optoisolatori analogici - esistono??

[luciopro]

Salve ragazzi,

sto cercando un optoisolatore analogico. Mi spiego:

Su una scheda con chip microchip 18f volevo isolare i 4 ingressi analogici che utilizzo per mezzo di un optoisolatore....sapete se esiste qualcosa del genere sul mercato che costi una cifra ragionevole??

Grazie

[Nino1001]

Non capisco la domanda.

Un fotoaccoppiatore a transistor è analogico. Un segnale (variabile) di corrente che fluisce nel diodo provoca una luminosità più o meno forte che colpisce la base del fototransistor. La corrente che fluisce dal collettore all'emettitore è proporzionale alla variazione di luce alla base, per cui il segnale in ingresso è uguale ma amplificato di quello d'uscita.

Un fotoscr o un fototriac invece si innescano in maniera "logica". Quando la corrente del diodo è contenuto entro certi limiti lo scr o il triac si innescano, non c' proporzionalità fra ingresso ed uscita. Corrente minima = Livello logico 1, corrente max=livello logico

[accacca]

Qui

o se non funziona

www.farnell.com cerca analog opto

Non è facile ottnere precisioni elevate con l'opto analogico. I componenti migliori hanno ovviamente costi elevati (alle volte proibitivi) per i costi di progetto.

Normalmente si isola lato interfaccia digitale è più semplice e meno costoso.

[luciopro]

Grazie per le risposte,

ho visto i prezzi....molto alti per la mia applicazione...

Scusa cosa intendi ...........hai mica qualche esempio su come realizzare le protezioni????

Grazie ancora

Modificato: 24 gennaio 2007 da luciopro

[Livio Orsini]

Usi un convertitore A/D esterno al micro, meglio se con interfaccia I2C o SPI, le uscite digitali dello A/D C le accopi al micro tramite foto accoppiatori. Ovviamente tutta la parte circuitale relativa all'analogica ed allo A/D C deve avere alimentazioni separate.

[Nino1001]

A quanto pare ho capito fischi per fiaschi rispondendo im maniera impropria. Continuo a non capire la domanda ed il componente in questione.

[Nino1001]

Ah!....esistono gli operazionali "fotoaccoppiati"? Non lo sapevo

[accacca]

Mi sono ricordato di un'altra soluzione possibile per isolare gli ingressi analogici

Puoi realizzare un sample and hold con un condensatore che colleghi alternativamente con l'ingresso del segnale e con l'ingresso del micro. La commutazione puoi farla con switch analogici. In quresto modo carichi la capacità con la tensione in ingresso e misuri il valore scollegato dal segnale analogico in input.

Ci sono mille avvertenze su tempi di commutazione e sul circuito di carica/scarica capacità ma capita l'idea basta studiare un attimo la soluzione.

per le protezioni sono quelle che conosci anche tu

devi impedire che il segnale in ingresso scappi fuori dal range di tensioni ammesso

(diodi e varistori).

Facendo una conversione A/D hai una banda massima ammessa per il segnale e quindi devi avere un filtro in ingresso.

Devi controllare l'impedenza d'ingresso in funzione di cosa ci attacchi

Modificato: 25 gennaio 2007 da accacca

[dott.cicala]

Si ma quanti rischi e controlli.....x una roba sicura, con capacità commutata, si rischia di spendere di più che utilizzare l'opto...

[accacca]

cicala

non so se è proprio così un ampli isolato pre misure di qualità non costa due lire.

C'è un'altro aspetto che ho omesso prima perchè inifluente. Ls configurazione a capacità commutata consuma quasi zero l'ampli isolato no anzi ti servono due alimentazioni separate ecc. ecc.

Se devi realizzare un dispositivo che lavora a batteria per tempi molto lunghi la soluzione con il smaple and hold risulta la più semplice.

La sicurezza è intrinseca perchè controlli tutto da un unico micro

la sincornizzazione dei segnali di on/off degli switch la definisci tu nel firmware.

Ovviamente non corri veloce perchè devi prevedere dei margini di tempo ma per certe applicazioni funziona.

[dott.cicala]

Hai ragione pure tu....e io "non sono stato spiegato"....intendevo che non si ottiene lo stesso grado di isolamento di un opto.....poi, come hai già detto, dipende da cosa ci attacchi....

[Livio Orsini]

Questo sistema non ti da la separazione galvanica, a meno di usare 2 contatti di scambio di un relè elettromeccanico ai capi del condensatore di tenuta.

A parte gli errori di misura l'uso di dispositivi elettromeccanici limita la banda a qualche Hz.

Per avere un segnale analogico disaccoppiato galvanicamente si possono usare, in pratica solo poche tecniche.

1 - se è solo alternata tramite trasformatore, con evidenti limiti di banda e distorsioni di fase.

2 - se si vuole larghezza di banda partendo da zero (continua) si possono usare amplificatori isolati per strumentazione (delicati e costosi), oppure farsi l'accoppiamento tramite fotoaccoppiatori di buona qualità, e lunghe e noiose tarature; ovviamente con circuitazione particolarmente curata.

3 - usare una conversione A/D come ho spiegato nel post precedente. Questa tecnica è particolarmente indicata quando il segnale anaologico deve essere poi trattato in maniera digitale.

[accacca]

E' vero non c'è separazione galavnica però hai comunque resistenze di off elevatissime Ad esempio questo componente ha Roff dell'ordine di 05..Gohm minimo.

Giustamente però non c'è separazione netta tra le parti isolate.

Sicocme è un argomento che ho dibattuto a lungo alla ricerca di soluzioni ottimali sia per il costo che per le prestazioni mi permetto di suggerire un'altra tecnica per acquisire un segnale analogico tramite un canale isolato.

Si può reliazzare una covnersione tensione->frequenza. In pratica il valore analogico viene convertito in un onda quadra con frequenza che dipende dal valore attuale della grandezza analogica. Questo segnale si isola facilmente e non richiede convertitore A/D sul micro perchè basta misurare la frequenza del segnale per ottenere il valore della grandezza analogica.

Non ho mai utilizzato questa tecnica e credo che i problemi siano dovuti alla precisione e alla stabilità soprattuto al variare della temperatura.

Normalmente isoalre l'interfaccia digitale è la tecnica più usata. Secondo me l'unico limite di questa soluzione che mi ha spinto a sperimentare altre tecniche è la velocità di acquisizione. Se ho tre o quattro canali isolati a 16bit da interrogare in SPI il limite teorico di acquisizione scende circa a 100KHz (Quello reale è almeno un ordine di grandezza inferiore) e richiede opto per segnali da 1MHz.

Riassumendo

Isolamento lato digitale

funziona sempre

limitato in velocità su multicanale

DC/DC per alimentazione isolata (=consumo)

Capacità commutata

funziona bene

limitato in velocità anche su canale singolo

non c'è separazione glavanica dei canali

non serve il DC/DC perchè l'ingresso può essere solo passivo.

Amplificatore analogico o fotodiodo

Serve doppia alimentazione con DC/DC

Conversione tensione frequenza

??

Modificato: 26 gennaio 2007 da accacca

[luciopro]

Grazie a tutti,

per i chiarimenti c'è sempre da imparare

La soluzione che pensavamo di utilizzare è quella di un convertitore AD 8 canali con interfaccia SPI, am mi risulta complcato separare le tensioni di alimentazioni, nel senso che:

la scheda ha un suo switching a bordo che crea le tensioni necessarie, e il master è un PLC Twido che non fornisce alimentazione. Ma anche se la fornisse vorrebbe dire utilizzare un ulteriore cavo per portare l'alimentazione a tutte le schede.

inoltre un eventuale problema su di un ingresso analogico su una scheda potrebbe propagarsi tramite l'alimentazione in comune dei convertitori ad su tutto il sistema compreso il PLC.

L'altra soluzione sarebbe di realizzare due alimentazione separate su di ogni scheda, ma aumentano i costi ....altre idee???

ciao e grazie

[Livio Orsini]

Serve doppia alimentazione con DC/DC

Conversione tensione frequenza
?? 

Se vuoi la separazione galvanica devi avere la doppia alimentazione in modo da avere anche gli zero volt separati.

Poi tieni presente che con la conversione tensione - frequenza avrai comunque problemi di linearità e di deriva, oltre che di banda limitata. Dipende sempre dalla precisione e ripetibilità che si vuole ottenere

[dott.cicala]

Salve a tutti,

è un onore ed un vero piacere poter dibattere con colleghi così preparati.

La conversione V/F è un buona soluzione...guardando le caratteristiche del xr4151 ad esempio, sembra che la linearità sia buona e dovrebbe costare un po' meno dell'opto...però, in base a ciò che si vuole ottenere, si dice che "chi più spende, meno spende"....ed ho potuto constatare che è vero.

Ho usato l' xr4151 varie volte, per cosettine poco costose e poco impegnative e mi sono sempre trovato abbastanza bene....potrebbe essere una soluzione....con le opportune precauzioni.

[accacca]

Cicala grazie per il suggerimento vado a leggermi la doc.

Luciopro cerca di aggiugnere qualche dato

Se ti servono otto canali isolati devi ncessariamente usare otto convertitori e isolare l'interfaccia digitale di ogni convertitore. Devi poi alimentare gli otto convertitori con DC/DC isolati.

Potresti anche risolvere così se hai alimentazione alternata fai una scheda con trasformatore anche con rapporto 1:1 con due uscite con due ponti diodi e due regoaltori. Credo che le potenze in gioco siano minime e quindi non dovrebbe essere troppo costoso.

Un'alimentazione alimenta la SPI lato Twido ed è a GND comune con il Twido

L'altra alimenta il canale con il convertitore e tutto il resto.