0 5V - 0 10V - 0 24V giriş katı

[hakansefau]

Arkadaşlar,

0 5V - 0 10V - 0 24V giriş katı devresi çiziyorum. Sanki plc girişi gibi bir kartta analog sensör okunması için mikro işlemcinin uclarına girecek olan bu katı izoleli falan çizmem gerekiyor.

Giriş seviyeleri dediğim gibi benim düşündüğüm bir kaç şekil var fakat tecrübeli değilim deneyimleriniz varsa bu konuda yardımcı olursanız sevinirim

[pisayisi]

Girişteki işaret seviyelerini metal dirençlerle bölerek istediğin seviyelere taşıyabildiğini varsayarsak, lineer izolatör kullanman lazım, bunun içinde sensör çıkışlarını seri adc ye girerek, lojik çıkışlarla opto izolasyon kullanarak çıkışları dataları işleyeceğin mikroişlemciye girersin. İzolasyon işlemi basitçe özelleşmiş komponent kullanmadan çözümlenmiş olur. Ya da analog opto kuplor kullanabilirsin...

[skara1214]

Girişteki işaret seviyelerini metal dirençlerle bölerek istediğin seviyelere taşıyabildiğini varsayarsak, lineer izolatör kullanman lazım, bunun içinde sensör çıkışlarını seri adc ye girerek, lojik çıkışlarla opto izolasyon kullanarak çıkışları dataları işleyeceğin mikroişlemciye girersin. İzolasyon işlemi basitçe özelleşmiş komponent kullanmadan çözümlenmiş olur. Ya da analog opto kuplor kullanabilirsin...

(Resim gizlendi görmek için tıklayın.)

hocam burada verdiğiniz isolated power supplyı nerden bulabiliriz?Türkiyede isole 5 volt power supply nerden temin edilir?

[hakansefau]

@pisayisi benim demek istediğim de , dediğiniz gibi metal dirençlerle seviyeyi yakalamak, gersini mcu yapacak. Çeviriyi falan.

Bu dirençleri mesela dediğim seviyeler için varmı bir fikriniz ? nasıl çözeriz? benim araştırdığım kadarıyla hatta araya zenner bile atılıyor ama işte dediğim gibi tam orada kullanacağım devreyi bulamadım. O seviyelere uygun yani

[Klein]

endüstride en fazla  0-10V ve 4-20mA kullanılır.
Bunların yanında 0-20mA , 2-10V , 1-5V  kullanıldığı da görülür. 
Daha da universal giriş istiyorsanız, RTD , TC  girişleri de olabilir.
Girişte PGA kullanıp, hiç gerilim bölücü direnç değiştirmeden tüm gerilim girişlerini desteleyebilirsiniz. Eğer PGA kullanmak istemem derseniz, biraz yüksek çözünürlüğe sahip adc kullanıp, En yüksek gerilim seviyesine göre bölücüyü ayarlarsınız. Daha düşük seviyelerde çözünürlük biraz düşer.

Analog girişi izole etmek , çok  gerekli bir şey değil. İzolasyona yatırım yapmak yerine,  Daha iyi bir ADC ve PGA yatırımı yapmak bence daha doğru bir seçim olur.

[frederic]

Klein hocam size zahmet bu PGA nedir ne nasıl kullanılır konusun da bir özet geçebilirmisiniz ?

[Klein]

PGA (Programmable gain amplifier). Programlanabilir amplifikatördür. 
Bir çeşit Opamp gibi düşünebilirsiniz. Ama kazancı ayarlanabiliyor. Bunu opamp ile yapmak istediğimizde, kazanç direncini değiştirmemiz gerekiyor. PGA ile, donanımda herhengi bir değişiklik yapmadan , sadece yazılımla giriş işaretini ne kadar yükselteceğimizi ayarlayabiliyoruz. Marka ve modele göre değişmekle birlikte, çoğunlukla 1-2-4-8-16-32 gibi ikinin katları şeklinde kazanç ayarlanabiliyor.  Girişine verdiğiniz sinyali ayarladığınız kazanç oranında yükseltiyor.  I2C , SPI  olanları mevcut. 

Niçin kullanırız?
Giriş sinyalimiz çok değişken aralıkta ise.
Örneğin hem 0-5V  hem 0-10V  hem de Loadcell girişimiz olduğunu varsayalım.  ADC referansımız 5V çözünürlüğümüz 10bit olsun.
girişe 5V geldiğinde ADC değerimiz 1023 olur.  Ama 10V giriş kullandığımızda bunu bölmemiz gerekir. bu durumda girişi  ikiye bölmemiz gerekir.  ikiye bölersek  10V girdiğimizde değerimiz 1023 , 5V girdiğimizde değerimiz 512 olur. 5V ölçerken çözünürlüğümüz yarı yarıya düştü.  tam skala ölçebilmek için 5V girdiğimizde sinyali 2 kat yükseltmemiz gerek.
Bir de loadCell girişimiz vardı.  tam skalada 20mV  verdiğini düşünün. neredeyse hiç ölçemeyiz. Tam skala ölçüm için bu sinyali neredeyse 250 kat yükseltmemiz gerekecek. 
Ya giriş seviyesine göre bir jumper ile  kazanç direnci ayarlaması yapacağız ,ya da en koayı bir PGA kulanıp, kazancı duruma göre yazılımdan ayarlayacağız.

[hakansefau]

@Klain
Benim tasarlayacağım devre max 5V ADC ölçebilecek çok hassas bir uygulamada olmayacak açıkçası.

Maksat sensörden gelen verileri (Bu sensörler 5-10-24V çeşitlerindeki sensörler) bilgisayar ekranında göstermek.

Kısacası 24 10 ve 5V seviyelerini MCU ya giriş için yapılması gereken izole devresi kullanmış olduğunuz sağlam bir yöntem var mıdır ?

[Klein]

ADC girişlerinde izolasyon kullanmıyorum. Karşıdaki sisteme bağlantı için illa izolasyon gerekiyorsa, haberleşmeyi izole etmeyi tercih ederim.
İlla ki izole dedeceğim derseniz, sinyal kısmını izole etmek yerine, I2C  veya SPI  (Örneğin MCP3301) ADC kullanıp, Data Clock hatlarını izole edebilirsiniz.  @pisayisi örneği vermiş zaten. 

Ekleme: HCNR200 gibi  analog optolar var. Ama bunların girişine de amplifikatör vs.. yapmak gerekiyor. Sıkıntılı bir iş. Özellikle sizin devrenizde tümden gereksiz.

[frederic]

Yanıt için teşekkürler klein hocam.