Собственно задача: измерять постоянное регулируемое напряжение от 0 до 30В, так, чтобы земля от источника не была связана с землей МК (гальваническая развязка), с точностью до 0,1В а лучше 0,05В Какие варианты для реализации?
Аналоговый фронтэнд (делитель напряжения) + измерительный микроконтроллер или отдельный АЦП + развязка (изолирующий DC-DC для питания + обычные оптопары для цифрового канала) + коммуникационный микроконтроллер.
Для таких целей у ведущих производителей аналоговой электроники (AD, TI, BB) есть специализированные гальваноразвязные ОУ (операционный усилитель) , специально для таких целей
ну разумеется понадобиться схема гальванически развязанного DC/DC и конечно линейного стабилизатора, с хорошим коэф. подавления пульсаций, если вы хотите вытянуть точность, т.к. данный тип ОУ и так в целом менее точен чем его "обычные" собратья
@Konkery , а чем вам не нравится идея цифровать сразу на измерительном конце? Сложность аналоговой части ведь серьезно уменьшается.
Ну если у вас гальваническая развязка для уарт теперь измеряет напряжение, то окей. Иначе не надо нести бреда.
Я сторонник взвешенного подхода к усложнению решения. Если введение "сложного" решения дает решающее преимущество то я иду на него, если нет, то... Если нужно измерить одну...две величины за "барьером" зачем туда перебрасывать целую инфраструктуру ? а именно так и будет, одно потянет другое. Если на "низкой" стороне уже есть такая инфраструктура, а возможно и ацп, то наименее затратно перебросить сигнал через барьер и тут с ним делать то что нужно. Какие плюсы: во первых относительно простая схема по "высокой" стороне; компактные компоненты, т.к. потребляющие мощности небольшие; и (одно из главных) относительно простая отладка (!) Если у вас по высокой стороне к примеру работает IGBT мост с рабочим напряжением 800 V и прокачивает ток под 100 А (лично участвовал в разработке таких схем) то вести отладку компонентов по высокой стороне проблематично, а в данном случае связано с риском для жизни, даже ошибка с подключением осциллографа может вызвать нежданный хлопок в руке подключающей щупы. Если нужно собрать а возможно крайне необходимо произвести первичную обработку сигнала на "высокой" стороне, тогда вполне возможно правильно будет развернуть необходимую инфраструктуру по "верхней" стороне. Как то так
В целом я не сторонник тотального внедрения везде и всюду "оцифровки", хотя по большую часть проф карьеры работал вед. программистом. По части словоблудия, где то здесь на форуме я поспрашивал людей не сталкивался ли кто с такой проблемой - при управления LED подсветкой дисплея МЭЛТ (4-х строчник, кстати приобретенный через амперку) через ШИМ со стороны платы iskra js, произошло то что бывает с "плохими" копиями хороших решений. Дисплей стал покрываться "мусором", причем никакие ухищрения (обложил LDO стабилизатор керамикой, танталом и КМ), сильнее развел земли, понизил частоту ШИМ до минимума и т.п. - не помогли. А т.к. это мы с сыном собирали робо-стенд, где он ввел автоматическое упр. подсветкой дисплея в зависимости от уровня освещенности, то он очень расстроился (ему простительно все таки 7 лет )) ) т.к. у его "коллеги" такое получилось на буржуйском дисплее. И тогда я ему показал как можно решить данную задачу имея на руках практически тоже самое совсем по иному. Мы воспользовались встроенным цап, впаяли ОУ с мощным выходом (1А), немного подшаманили передаточную ф-ю которая записывает значения в цап. И таким образом замечательно управляли подсветкой посредством источника напряжения упр. напряжением (источник тока не стали городить, и так хорошо отрабатывало)
DC-DC преобразователь - на противоположном конце от него питается АЦП и ОУ измерительной схемы. Через ADuM1402 (подобрать необходимый из ADuM140X) и по SPI через него общаться с АЦП. Есть достаточное количество аналогов ADuM. Очень удобно на ADuM - с обоих сторон готовые логические упровни и скорость за 1 Мбит (зависит от модели). И полная изоляция.
Ну, тут смотря что даст лучший результат: проброс аналогового сигнала вниз через изоляторы или обработка на месте. Если в пределах рабочего диапазона схема с аналоговой развязкой даст хорошую точность, то почему бы и нет. Исхожу из соображения, что чем короче аналоговый путь, тем лучше.
Простите... но в дополнение: Это фрагмент "развязки" по цифровой части для доступа к АЦП AD7685 через ISO7241 по SPI от контроллера. ОУ не показаны... как и цепи измерения. Схема для измерения напряжения до 100мВ (падение на шунте) для измерения тока цепей с напряжением около 500 В. Сами судите - решать вам. АЦП 16 бит.
