽ hoạt động.

• Một sự kiện rung động như một cú sốc hoặc lực G đột ngột
• Mức độ rung

Giao diện chung là đẩy tín hiệu qua một diode, sau đó một điện trở vào một tụ điện được gắn vào mặt đất. Song song với tụ điện là một diode kẹp giới hạn các xung điện áp ở mức điện áp hợp lý hơn (ví dụ 5V).

Bây giờ mỗi lần tăng đột biến, tụ điện sẽ sạc một chút. Nếu bạn có rung động liên tục, nó sẽ sạc nhanh hơn. Cuối cùng nó sẽ đạt đến mức của diode kẹp miễn là độ rung vượt quá tốc độ tự xả của tụ điện.

Cảm nhận điện áp trên tụ điện, và bạn sẽ tìm hiểu về tín hiệu đi vào.

Nếu bạn đặt một điện trở song song với tụ điện thì bạn có thể xác định mức độ phóng điện của tụ điện. Một điện trở nhỏ sẽ phóng điện nhanh chóng, và bạn có thể đếm tần suất các piezo bị đánh hoặc rơi. Một điện trở lớn sẽ cho phép tích điện để bạn không nhìn thấy các sự kiện riêng lẻ, nhưng thay vào đó, có điện áp cao hơn với độ rung mạnh hơn, điện áp thấp hơn với ít rung hơn và không có điện áp không có rung.

Nếu bạn cần nhiều thông tin hơn kỹ thuật đơn giản này, thì bạn sẽ muốn sử dụng biến áp tín hiệu để đưa tín hiệu xuống phạm vi 5V, và op-amp và ADC chính xác.

Nếu cảm biến này được kết nối với điện áp đường dây, tôi sẽ không kết nối nó với Arduino với bất kỳ mạch nào không cung cấp sự cách ly.

Một cách an toàn để đo điện áp là sử dụng máy biến áp bước xuống. Điều này cung cấp sự cô lập và làm giảm điện áp. Bạn có thể sử dụng bộ chỉnh lưu để chuyển đổi AC thành DC. Bạn sẽ cần kiểm tra tải biến áp trên cảm biến.

Một điện trở được chia theo sau bởi một bộ khuếch đại cách ly cũng sẽ hoạt động.

Có một bài báo vào tháng 4 năm 2002 của Poptronics có tên là "Xây dựng công cụ đo công suất gia dụng / công cụ đo giờ này". Bài báo đã ghi lại cách đo điện áp đường dây một cách an toàn (với máy biến áp bước xuống) và cách đo dòng điện an toàn với máy biến dòng.

Có phải chỉ + 90V hoặc -90V? Hay là một phạm vi từ -90V đến + 90V? Nếu đó là nhị phân +/-, bạn có thể sử dụng bộ so sánh điện áp (còn gọi là op-amp), nếu không bạn có thể sử dụng bộ chia điện áp (còn gọi là hai điện trở).

Kiểm tra Bộ ghép nối đầu ra logic giám sát dòng AC AC 8 chân 8 chân của MID400 . Có một lưu ý ứng dụng rất tốt cho thiết bị này. Tôi sử dụng nó để theo dõi lò của tôi, hoạt động (một phần) tại 24VAC. Bạn sẽ cần một điện trở 22,5k 0,5W nối tiếp với đầu vào để cung cấp đầu ra cao khi có điện áp. Điều đó sẽ cung cấp cho bạn một đầu ra nhị phân nếu bạn chỉ cần cảm nhận liệu có điện áp hay không.

Tuy nhiên, nếu bạn thực sự cần đo điện áp, thì MID400 sẽ không thực sự hoạt động (hoặc, ít nhất, tôi không chắc liệu đầu ra sẽ tuyến tính với điện áp hay không, nó có thể chỉ xung nếu dòng điện đầu vào giảm quá thấp ). Đối với màn hình nguồn của nhà tôi, tôi dự định đo các giá trị RMS cho điện áp và dòng điện bằng bộ chuyển đổi AD737 RMS-DC . Bạn có thể cần một máy biến áp và / hoặc bộ chia điện áp để giảm điện áp xuống đầu vào 200mV theo yêu cầu của AD737.

Hoặc bạn có thể đi theo cách rẻ tiền: giảm điện áp và đưa nó qua một diode vào một tụ điện và điện trở, điều này sẽ cung cấp cho bạn một đầu ra DC được làm mịn một nửa được điều chỉnh tương quan với đầu vào ...

Chỉ cần sử dụng một bộ chia điện áp. Bạn có thể đo hàng ngàn volt theo cách đó. http://www.rossengineeringcorp.com/hv_dividers.htm

Và vâng, bộ chia cũng hoạt động cho AC. : D Họ chỉ làm cho tín hiệu nhỏ hơn. Bạn sẽ muốn một tụ điện ghép nối piezo với đầu vào của bạn để chặn DC và thiên vị nó với điện áp tham chiếu của Arduino.

Tôi nghi ngờ nó sẽ gây ra bất kỳ thiệt hại nào, bởi vì đầu vào arduino đã có điốt kẹp và dòng điện sẽ rất thấp (piezos là nguồn có trở kháng cao, cộng với bộ chia của bạn cung cấp trở kháng lớn), nhưng bạn luôn có thể thêm một diode kẹp phụ bảo vệ đầu vào.

Trên thực tế, tùy thuộc vào những gì bạn đang làm, bạn có thể muốn có một bộ khuếch đại trở kháng cao ngay tại piezo để ngăn không cho nó bị tải xuống hoặc thu nhiễu. Cụ thể bạn đang cố gắng làm gì?