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Limitazione tensione input

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Limitazione tensione input

Messaggioda Foto Utentewimatech » 28 feb 2022, 19:00

Ciao a tutti,
sto cercando di costruirmi un frequenzimetro usando arduino come contatore.
pensavo di mettere un fotoaccoppiatore in ingresso successivamente un 4040 come divisore e in fine l'arduino.
Il mio dubbio è sull'input, nel caso si tenti di misurare un segnale con tensione troppo elevato, per evitare che la tensione del segnale di ingresso bruci il fotoaccoppiatore, mi potete dare un consiglio?
Ho pensato di usare uno zener ma poco cambia, se la tensione è elevata brucio anche quello.
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[2] Re: Limitazione tensione input

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 28 feb 2022, 19:06

Ho pensato di usare uno zener ma poco cambia, se la tensione è elevata brucio anche quello.
Metti un resistore da 1000 ohm in serie all'ingresso, lo zener da 4,7 V è in parallelo fra l'ingresso e la massa.
Cosa intendi per tensione elevata? 12V ?
Il segnale in ingresso è a valore medio nullo ?
oppure un segnale quadro fra GND e +V ?

Forse è meglio polarizzare l'ingresso a una tensione circa 1/2 della tensione di alimentazione (partitore) e mettere un condensatore in serie.
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[3] Re: Limitazione tensione input

Messaggioda Foto Utenteboiler » 28 feb 2022, 19:44

Domande aggiuntive: frequenza massima di ingresso? È un ingresso a impedenza controllata?

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[4] Re: Limitazione tensione input

Messaggioda Foto Utentewimatech » 28 feb 2022, 21:37

Per Marco D
Beh diciamo che lo scopo è di creare un piccolo strumentino di misura da banco quindi sicuramente metterò un selettore che reindirizza l'ingresso su dei partitori ma mettiamo che l'input potrebbe variare da 5v a 24 V.
Il tipo di ingresso potrebbe essere sia 0/v... come anche -v.../+v...
Se porto a 1/2 della vin e ho un segnale da 5v poi il fotoaccoppiatore lavora bene lo stesso?

Per Boiler
Io al massimo lavoro con delle PWM o delle onde quadre per stepper quindi direi massimo 4KHz non di più
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[5] Re: Limitazione tensione input

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 28 feb 2022, 23:41

Arduino come frequenzimetro dovrebbe misurare fino a 4 MHz.
Penso che l'optoisolatore sia inutile, complica il circuito e ha una bassa impedenza di ingresso.
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[6] Re: Limitazione tensione input

Messaggioda Foto Utenteboiler » 1 mar 2022, 1:22

Direi che il 4040 non ti serve.

A 4 kHz la capacità parassita di un diodo di protezione non dovrebbe essere di disturbo.

Da quello che scrivi, vuoi poter lavorare con un'onda quadra in ingresso che commuta tra -24 V e +24 V. Sono 48 V in totale, non è poco. Si può fare, ma complica le cosa. Per favore conferma se questa davvero è una specifica necessaria.

Tendenzialmente per questo tipo di applicazione prenderei un comparatore a uscita open-collector.
Così in uscita abbiamo un segnale squadrato tra 0 V e 5 V (o 3.3 V).
In ingresso, scegliendo il comparatore giusto, puoi tranquillamente avere +/- 18 V.

Manderei il segnale ad ambo gli ingressi del comparatore, mettendo però un passa-basso su quello invertente.
In questo modo confronti sempre il valore istantaneo di tensione del segnale con il suo valor medio.

Questo ti rende indipendente da offset vari (per esempio appunto la differenza tra un segnale 0/5V e un segnale -5/+5V). Inoltre se ti dovesse capitare un segnale sinusoidale o comunque non bello e quadrato, ottieni comunque un fianco ripido che puoi mandare ad un ingresso CMOS senza problemi di shoot-through.

La protezione a questo punto la fai con un TVS bidirezionale da poco meno della tensione di ingresso ammissibile per il comparatore. Se hai paura di rosolare il TVS, proteggilo con un fusibile.

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[7] Re: Limitazione tensione input

Messaggioda Foto Utentewimatech » 3 mar 2022, 10:19

OK allora facciamo un riassunto:
1. Non mi servono divisori perché 4 MHz per me sono ben più che sufficienti.
2. Quello che devo fare è solo proteggere l'ingresso.
3. Quello che vado a misurare io NON sono segnali audio o cose strane quindi posso/devo squadrarlo
4. Potrebbe essere un segnale che va da V+ a V- ma considerando che userò i fronti del segnale potrei tenere anche solo la semionda positiva in fondo a me interessa giusto la frequenza, ma nella semionda positiva potrebbe rimanermi la parte minima del segnale quindi mi conviene avere anche la possibilità di misurare il segnale invertito.

Che ne pensate di questa soluzione:
Immagine.jpg


diodo per mantenere solo la semionda positiva
resistenza per l'impedenza di ingresso
LM358 per quadrare il segnale
trigger per prelevare il segnale squadrato ed avere la versione ribaltata del segnale
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[8] Re: Limitazione tensione input

Messaggioda Foto Utenteboiler » 3 mar 2022, 15:45

Cosa succede con il tuo circuito se il segnale è un'onda quadra tra 0 V e +5 V?

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[9] Re: Limitazione tensione input

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 3 mar 2022, 16:04

Cosa succede con il tuo circuito se il segnale è un'onda quadra tra 0 V e +5 V?

Anzi che succede se l'onda quadra è compresa fra +0,2 e +5 V ?
e se la Vi è maggiore di 24 V, si corre il rischio di bruciare l'operazionale ?
Con che tensioni alimenti l'operazionale?
L' LM358 come squadratore non è un gran che ! arriverà al max a 10 kHz.
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[10] Re: Limitazione tensione input

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 3 mar 2022, 16:34

wimatech ha scritto:... lavoro con delle PWM o delle onde quadre per stepper ...


E qui a me viene da chiederti, ma ti serve la frequenza o il periodo / duty-cycle ? ... perche' nei PWM non cambi la frequenza ma il duty-cycle.

Oppure ti serve per sapere solo a quale frequenza sta lavorando il tuo segnale PWM ?
"Sopravvivere" e' attualmente l'unico lusso che la maggior parte dei Cittadini italiani,
sia pure a costo di enormi sacrifici, riesce ancora a permettersi.
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