Sensore capacitivo e front-end analogico

[MusicIsLife]

Buongiorno forum!

 

Sto cercando di capire come costruire un circuito che mi permetta di rilevare una carica elettrostatica accumulata su un filato di cotone.

Il cotone scorre in una macchina e si carica elettrostaticamente raggiungendo un determinato livello di carica (ho in programma di svolgere una campagna di misure per rilevare l'entità di questa carica, anche se sicuramente parliamo di valori di pochi nC).

 

Voglio realizzare una scheda elettronica da inserire all'interno di questa macchina, sul percorso del filato.

 

L'idea che mi sono fatto è quella di realizzare un supporto su circuito stampato che mi permetta di rilevare la carica elettrostatica presente sul filo nel momento in cui esso scorre vicino al PCB. Avrei pensato ad una sorta di condensatore o, comunque, un anello di rame all'interno del quale scorre il filo, la cui carica elettrostatica viene immagazzinata in questo condensatore generando cosi una differenza di potenziale. Tale carica verrebbe successivamente amplificata da un amplificatore di carica e opportunamente filtrata in modo che il segnale che la rappresenta possa essere correttamente letto dall'ingresso ADC di un microcontrollore.

 

Ora, la prima questione che vorrei affrontare è come realizzare il supporto fisico su circuito stampato che mi permetta di rilevare la carica sul filato di cotone.

Potrebbe essere un'idea realizzare un foro su stampato al centro del quale fare passare il filato? Attorno a questo foro realizzerei un anello di rame sul lato TOP. In questo modo avrei costruito una sorta di condensatore in grado di accumulare la carica presente sul filato.

 

Una volta capito come realizzare il supporto fisico penserò al front-end analogico.

 

 

Grazie!

Gabriele.

 

 

Modificato: 16 gennaio 2023 da MusicIsLife

[NovellinoXX]

Devi realizzare un generatore Van der Graaf:

Il filo lo fai passare su una ruota  metallica con i supporti isolanti;

Sulla ruota si depositano le cariche elettrostatiche che verranno trasferite su un condensatore mediante una spazzola metallica a contatto con l'asse. Attenzione, anche se sono pochi nC, col passare del tempo si accumulano nel condensatore e la tensione raggiunge valori molto elevati; devi prevedere qualcosa per limitare il valore massimo di tensione utile al tuo scopo.

Ti lascio il Link per capire il funzionamento, naturalmente dovrai adattarlo alle tue esigenze.

Modificato: 16 gennaio 2023 da NovellinoXX

[MusicIsLife]

Ciao Novellino e grazie mille per la risposta.

Avevo pensato inizialmente anche io al generatore Van der Graaf ma volevo valutare se fosse possibile evitare l'utilizzo di spazzole e di un rullo metallico.

Non si può realizzare un oggetto simile al generatore Van der Graff, ma utilizzando qualcosa di capacitivo? Vedo più producibile, per la mia applicazione, un oggetto dove il filo scorre all'interno di un anello metallico. O, comunque, qualcosa che possa realizzare su un circuito stampato in modo più agevole.

 

[NovellinoXX]

Avevo pensato al sistema con la ruota per evitare sfregamenti e traumi al filo.

So che esistono dei sensori "Statici" di prossimità, ma non ti so dire più di tanto perchè non ho mai avuto l'esigenza di usarli.