Yüksek gerilim uygunlaştırıcı devre nasıl yapabilirim?

[picmanya]

toprağa göre DC   -1000V.  ile  -10000V. arası değişken bir gerilimim var.
bu gerilim özel bir devreden geliyor.devre en fazla 100uA. akım verebiliyor.
gerilim varsa bu aralıkda bulunuyor yoksa 0V. değerinde oluyor.
bu aralıkdaki gerilimi pic'e var/yok şeklinde tanıtmak istiyorum.
bunu güvenli ve sağlam bir şekilde nasıl yapabilirim?

[stlg]

Gerilim bolucu direnclerle bu degeri bolup, en sona gerilim izleyici bir opamp koyabilirsin ,opamptan sonrada her ihtimale karsı bir opto guzel olur

[picmanya]

evet dediğiniz gibi bir kaç transsitörlü ve opamplı deneme yaptım ama opamp girişleri ve transistör beyzleri yüksek gerilimden bozuldu.dirençleri yeterli değerde seçememiş olabilirim ama ben bu denemelerimde dirençden daha çok 5,1V. zener diodla çalışmalar yapmıştım.

opampda şöyle bir sorunumuzda oluyor.

opamp beslemem dc +5V/0V  yani düz gerilimle besleniyor.simetrik değil.ama opamp + girişi negatif bir voltaj bu sorun nasıl çözülebilir?ben bunu dikkate almadan zenerli deneme yapmıştım.sonuç olumsuzdu.

aşağıdaki resimdeki gibi bir devre kurmak gerekiyor galiba.

[IMG]http://img836.imageshack.us/img836/3898/semaj.png[/img]

Uploaded with ImageShack.us

[stlg]

Giristeki devreyi iki direncle değilde ,birkac seri ve aralarına bolucu direnclerle yaparsanız daha iyi olur, opamp girisine bir zener guvenlik acısından iyi olur ,gerilim tamamen dustukten sonra eksi gerilimi bir diyotla artıya cevirebilirsiniz, gerilim degerlerini gormek icin once proteusta bir deneme yapın

[z]

Opamplar vs ile kasmana gerek yok.  Doğrudan işlemci pinlerine bağlayacağın gerilim bölücü ile yapabilirsin ancak portların pull-up dirençler sıkıntı yaratabilir en iyisi;

CD4069 yada tercihen CD40106 nın herhangi bir girişinden şaseye 100K direnç bağla.
20 tane 1/4w 10M direnci uc uca seri bağlayarak 200M direnc oluştur.

200M direncin bir ucunu CD40106 nın 100K ile bağlantılı olduğu yere, 200 M nın boştaki ucuna da 10kV voltajını gir.

Eğer 10kV voltajının şasesi gerçekten şase ise bunu işlemcili kartının doğrudan gns sine bağlayabilirsin ve opto vs ile uğraşmana gerek kalmaz.

Burda dikkat etmen gereken, az yer kaplasın diye dirençleri dip dibe koymaman. Direnç gövdeleri arasında boşluk olsun.  Daha sonrada bu dirençleri altlı üstlü vernikle yada daha iyisi polyesterle.

Boşta kalan  CD40106 inverterlerin girişlerini şaseye bağlamayı unutma. Yada tüm inverteleri peşpeşe bağla.
Sinyal birinden girsin çıkışı diğerinin girişine ....... sırayla dolaşsın.

Burada CD40106 ile işlemcini aynı beslemeden besleyeceksin.

[OG]

[IMG]http://img844.imageshack.us/img844/1827/ekranalintisi.png[/img]

[picmanya]

yardımlarından dolayı herkese teşekkür ederim.
bunalmis hocam bağlantı tam olarak şu şekilde olmalı değilmi?

[IMG]http://img690.imageshack.us/img690/5564/devre.png[/img]

Uploaded with ImageShack.us

işlemci,CD40106 ve negatif yüksek gerilim gelen devrenin toprakları ortak.

giriş olarak kullandığım voltajım -1kV. ... -10kV. aralığında negatif(-) bir voltaj olacak demiştim.

bu voltajın değeri değişmiş olsa örneğin -100V. .... -1kV. aralığında olsa yani tam 10 kat küçülse yine aynı devre elemanlarıyla devrem çalışırmı?

[z]

Voltajın negatif ve 1kV dan itibaren çıkışın aktif olması gerektiğini görmemişim.

Bu durumda devremiz şu şekilde olacak;

CD40106 nın girişinden +5v hattına  560K
CD40106 nın aynı girişinden voltaj kaynağımıza da 100M ohm.

100M yı 10 adet seri bağlı 1/4w 10M dirençle oluşturacağız.

560K yerine 470K ile seri bağlı 100K trimpot hesaplamalardaki yuvarlama hatalarını düzeltme imkanı sunar.

Bu şartlar altında girişe -1000v verdiğimizde çıkıştan lojik 1 elde ederiz. Bu esnada kaynaktan 10mikroamper çekilir.

Giriş -10kV olduğunda çıkış hala lojik 1 dir. Bu esnada kaynaktan 100mikro amper çekilir.

Bu uygulamada dirençlerin dip dibe olmaması ve dirençlerin polsyester tarzı bir malzeme ile izole edilmesi önemlidir.

[t2]

200Mohm direnç 1-2 cm mesafedeki havanın  direnci ile aynı olabliir mi? Havanın direnci nedir? Plastik bir boru içerisinde hava olsa , bunu istediğimiz uzunlukta kessek, uçlarına da iletken tel takıp polyester ile sabitlesek 200Mohm  direnç elde etmiş olabilir miyiz?

[satilla]

kibrit çöpünü tavsiye ederim yada kürdan

[stlg]

Optoyu kullanmanı tavsiye ederim ,yukardaki sekillerden hangisini kullanırsan kullan ,pici izole etmelisin ,en kucuk hata işlemcinin ,varsa diger elemanların bozulmasına neden olur

[t2]

Afbuyrun opto ledini, yüksek gerilimden çekeceğiniz 100mikro amper akımla nasıl besleyeceksiniz?

[picmanya]

Afbuyrun opto ledini, yüksek gerilimden çekeceğiniz 100mikro amper akımla nasıl besleyeceksiniz?

normal opto ile olmayacağı kesin. benim opto takıntımda var illa opto kullanmam gerekli
darligton çıkışlı opto ile olabilir belki, yada opto girişinden hemen önce darlington transistörle opto girişi akımı kuvvetlendirilebilir.

bunalmis hocam, yeni devreniz baya bir karmaşık geldi onu toparlamam için zaman gerekli.bilgilerinizi değerlendireceğim.

bu noktada şunu sormak istiyorum;

* iletime geçme akımı bakımından en düşük akım değerine opamp mı? CD40106 mı? yoksa npn / pnp tip darlington
bağlantılı transistörmi sahiptir.

* iletime geçme dc voltajı bakımından en yüksek voltaja dayanıklı opamp mı? CD40106 mı? yoksa npn / pnp tip darlington bağlantılı transistörmi sahiptir.

transsitörlü devre modeli masada yaptığım dc 300V. gerilim düzeylerindeki çalışmada daha iyi gelmeye başladı.

[z]

Senin yüksek voltajdan bozulacak elemanın yok. İster CD40106 ister transistor kullan girişte çok büyük bir direncin var. Bu direnç (direnç grubu) zaten yeterli koruma bariyeri oluşturuyor. Dirençleri ayrık tut ve polyesterle dememdeki amaç da güvenlik amaçlı zaten.

Eğer illede izolasyon istiyorsan CD40106 çıkışına opto bağlayabilirsin. Ancak bu durumda CD40106 için ayrı besleme kullanman gerekir. Üstelik 10kV izolasyon istiyorsan hem besleme devresi hem de opto 10kv bariyerine sahip olmalı.

Bence izolasyonla hiç uğraşma. Eğer 10kv kaynağının gnd hattı havada olsaydı yani bizim işlemcimizin gnd ine bağlanmayacak olsaydı o zaman izolasyon şart olurdu. Ancak 10kv izolasyon için çok özel çözümler getirmek zorunda kalacaktın.

Ben transistör yerine CD40106 yı tercih ederim. Nedeni, CMOS cipimizin giriş empedansı çok yüksek ve DC açıdan nerede ise sonsuz direnci var. Haliyle gerilim bölücü hesaplamasını doğru yaptığında sistem şakkadan çalışır.

Transistörlü devrede beyz akımını da dikkate alman gerekir ve hesap birazcık karmaşıklaşır.

Ayrıca CD40106 girişindeki clamp diyodlar 1..10kv aralığındaki sorunları bertaraf eder. Hesapladığım dirençlerde neleri göz önünde bulundurdum onu da yazayım.

10kV da gerilim bölücünün harcayacağı güç dirençlerin işletme gücünün altında kalmalı. (Bu sağlandı)
10kV da her bir seri dirençde düşen gerilim izolasyon sınırı içinde kalmalı. (Hesaplamamızda 100M uçlarında 1kV kalıyor, örneğin 20 adet 5M ile bu stres azaltılabilir.)
10kV da gerilim bölücü 100mikro amper yada eşit akım çekmeli (bu da sağlandı)
CD40106 schmit trigger yapıda olduğu için bu da bir avantaj sağladı.

Hesaplamada hata yapmadıysam devre sorunsuz çalışacaktır.

Daha başka çözümler de bulunabilir fakat ortada ciddi bir sorun yok. Yeterki devreyi polyesterle.

[yas]

Bende farklı üç farklı öneride bulunmak istiyorum -1kv ile -10kv luk gerilim elde edilirken sonuçta bir eht veya bir indükatör kullanılıyordur diye düşünüyorum.

- Birinci yöntem nüvenin içerisinden geçen bir iletken (yarım veya 1 sipir) tel ile örnek almak ve daha düşük seviyeli bir potansiyeli monitör etmek
- İkinci yöntem ise çalışırlılığının garantisi yok ama yine bobin nüvesine yakın mesafeye bir reed röle yerleştirmek oluşan manyetik alanın etkisiyle reed kontak kapanır ve bu durum mcu tarafından gözlemlenir. Tabiki bu yöntemle üretilen voltajın kaç volt olduğu tesbit edilemez.
- Üçüncü yöntem ise neon bir lambanın uçları arasına bir bobin yerleştirilir ve nüveye yakın bir mesafede konumlandırılır. Neon lambanın yayacağı ışık foto bir eleman tarafından dış kaynaklardan izole bir şekilde mcu tarafından gözlemlenir. Yine bu yöntem ilede üretilen voltajın kaç volt olduğu tesbir edilemez. (bu yöntemin çalışırlılığını kontrol kalemini yaklaştırdığınız zaman kafasına elinizi temas ettirmediğiniz halde ışımasından test edebilirsiniz.)

Kolay gelsin.