Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Galvanisch getrennte Spannungsmessung mit ADC


von D. G. (gyarm)


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Hi!

Ich bin mit meinem Projekt an einem Punkt angelangt, wo ich nicht 
weiterkomme und ich hoffe ein paar unter euch können mir helfen.

Ich möchte einen Strom an der High-Side einer Spannungsquelle messen.
Dabei geht es um sehr kleine Ströme im Nanoampere-Bereich.

Dazu habe ich ein Nanoamperemeter so dimensioniert, dass der Strom, der 
(siehe Schaltplan) links vom blauen Rahmen durchfließt, zwischen den 
Klemmen rechts davon als eine Spannung zwischen 0..2V anliegt.

Dieses habe ich mir schon zusammengesteckt und es funktioniert auch so 
wie es soll.

Nun möchte ich die 0..2V mit einem PCF8591 (ich werde mich noch nach 
einem präziseren ADC mit I2C umschauen, vielleicht hat jemand Tips) 
messen.

Dabei wäre es laut meinem Schaltplan ja so, dass alles was blau umrandet 
ist galvanisch getrennt ist. Und zwar sowohl von der Messstrecke, als 
auch vom ADC.
Jetzt frage ich mich, ob man so ein ADC mit zwei verschiedenen Massen 
betreiben kann. Oder braucht Vref und AGND eine Referenz zu VSS?
Mich irritiert dabei, dass im Datenblatt steht, dass z. B. AGND minimal 
VSS sein darf. Wenn aber doch intern keine Verbindung bestehen sollte, 
wäre das doch völlig egal wie groß AGND in bezug auf VSS ist oder?

AIN0 und AIN1 wollte ich differentiell arbeiten lassen, da AIN1 in Bezug 
auf GNDA immer 4.5V hat.


Ich hoffe meine Fragestellung war einigermaßen verständlich.
Wenn nicht fragt bitte zurück.

Vorweg schon mal vielen Dank!

Grüße
Gyarm

von innerand i. (innerand)


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D. G. schrieb:

> Dabei wäre es laut meinem Schaltplan ja so, dass alles was blau umrandet
> ist galvanisch getrennt ist. Und zwar sowohl von der Messstrecke, als
> auch vom ADC.

Also wenn Sie mich fragen, dann gibt es da keine galvanische Trennung.

von Falk B. (falk)


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@ D. G. (gyarm)

>Ich möchte einen Strom an der High-Side einer Spannungsquelle messen.
>Dabei geht es um sehr kleine Ströme im Nanoampere-Bereich.

Schon recht wenig.

>Dazu habe ich ein Nanoamperemeter so dimensioniert, dass der Strom, der
>(siehe Schaltplan) links vom blauen Rahmen durchfließt, zwischen den
>Klemmen rechts davon als eine Spannung zwischen 0..2V anliegt.

Bitte?

Ich sehe einen ziemlich merkwürdigen Differenzverstärker und keinen 
Stromshunt. Wie ein Transimpedanzverstärker sieht es auch nicht aus.
Dazu noch eine virtielle Masse.
Hmm?

>Dieses habe ich mir schon zusammengesteckt und es funktioniert auch so
>wie es soll.

Wirklich?

Nun möchte ich die 0..2V mit einem PCF8591 (ich werde mich noch nach
einem präziseren ADC mit I2C umschauen, vielleicht hat jemand Tips)
messen.

>Dabei wäre es laut meinem Schaltplan ja so, dass alles was blau umrandet
>ist galvanisch getrennt ist. Und zwar sowohl von der Messstrecke, als
>auch vom ADC.

Wie bitte willst du dann den Strom messen?

>J
>etzt frage ich mich, ob man so ein ADC mit zwei verschiedenen Massen
>betreiben kann. Oder braucht Vref und AGND eine Referenz zu VSS?

Ja sicher.

>Mich irritiert dabei, dass im Datenblatt steht, dass z. B. AGND minimal
>VSS sein darf. Wenn aber doch intern keine Verbindung bestehen sollte,
>wäre das doch völlig egal wie groß AGND in bezug auf VSS ist oder?

oder.

>AIN0 und AIN1 wollte ich differentiell arbeiten lassen, da AIN1 in Bezug
>auf GNDA immer 4.5V hat.

Und wie soll die galvanische Trennung erfolgen? Durch Magie? Ich sehe 
weder einen Optokoppler Trennverstärker, Trafo oder sonstwas.
Der moderne Ansatz wäre der, dass man Verstärker + ADC zusammen packt 
und galvanisch getrennt versorgt und dann den digitalen Messwert per 
Optokoppler etc. überträgt. I2 ist nicht so günstig für eine 
galvansiche Trennung, weil die Signale bidirektional sind. Ein 
AD-Wandler mit SPI ist hier deutlich einfacher, denn die Signale 
sind alle unidirektional. Alternativ nimmt man einen Mikrocontroller und 
überträgt die Daten per UART, dann braucht man nur noch einen 
unidirektionalen Kanal.

von Michael (Gast)


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Sieht nach einer völlig wilden Schaltung aus. Wo ist die denn her? Wenn 
Du Nanoampere galvanisch getrennt messen wilst, trenne nach dem ADC. 
Alles andere ist schwierig. Notfalls kommerziellen Trennverstärker 
nehmen, besser ist aber immer erst das digitale Signal zu trennen.
Nanoampere würde ich mit einem Transimpedanzverstärker messen. Und aus 
virtuelle Massen würde ich völlig zerzichten. Insbesondere auf derart 
instabile wie Du da hast. Ich sag Dir schon mal wilde Schwingungen und 
Offsetprobleme vorraus. Wenn es unbedingt virtuell sein soll, nimm einen 
TLE2426.

von Michael (Gast)


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>da AIN1 in Bezug auf GNDA immer 4.5V hat

Ja nee, is klar ;-)

von S. K. (hauspapa)


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Das ADCs getrennt Massen haben, hat damit zu tun, das man die EMV 
verseuchte Masse des Digitalteils nicht im Analogbereich haben möchte. 
Die Spannungsdifferenz sollte aber im zweistelligen mV Bereich bleiben, 
sonst kann es je nach Hersteller unvorhersehbares Verhalten geben. Habe 
mal erlebt wie ein 50kW Stromrichter wegen sowas ausgetickt ist.

Zum Isolieren wirst Du wohl eine isolierte Versogungsspannung 
bereitstellen müssen (Isolierter DCDC Wandler) und die Signale mit 
Optokopplern (oder schneller mit Digitalkopplern) trennen müssen. Evtl. 
geht das mit einem ADC mit SPI Interface leichter.

viel Erfolg
Hauspapa

von Flomann (Gast)


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Wenn analog schon getrennt werden soll:
z.b ISO122 von TI/BB okay nicht eben ganz preisgünstig, schaue
ob dir die gegebenen werte ausreichen, der teils etwas große offset
kann ja wegjustiert werden(abgleich), nen 2punkt abgleich bietet
sich ja eh immer gut an, mit den abgleichwerten dann die gemessenen
einfach gegenrechnen...

Wenn Digital nach dem AD Wandler:
allgemein Optokoppler oder z.b AD`s  ADUM's an der schnittstelle nach 
drausen oder wo auch immer hin...

von Falk B. (falk)


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@ S. K. (hauspapa)

>Das ADCs getrennt Massen haben, hat damit zu tun, das man die EMV
>verseuchte Masse des Digitalteils nicht im Analogbereich haben möchte.

Eben. Das hat aber rein GAR NICHTS mit einer Galvanische Trennung zu 
tun.

von Peter L. (Gast)


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wäre noch die Frage, wirklich galvanisch getrennt, oder einfach nur High 
Side (welches Potential)?

von D. G. (gyarm)


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Omg wie peinlich, da ist überhaupt nix galvanisch getrennt, ich seh's 
ein.
Danke für den Hinweis.
Wie man vielleicht (hüstel) merkt bin ich neu in der elektrotechnischen 
Praxis, da ich noch blutiger Student bin...

Die 9V kommen von einem Trafo.
An irgendeiner Stelle muss ich ja aber noch zwischen Messeinheit und 
empfangendem Mikrocontroller trennen, weil dieser verschiedene 
Spannungen und Ströme misst, die untereinander getrennt sein müssen. 
Also kann ich nicht einfach diesen Mikrocontroller "hochbocken".

Was wäre denn die beste Stelle zu trennen?
I2C zu trennen ist umständlich und keine schöne Lösung, das habe ich 
auch schon gelesen. Deshalb danke für den Tip mit SPI.

Jetzt habe ich allerdings schon einen I2C-Bus im Einsatz, über den der 
empfangende Mikrocontroller auch Relais schaltet.

Kann man vielleicht bereits die zu messende Spannung irgendwie trennen, 
ohne den Messwert zu verfälschen?

Um nochmal sicher zu gehen: So kleine Ströme können nicht über 
Halleffekt- oder andere berührungslose Sensoren gemessen werden?


Meine "Nanoamperemeter"-Schaltung funktioniert wirklich.
Das Prinzip aus nem Schaltplan für ein kommerziell erhältliches 
Nanoamperemeter.
War mein einziger Ansatz, wie ich sowas messen könnte.


Peter L. schrieb:
> wäre noch die Frage, wirklich galvanisch getrennt, oder einfach nur High
> Side (welches Potential)?

Galvanisch getrennt, weil das High-Side Potenzial in diesem Fall bis zu 
400V hat.
(Keine Panik, ich arbeite in einer Werkstatt, wo ein VDE-Geprüfter 
Etechniker vor Ort ist. Bevor ich irgendetwas einschalte, stecke ich 
natürlich eine Hand in den Hosensack. Das hat er mir beigebracht...)

von Falk B. (falk)


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@ D. G. (gyarm)

>Kann man vielleicht bereits die zu messende Spannung irgendwie trennen,
>ohne den Messwert zu verfälschen?

Machbar, aber aufwändig. Z.B. lineare Optokoppler. Würde ich nicht 
machen.

>Um nochmal sicher zu gehen: So kleine Ströme können nicht über
>Halleffekt- oder andere berührungslose Sensoren gemessen werden?

AFAIK nein. Wenn du nicht eine riesige Apperatur mit 10 Physikern drum 
rum bauen willst ;-)

>Meine "Nanoamperemeter"-Schaltung funktioniert wirklich.
>Das Prinzip aus nem Schaltplan für ein kommerziell erhältliches
>Nanoamperemeter.
>War mein einziger Ansatz, wie ich sowas messen könnte.

Na dann erklär mal, wie die Schaltung funktionieren soll. Ich verstehen 
es im Moment noch nicht so recht.

>Galvanisch getrennt, weil das High-Side Potenzial in diesem Fall bis zu
>400V hat.

OK.
Welchen Messbreich willst du denn erreichen? Einfach nA ist etwas 
ungenau. Das können auch 10000000000nA sein ;-)

von Falk B. (falk)


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Hmmm, es scheint ein Transimpedanzverstärker zu sein.
R9 ist die Transimpedanz, R7 und R4 Schutzwiderstände, R5 sowie R10 
wahrscheinlich zur Offsetkompensation. OK, könnte doch funktionieren ;-)
D1 und D2 müssen aber spezielle leckstromarme Dioden sein, denn selbst 
mit nur 1mV Fluß oder Sperr-spannung haben viele Dioden bisweilen schon 
viele Dutzend nA Stromfluß. Früher (tm) hat man die 
Basis-Kollektordioden von Bipolartransistoren genutzt, die sind ziemlich 
leckstromarm, bis in den pA Bereich! Einige Kleinsignel JFETs gehen auch 
sehr gut!

von Harald W. (wilhelms)


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Falk Brunner schrieb:

> Welchen Messbreich willst du denn erreichen? Einfach nA ist etwas
> ungenau. Das können auch 10000000000nA sein ;-)

Ja, ein einfaches Messgerät mit 20nA Vollausschlag kann man recht
problemlos mit Hilfe eines 7106 bauen. Das hängt man dann samt der
Batterie in die 400V-Leitung und kann es dort völlig berührungslos
ablesen, notfalls per Fernglas. :-)
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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D. G. schrieb:
> Jetzt frage ich mich, ob man so ein ADC mit zwei verschiedenen Massen
> betreiben kann.

Nein, natürlich nicht.

Bau den ADC auf die Hochspannungsseite, versorgt aus derselben 
Spannungsquelle wie deine OpAmps, und übertrage das Ergebis digital per 
Lichtleiter-Optokoppler an den uC zur Auswertung als serielles Signal.

Da du NATÜRLICH nichts zur benötigten Auflösung und Genauigkeit und 
Messgeschwindigkeit gesagt hast, nehm ich mal einen ATTiny13 als 10 bit 
A/D-Wandler der seine Daten seriell (z.B. mit 19200bd) über die 
Leuchtdiode des Optkopplers sendet.

D. G. schrieb:
> Meine "Nanoamperemeter"-Schaltung funktioniert wirklich.

Na ja, ein TL082 mit 8 nA Eingangsstrom erlaubt zumindest keine genauen 
Messungen. Es wurden in den letzten 25 Jahren modernere OpAmps erfunden.

von D. G. (gyarm)


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Ich benötige 200nA Vollausschlag. Das wären im Schaltplan oben dann die 
2V.
(Geht das auch mit diesem 7106)

Der Messbereich lässt sich allerdings mit R9 einstellen.
Hab damit auch schon 100uA gemessen.

Im Originalschaltplan sind 0..200mV Vollausschlag vorgesehen, was denke 
ich den Vorteil hat, dass die geringe Unlinearität des Op's nicht so ins 
Gewicht fällt (oder?).
Da ich ja aber den ADC hinten dranhängen wollte, hielt ich es für klug 
2V zu verwenden, damit nicht auch noch verstärkt werden muss.

Die LT-Spice Simulation hat gezeigt, dass sich der Leckstrom mit 
gewöhnlichen 1N4007 auf lediglich 1 bis maximal 10 pA beläuft. Das wäre 
vollkommen ok für mich.

Meine Batterie ist übrigens ein 9V Netzteil.

von D. G. (gyarm)


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> Da du NATÜRLICH nichts zur benötigten Auflösung und Genauigkeit und
> Messgeschwindigkeit gesagt hast, nehm ich mal einen ATTiny13 als 10 bit
> A/D-Wandler der seine Daten seriell (z.B. mit 19200bd) über die
> Leuchtdiode des Optkopplers sendet.

Naja, den PCF8591 hatte ich ja erwähnt.
10 Bit wären allerdings wünschenswert.

Da I2C als Bus wohl flach fällt:
Was wäre denn empfehlenswert?
Und man bräuchte dann doch auch einen Optokoppler der das Timing des 
Busses mitmacht?
Mit dem Thema hab ich mich noch garnicht befasst...

von Arc N. (arc)


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ADS1114 wäre u.U. ein passender ADC,
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1114.pdf
dazu ein I2C-Isolator
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/iso1540.pdf
Schaltung mit isolierter Stromversorgung steht im Datenblatt...

von Wolfgang (Gast)


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D. G. schrieb:
> Und man bräuchte dann doch auch einen Optokoppler der das Timing des
> Busses mitmacht?

Optokoppler mit 10..25MHz sind gut zu kriegen. Da soll der Bus erstmal 
hinkommen.

von Bernd (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> D. G. schrieb:
>> Und man bräuchte dann doch auch einen Optokoppler der das Timing des
>> Busses mitmacht?
>
> Optokoppler mit 10..25MHz sind gut zu kriegen. Da soll der Bus erstmal
> hinkommen.

Echt? Also so richtige Optos, die eine Trennstrecke >3mm schaffen, bei 
>1MHz?

von Harald W. (wilhelms)


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D. G. schrieb:

> (Geht das auch mit diesem 7106)

Der Vorschlag war nicht ganz ernst gemeint.
Hast Du mal nach dem 7106 gegooglet? Es ist
ein Chip für LCD-Anzeigen. 20nA kann man damit
aber wirklich messen.
Gruss
Harald

von Reinhard Kern (Gast)


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D. G. schrieb:
> Um nochmal sicher zu gehen: So kleine Ströme können nicht über
> Halleffekt- oder andere berührungslose Sensoren gemessen werden?

Schon, das Stichwort heisst SQUID. Aber das Ding müsstest du mit 
flüssigem Helium kühlen, da sind die Alternativen doch einfacher. Nur 
der Vollständigkeit halber.

Gruss Reinhard

von MaWin (Gast)


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D. G. schrieb:
> 10 Bit wären allerdings wünschenswert

Na das ist doch mal eine Aussage

> Da I2C als Bus wohl flach fällt

Wäre zumindest aufwändiger

> Was wäre denn empfehlenswert?

Wurde doch geschrieben: seriell, 1 Leitung

> Und man bräuchte dann doch auch einen Optokoppler der das Timing des
> Busses mitmacht?

Sicher

> Mit dem Thema hab ich mich noch garnicht befasst...

...und deshalb bis heute nichts zur notwendigen Geschwindigkeit gesagt.

von Falk B. (falk)


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@ D. G. (gyarm)

>Die LT-Spice Simulation hat gezeigt, dass sich der Leckstrom mit
>gewöhnlichen 1N4007 auf lediglich 1 bis maximal 10 pA beläuft. Das wäre
>vollkommen ok für mich.

Na wenn das LTSpice sagt, dann ist das ja vollkommen in Ordnung ;-)

Oh Bob, du hattest mal wieder Recht

http://electronicdesign.com/analog/what-s-all-spicey-stuff-anyhow-part-25

http://www.edn.com/electronics-blogs/anablog/4311558/Bob-Pease-didn-t-hate-Spice-simulations

von Udo S. (urschmitt)


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Ist das eigentlich eine Legende mit dem Computer(monitore) runterwerfen, 
oder tatsächlich passiert?

von D. G. (gyarm)


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Guten Morgen allerseits,

Arc Net schrieb:
> ADS1114 wäre u.U. ein passender ADC,
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1114.pdf
> dazu ein I2C-Isolator
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/iso1540.pdf
> Schaltung mit isolierter Stromversorgung steht im Datenblatt...

Die Kombination klingt für mich nach eierlegender Wollmilchsau und für 
meine Zwecke ziemlich geeignet. Vor Allem wegen interner Referenz und 
dem einstellbaren Gain für 254mV Full-Scale.

Wie ist das denn mit diesem ISO1540? Ist diese Kapazitive Isolation eine 
echte galvanische Trennung, oder kann man damit Probleme bekommen 
(Schwingen, Brummschleife o. ä.)?
Ich hab mal gelernt, dass eine Kapazität nie eine galvanische Trennung 
sein kann, wobei ich mich an keine Begründung erinnern kann.


Harald Wilhelms schrieb:
> Hast Du mal nach dem 7106 gegooglet?

Nein, ich war unterwegs. Scheint so ne Art Panelmeter zu sein.
Meine Messwerte sind zwar auch auf einer LED-Anzeige, aber sollen 
zusätzlich Digital verfügbar sein, um zu einem PC übertragen zu werden.


MaWin schrieb:
> ...und deshalb bis heute nichts zur notwendigen Geschwindigkeit gesagt.

Da die Messwerte von einer LED-Anzeige abgelesen werden und sich nicht 
allzu schnell ändern, reichen theoretisch schon ~10 SPS. Also keine 
besonderen Anforderungen an die Geschwindigkeit...


MaWin schrieb:
> Na ja, ein TL082 mit 8 nA Eingangsstrom erlaubt zumindest keine genauen
> Messungen. Es wurden in den letzten 25 Jahren modernere OpAmps erfunden.

Ich lese aus dem Datenblatt einen Input Bias von Typ. 30pA und Max. 
400pA (was dann wirklich etwas grenzwertig wäre...).
Ich weiß jetzt nicht, was gängige OPs sind. Z.B. der TS912?
Was würdest du vorschlagen?


Grüße
Gyarm

von Falk B. (falk)


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@ Udo Schmitt (urschmitt)

>Ist das eigentlich eine Legende mit dem Computer(monitore) runterwerfen,
>oder tatsächlich passiert?

Ich war weder dabei noch kannte ich ihn persönlich, aber mir gefällt die 
Geschichte. Und wenn man seine Texte liest und sein Bild vor Augen hat, 
kann man sich das lebhaft vorstellen ;-)

Krieg den Computern, Friede den Breadboards!

von Falk B. (falk)


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@ D. G. (gyarm)

>Da die Messwerte von einer LED-Anzeige abgelesen werden und sich nicht
>allzu schnell ändern, reichen theoretisch schon ~10 SPS.

Warum immst du nicht einfach gleich ein handelsübliches Multimeter mit 
einer großen Anzeige (LCD + Beleuchtung oder OLED) und schließt es 
einfach an? Denn ABLESEN kann man so ein DMM auch, wenn es auf 100kV 
Potential sitzt, Luft und 1m Abstand ist ein hervorragender Isolator!

>> Na ja, ein TL082 mit 8 nA Eingangsstrom erlaubt zumindest keine genauen
>> Messungen. Es wurden in den letzten 25 Jahren modernere OpAmps erfunden.

>Ich lese aus dem Datenblatt einen Input Bias von Typ. 30pA und Max.
>400pA (was dann wirklich etwas grenzwertig wäre...).

Bein 25°C! Über den gesamten Temperaturbereich bis zu 20nA, je nach Typ 
und damit Temperaturbereich. Leckströme steigen exponentiell mit der 
Temperatur.

>Ich weiß jetzt nicht, was gängige OPs sind. Z.B. der TS912?

Naja, ein Wald- und Wiesen R2R OPV.

von D. G. (gyarm)


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@ Falk Brunner (falk)

Falk Brunner schrieb:
> Warum immst du nicht einfach gleich ein handelsübliches Multimeter

D. G. schrieb:
> Meine Messwerte sind zwar auch auf einer LED-Anzeige, aber sollen
> zusätzlich Digital verfügbar sein, um zu einem PC übertragen zu werden.

Ich brauche die Daten auf meinem uC. Außerdem sind die LCDs schon 
Vorhanden.

von Falk B. (falk)


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Auch dafür kann man ein fertiges Multimeter mit RS232 Anschluss nutzen, 
denn er ist auch galvanisch getrennt. Die Ansteuerung ist einfachst.

von D. G. (gyarm)


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@ Falk Brunner (falk)

Falk Brunner schrieb:
> Auch dafür kann man ein fertiges Multimeter mit RS232 Anschluss nutzen,
> denn er ist auch galvanisch getrennt. Die Ansteuerung ist einfachst.

Das Problem ist, dass die Anzeige in ein Metall-Chassis eingebaut wird. 
Der Ausschnitt ist schon vorhanden.
Die Messapparatur ist also fest eingebaut und soll den Messwert sowohl 
digital bereitstellen, als auch auf der LED-Anzeige ausgeben.
Dabei sollen die Werte natürlich gleich sein.

Wenn es also so etwas wie dieses hier:
http://www.conrad.de/ce/de/product/106942/VOLTCRAFT-PM-129-Digitales-Einbaumessgeraet-LED-Panel-Meter-Einbaumasse-67-x-29-mm?ref=searchDetail

mit digitalem Ausgang geben würde, wäre mein Problem auch gelöst.

Gibt es aber meiner Meinung nach nicht.


Gruß
Gyarm

von Falk B. (falk)


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@ D. G. (gyarm)

>Die Messapparatur ist also fest eingebaut und soll den Messwert sowohl
>digital bereitstellen, als auch auf der LED-Anzeige ausgeben.
>Dabei sollen die Werte natürlich gleich sein.

Das ist ja kein Problem, ist doch alles digital.

>Gibt es aber meiner Meinung nach nicht.

Nein. Ausserdem fehlt dann immer noch die galvanische Trennung.

von D. G. (gyarm)


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@ Falk Brunner (falk)

Die Maschine, in der die Messeinrichtung eingebaut wird, hat 
verschiedene Modi, in welchen auf den LED-Anzeigen jeweils andere Dinge 
angezeigt werden.

: Bearbeitet durch User
von Arc N. (arc)


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D. G. schrieb:
> Die Kombination klingt für mich nach eierlegender Wollmilchsau und für
> meine Zwecke ziemlich geeignet. Vor Allem wegen interner Referenz und
> dem einstellbaren Gain für 254mV Full-Scale.
>
> Wie ist das denn mit diesem ISO1540? Ist diese Kapazitive Isolation eine
> echte galvanische Trennung, oder kann man damit Probleme bekommen
> (Schwingen, Brummschleife o. ä.)?
> Ich hab mal gelernt, dass eine Kapazität nie eine galvanische Trennung
> sein kann, wobei ich mich an keine Begründung erinnern kann.

Die Begründung würde mich interessieren...

Sowohl die Isolatoren von TI (kapazitiv) als auch die von Analog 
(induktiv) sind nach DIN/EN zertifiziert...
Von Analog gäbe es I²C + DC/DC-Wandler isoliert in einem IC
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADM3260.pdf
Was für diese Anwendung besser ist, wäre dann die nächste Frage.
Ebenso wie aufwendig das "Ruhigstellen" der getrennten 
Signale/Spannungsversorgung auf der Seite des ADCs wird...

Vorschläge von Analog Devices wie so was aussehen kann
http://www.analog.com/en/circuits-from-the-lab/CN0218/vc.html
http://www.analog.com/en/circuits-from-the-lab/CN0287/vc.html

Und ein paar Design-Guides zu den Isolatoren
http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-1109.pdf
http://www.ti.com/lit/an/slla284/slla284.pdf

von Falk B. (falk)


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@ D. G. (gyarm)

>Die Maschine, in der die Messeinrichtung eingebaut wird, hat
>verschiedene Modi, in welchen auf den LED-Anzeigen jeweils andere Dinge
>angezeigt werden.

Na gut, meinetwegen baust du das selber. Meine Empfehlung dazu bleibt 
bestehen. AD-Wandler + kleinen uC auf die getrennte Seite, Daten per 
UART senden. Einfach und ausreichend.

von MaWin (Gast)


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D. G. schrieb:
> Was würdest du vorschlagen?

Wenn 3mV Offstetspannung ok sind: LMC6462.

von Kein Name (Gast)


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Kapazitive Isolation

Ganz unten findet sich eine Erklärung, warum Kondensatoren von wenigen 
pF eine galvanische Trennung ersetzen können.

https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/cpowsup.htm

von Harald W. (wilhelms)


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Arc Net schrieb:

>> Ich hab mal gelernt, dass eine Kapazität nie eine galvanische Trennung
>> sein kann, wobei ich mich an keine Begründung erinnern kann.
>
> Die Begründung würde mich interessieren...
>
> Sowohl die Isolatoren von TI (kapazitiv) als auch die von Analog
> (induktiv) sind nach DIN/EN zertifiziert...

Vermutlich war da ein Kondensatornetzteil gemeint.
Gruss
Harald

von D. G. (gyarm)


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Hello again,

ich bin zurück mit einem neuen Versuch.
Dieses Mal hoffentlich mit einer echten galvanischen Trennung.

Dazu habe ich den ADS1015 benutzt, sowohl Auflösung als auch 
Geschwindigkeit sind vollends ausreichend. Durch den programmierbaren 
Gain, den das IC zur Verfügung stellt, hätte ich sogar sowas wie eine 
kleine Messbereichsumschaltung.

Zur Trennung des I2C würde ich dann den ISO1540 benutzen.
Die 9V Versorgung kommt von einem Netzteil mit Trafo.

Indem ich die 4,5V als virtuelle Masse ( stimmt das? ) benutze, habe ich 
am ADS und ISO eine Versorgungsspannung von 4,5V, was für die beiden in 
Ordnung geht.

Soweit so gut. Meint ihr das geht alles so?

Wie erwähnt möchte ich ja mehrere Ströme und Spannungen messen.
Der ADC stellt allerdings nur 4 Adressen bereit.
Sollte ich damit nicht hinkommen, müsste ich doch einfach nur die 
SDA-Leitung multiplexen, z. B. mit dem PCA9547?


Grüße
Gyarm

von D. G. (gyarm)


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D. G. schrieb:
> Dazu habe ich den ADS1015 benutzt...

Ich habe gerade gesehen, dass der ADS1015 nur im VSSOP-Package 
erhältlich ist.
Kann man 0.5mm Pitch denn noch mit der Hand löten?


Gruß
Gyarm

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