माइक्रोकंट्रोलर पर उच्च वोल्टेज कैसे पढ़ें?

Question

मैं माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके ~ 50V जैसे उच्च वोल्टेज पढ़ना चाहता हूं। मैं इसे माइक्रोकंट्रोलर के ए / डी लाइन में एक इनपुट के रूप में डालने की योजना बना रहा हूं। लेकिन निश्चित रूप से, आपके पास एक माइक्रोकंट्रोलर के इनपुट पर उच्च वोल्टेज नहीं होना चाहिए या यह भून जाएगा।

मैं उच्च वोल्टेज कैसे पढ़ सकता हूं? मुख्य बात यह है कि मुझे इसे पढ़ने से पहले वोल्टेज को कम करने की आवश्यकता है। इस वोल्टेज को नीचे ले जाने पर मुझे क्या विचार करना चाहिए?

अग्रिम में धन्यवाद!

संपादित करें: मैंने PIC18 डेटाशीट में देखा कि यह कहता है "एनालॉग स्रोतों के लिए अधिकतम अनुशंसित प्रतिबाधा 2.5 khhms है।" यह कैसे प्रभावित करता है कि मैं वोल्टेज को कैसे कम करता हूं, क्या यह प्रतिरोधक डिवाइडर, आदि के साथ हो सकता है?

Comments

आप एक माइक्रोकंट्रोलर के साथ मतलब है? एनालॉग स्रोतों के बारे में प्रतिबाधा नोट का अर्थ है कि यदि स्रोत 2.5K से अधिक हैं, तो PIC पर इनपुट उन्हें लोड करना शुरू कर देगा। आप आमतौर पर एक स्रोत प्रतिबाधा को लोड प्रतिबाधा से कम से कम दस गुना छोटा होना चाहते हैं, ताकि यह लोड प्रतिबाधा से परेशान न हो। यह कहने का एक राउंडअबाउट तरीका हो सकता है कि इनपुट 25K प्रतिबाधा प्रदान करता है। तो हम 2K "लंबा" के बारे में वोल्टेज विभक्त करेंगे। इसका मतलब 25 एमए बह जाएगा। यदि यह अस्वीकार्य है, तो आप बहुत अधिक प्रतिरोधक विभक्त, और उच्च-जेड बफर का उपयोग कर सकते हैं।

— काज

नीचे दिए गए उत्तरों को जोड़ते हुए, मैंने वोल्टेज को छोड़ने के लिए एक प्रतिरोधक विभक्त का उपयोग किया है और एक वोल्टेज अनुवर्ती op-amp के माध्यम से उस प्रतिरोधक विभक्त के आउटपुट को रखा है। यह op-amp तब एक कम आउटपुट प्रतिबाधा बफर के रूप में कार्य करता है। इस तरह, मैं उन प्रतिरोधों में बिजली के नुकसान को सीमित करने के लिए उच्च मूल्य प्रतिरोधों का उपयोग कर सकता हूं।

— जैक

Answer 1

एक साधारण प्रतिरोधक वोल्टेज विभक्त आप जो चाहते हैं वह प्राप्त करेंगे।

आउटपुट वोल्टेज की गणना करने का सूत्र है:

इसलिए यदि हम आपके इनपुट वोल्टेज को 0-50V से मानते हैं, तो हमें 0-5 वी प्राप्त करने के लिए इसे 10 से विभाजित करना होगा। अगर हम यह भी मान लें कि हम 100k then के साथ इनपुट वोल्टेज को लोड करना चाहते हैं, तो गणना कुछ इस तरह होगी:

Vout / Vin = R2 / 100kΩ

0.1 = R2 / 100k = -> R2 = 10kΩ

R1 = 100k1 - R2 = 90k =

तो R1 = 90kΩ और R2 = 10kΩ

एक एडीसी के लिए अधिकतम स्रोत प्रतिबाधा की आवश्यकता होती है, आपको यह सुनिश्चित करना चाहिए कि वोल्टेज विभक्त प्रतिबाधा इस स्तर से नीचे है। विभक्त पर प्रतिबाधा की गणना R1 के रूप में की जा सकती है || R2 ||

<2.5k 10 के लिए, उपरोक्त 10k 90 के रूप में इस आवश्यकता को पूरा नहीं करेगा। 90k 9 = 9kΩ
यदि हम 9kΩ और 1kΩ का उपयोग करते हैं, तो हमें 1 / (1/1000 + 1/9000) = 900Ω मिलता है

भालू की प्रतिरोध क्षमता जितनी अधिक हो उतनी कम वाट क्षमता रेटिंग प्रतिरोधों को ध्यान में रखें। 50V / 1k = 50mA -> 50mA * 45V = 2.25W शीर्ष रोकनेवाला (नीचे 0.25W)
इन मामलों में यह एक उच्च प्रतिरोध विभक्त और ADC के बीच एक opamp बफर का उपयोग करने के लिए सबसे अच्छा है। या 2k use और 18kΩ विभक्त का उपयोग करें, जो कि 1k / 9k संस्करण के रूप में काफी भूख नहीं है।

Comments

2.25 W एक वोल्टेज माप करने में बर्बाद करने के लिए बहुत अधिक शक्ति है।

— निक जॉनसन

हां, मैं सहमत हूं - आप ज्यादातर मामलों में उल्लेखित बफर (और स्टीवन द्वारा विस्तृत) का उपयोग करेंगे।

— ओली ग्लेसर

50V / 1k। कैसे? श्रृंखला में वे प्रतिरोधक नहीं हैं?

— आदित्य

यहाँ एक ही सवाल ... कैसे 50v / 1k? आगे यह 45v कहाँ से आया?

— प्रशन दत्त

@OliGlaser कैपेसिटर के बारे में एक शब्द नहीं है? एडीसी इनपुट, अगर उच्च प्रतिरोध के साथ संचालित होता है, तो संकेत को विकृत कर सकता है। वास्तव में यह करता है। इसलिए न्यूनतम प्रतिरोधक के साथ समानांतर में एक छोटे संधारित्र का उपयोग करना है।

— ग्रेगरी कोर्नब्लम

Answer 2

ओली के जवाब में जोड़ने के लिए:

Schottky डायोड ओवरवॉल्टेज के खिलाफ ओपैम्प के इनपुट की सुरक्षा करता है यदि इनपुट वोल्टेज अधिकतम निर्दिष्ट 50 V से अधिक होगा। यह 5 V जेनर की तुलना में बेहतर समाधान है जिसे अक्सर 3 kΩ रेसिस्टर के समानांतर में रखा जाता है। 5 वी जेनर वोल्टेज के लिए कई एमए की आवश्यकता होती है, अगर वर्तमान बहुत कम है जेनर वोल्टेज भी कम होगा, और डायोड उदाहरण 4 वी, या उससे भी कम के लिए इनपुट को जकड़ सकता है।

27 k isn't रोकनेवाला 2 mA की अनुमति देगा, जो कि जेनर के लिए पर्याप्त नहीं है? मैं कर सकता हूं, लेकिन यह नहीं कि जेनर को क्या मिलेगा; उस 2 mA में से अधिकांश 3 k, रेसिस्टर से होकर गुजरेगा, जो ज़ेनर के लिए केवल दसियों AA को छोड़ देगा, जो कि बस बहुत कम है।

कम रिवर्स लीकेज करंट वाले एक Schottky डायोड का चयन करें, ताकि 5 V आपूर्ति वोल्टेज विभक्त को बहुत प्रभावित न करे।

Comments

यहाँ मेरी भोली को माफ कर दो, लेकिन Schottky डायोड 50V रेल पर एक ओवर वोल्टेज से opamp की रक्षा करता है, तो क्या यह स्थिति 5V रेल को बढ़ाएगी? ऐसा करने की सोच लेकिन 5V रेल पर अन्य उपकरणों के बारे में चिंतित (PIC, Arduino, आदि)

— Greenaiant

अगर करंट छोटा है तो नहीं। जाहिर है अगर आप कम प्रतिबाधा स्रोत को जोड़ते हैं तो वोल्टेज बढ़ेगा। लेकिन 27k रोकनेवाला सुनिश्चित करता है कि वर्तमान छोटा है।

— मार्टिन

Answer 3

एक अलग माप के लिए, आप वोल्टेज ट्रांसड्यूसर का उपयोग कर सकते हैं, जैसे LEM का LV-25 या इसी तरह का।

लेकिन अगर आप अलगाव की जरूरत नहीं है एक बहुत आसान तरीका सिर्फ एक वोल्टेज विभक्त का उपयोग करने के लिए है :

Answer 4

अपने स्रोत प्रतिबाधा की समस्या से लड़ने के लिए आप पहले एक वोल्टेज विभक्त का उपयोग कर सकते हैं और फिर एक मानक ऑपैंप का उपयोग कर सकते हैं। आपके लिए एक कम पर्याप्त आउटपुट प्रतिबाधा होना चाहिए। यहाँ एक ऐप नोट है जिसे मैंने एडीसीएस के लिए वोल्टेज के स्तर को बदलने के लिए ओपैम्प का उपयोग करने पर कल पोस्ट किया था।

http://www.ti.com/lit/an/slyt173/slyt173.pdf

Answer 5

एक अवरोधक विभक्त नामक कुछ को देखें । दो प्रतिरोधों का उपयोग करते हुए, आप 0 और 1. के बीच एक वोल्टेज को लगातार गुणा कर सकते हैं। आपके मामले में आप माइक्रोकंट्रोलर स्तर तक 50 V को मापना चाहते हैं। मान लें कि माइक्रो 5 वी पर चल रहा है, इसलिए आप इनपुट को 0.1 से स्केल करना चाहते हैं। यह दो प्रतिरोधों के साथ किया जा सकता है, पहले में 9x दूसरे का प्रतिरोध है। संकेत पहले में जाता है। दूसरा छोर दूसरे रोकनेवाला और माइक्रो ए / डी इनपुट से जुड़ा है, और दूसरा रोकनेवाला का दूसरा छोर जमीन से जुड़ा है। 9: 1 अनुपात के साथ आपको .1 (10 से क्षीणन) का लाभ मिलता है।

आप शायद दोनों का निचला भाग (1x अवरोधक) 10 k which के आसपास होना चाहते हैं, जो अन्य 90 k of बनाता है। मैं शायद कुछ मार्जिन प्रदान करने और संवेदन को व्यवस्थित करने के लिए 100 k probably का उपयोग करूंगा।

Answer 6

मैंने इनपुट पिन और ग्राउंड (बस मामले में) के बीच एक वोल्टेज डिवाइडर और एक जेनर डायोड रिवर्स बायस्ड का उपयोग करके इसे सफलतापूर्वक किया है।

Comments

एक जेनर डायोड नियत आउटपुट वोल्टेज देता है और नियमन के लिए उपयोग किया जाता है। आपने इसे अलग-अलग इनपुट वोल्टेज के लिए कैसे इस्तेमाल किया? सेंसर आउटपुट वोल्टेज 0-50v और adc इनपुट के बीच भिन्न होता है, तदनुसार 0-5v के बीच भिन्न होना चाहिए। एक zener का उपयोग करके adc इनपुट वोल्टेज को ठीक करेगा।

— प्रशन दत्त

जेनर एडीसी इनपुट की सुरक्षा के लिए उच्च वोल्टेज से बचाता है, जैसा कि उन्होंने कहा था, बस यूसी ही संभाल सकता है। मान लीजिए कि UC 0V-5V को संभाल सकता है, यदि आप 50V को मापने की योजना बनाते हैं, तो आप 10: 1 डिवाइडर और 5V जेनर लगाते हैं, इसलिए यदि इनपुट 50V से अधिक हो जाता है, तो जेनर इसे 5V से जोड़ देता है।

— s3c 15