Hallo, um die AD-Kanäle meines Atmels galvanisch zu trennen verwende ich aktuell eine Kombination aus Instrumentenverstärker, Trennverstärker und DC-DC-Wandler. Da ich das Ganze 8 mal brauche steht die Frage, ob es an diesem Aufbau nicht doch etwas zu optimieren gibt. Wie realisiert ihr die galvanische Trennung eurer Wandler? Sämtliche Kanäle sollen sowohl voneinander als auch vom Atmel getrennt sein. Alex
Einen 8Pin ATtiny für jeden Kanal und die Daten per Optokoppler digital übertragen. Das sollte einfacher, genauer und billiger sein als die analoge Lösung.
Anstelle des Optokopplers würd ich einen Datentrenner vorschlagen. Für I2C wär der ADuM1250 zu gebrauchen. Oder ADuM5240/5241/5242: Datenbustrenner mit integriertem DCDC-Converter
Für eine galvanische Trennung gibt es verschiedene Gründe und damit auch verschiedene Lösungen. Wenn es nur um unterschiedliche Spannungsbezüge der einzelnen Messkreise geht kann man auch einen OP mit hoher zulässiger Gleichtaktspannung nehmen, von BB/TI gibt es da was bis +-250 oder 300V. Bei Vorhandensein von berührungsgefährlicher Spannung (Netz) im Messkreis unbedingt auf ausreichende Spannungsfestigkeit der Trennung achten, 500V DC reichen da auf keinen Fall. Die ADuM Bausteine sind wirklich eine tolle Sache, mit der Lieferbarkeit hapert es im Moment noch ein wenig.
Bei Sample-Raten >= 10 kHz komme ich mit den Tinys unter Umständen in Timing-Probleme. Eine hohe Spannungsfestigkeit für Peaks ist wichtig, über die Potentialverschiebungen zwischen den einzelnen Kanälen kann ich keine Angaben machen. Prinzipiell favourisiere ich schon die Variante, die Signale galvanisch entkoppelt analog aufzunehmen und diese dann dem loggenden Controller zuzuführen. Allerdings sind die Kosten je Kanal mit 30-40€ je Kanal nicht unerheblich und der benötigte Platinenplatz auch nicht zu vernachlässigen.
Es gibt auch den IL300, das ist ein Optokoppler mit zwei identischen Empfängern. So kann man eine relativ genaue optische Trennung eines Analogsignales verwirklichen. Mit der zweiten Empfängerdiode wird mittels OP der Analogwert geregelt. Preislich hält sich das in Grenzen, die Genauigkeit ist glaub' ich auch ausreichend.
braucht aber auch wieder Kram drumherum, incl. isolierter Versorgung. Bei mehreren Kanälen nehme ich am liebsten 2polige FET-Relais, und schalte den jeweils zu messenden Kanal auf den A/D-Wandler/MC. LH1505 ist so ein Kandidat. Bei höheren Abtastraten ist das natürlich nicht mehr machbar.
Denk mal über sowas wie den Analog Devices AD202/AD204 nach. Der AD204 ist etwas preiswerter , braucht dafür aber einen externen Leistungsoszillator. Ich hatte das Teil mal bei einem 16 Kanal Meßsystem verwendet. Thomas
@Thomas Diese Schaltkreise sehen durchaus brauchbar aus. Nur woher bekommt man sie? Bei Farnell müsste ich für ein so ein Teil zwischen 50 € (Lieferzeit auf Anfrage) und 69,20 € hinlegen. Gibt es alternative Bezugsquellen (bräuchte gesamt etwa 24-30 Stück).
Hier ist eine schöne Übersicht über die verschiedenen Isolationsverfahren Optisch/magnetisch/kpazitiv von Texas Instruments zusammengestellt: http://lc.fie.umich.mx/~ifranco/DATASHEET/opto_ci/Isolator%20Presentation.pdf
"Bei Sample-Raten >= 10 kHz komme ich mit den Tinys unter Umständen in Timing-Probleme." Willst Du jeden Kanal mit 10kHz einlesen ? Dann hättest Du eine Datenrate von 8 x 10kHz. Oder alle Kanäle in 100µs ? Das mit den Tinys ist doch eine kostengünstige Variante: 1. selektive Anfrage über Opto-Ausgang 2. Einlesen des aktuellen Wertes mit SPI über Opto-Eingang+Multiplexer
Ja, es werden gesamt aktuell 8 Kanäle mit 10 kHz abgetastet (= 80000 Werte / s = 160000 Byte/s). Geplant ist eine Verdopplung der Abtastrate sowie ein Multiplexen auf gesamt 16 Kanäle. Die Arbeit leistet dann allerdings ein DSP (8*14 Bit ADC) und kein Atmel :) So kann man dann später auswählen, ob entweder 16 Kanäle mit 10 kHz oder 8 Kanäle mit 20 kHz verwendet werden (langsamer gehts logischerweise auch ...). Limitierend ist aktuell auch die Geschwindigkeit der Speicherkarten, ich werde alternativ zu SD-Karten jetzt auch CF-Karten testen, ein Memory-Interface hat der DSP. Ich denke halt, dass mit Tinys diese Anforderungen schwierig zu erfüllen sind.
Was soll denn schwierig sein ? Z.B. wandelt ein Tiny13 mit hoher Geschwindigkeit so vor sich hin (10Bit !). Der Hauptprozessor löst zum abfragen einen INT aus und der Tiny gibt dann 2 x 8bit des zuletzt ermittelten Wertes aus. Sagen wir 4µs/Byte + 2µs für Bearbeitung der Anfrage würde mit 10µs Deine Anforderungen erfüllen. Der Tiny muß (sollte) dazu mit höchster Taktfrequenz (20MHz) laufen. Jetzt bleibt 'nur' noch das Problem, den Datenstrom schnell genug zu verarbeiten. DSP wäre schon einmal nicht schlecht; andere µPs können das aber auch.
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