Leyendo el voltaje de una bobina de recolección de energía usando Arduino ADC

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Ser desarrollado por nosotros es un recolector de energía cinética que cosecha energía a medida que sus imanes se mueven a través de una bobina. Nuestro objetivo es medir el voltaje en la bobina cuando el actuador mueve el sistema real. Para ello, hemos preparado un banco de pruebas que mueve la cosechadora cinética a una frecuencia particular.

Es importante que tomemos muestras del voltaje a través de la bobina en una frecuencia particular y lo enviemos a través de UART a MATLAB para su posterior procesamiento. Deseamos utilizar un Arduino para este propósito.

El voltaje producido por la bobina no es un voltaje constante. Varía y también se vuelve negativo cuando los imanes se mueven a través de las bobinas. Entiendo que el ADC de Arduino no puede muestrear voltajes negativos.

Adjunto una foto del cosechador y el actuador lineal que mueve el cosechador a continuación.

Debajohayunaimagendelaformadeondadevoltaje.Tengaencuentaquelosrangosdevoltajede-3.3a+3.3.Podemosconfirmarloconlaayudadelosciloscopio.Deseomuestrearalamayorfrecuenciaposible.Cuantomayorsealaprecisión,mejoresseránlaslecturas.TenemoslaintencióndeutilizarunArduinoUno.

Si todos los voltajes producidos por la bobina son positivos, el ADC se puede conectar directamente a la bobina. Pero definitivamente no es el caso. Quizás se requiera algún circuito / técnica para hacer que la forma de onda de salida sea positiva. No podemos proporcionar un desplazamiento de CC a esta bobina, ya que al hacerlo puede cambiar el consumo inducido por los imanes que afectan al sistema.

Lo que se requiere es un método que podamos muestrear la forma de onda de CA que varía de -3.3 a +3.3 con la ayuda del arduino ADC.

Cualquier consejo es muy apreciado.

    
pregunta Dina

2 respuestas

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En algún momento tendrás que rectificar la señal para extraer la energía, por lo que tiene sentido hacerlo allí, después del rectificador. Su problema es que está trabajando con bajos voltajes, por lo que las caídas de diodo se vuelven significativas. Le recomiendo que utilice un voltaje más alto y una corriente más baja para que las pérdidas sean menos significativas. Por supuesto, use diodos Schottky para minimizar las pérdidas.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Figura 1. La bobina con toma central tiene un solo diodo en el circuito en cualquier momento.

Use una bobina con toma central para que un diodo se conduzca en un medio ciclo, etc. Esto es mejor que una bobina simple con un rectificador de onda completa, ya que siempre tiene dos diodos en circuito en cualquier momento.

Agregue protección contra sobretensión a su ADC, ya que puede tener picos elevados en caso de un impacto / movimiento de choque en el dispositivo.

También, vea la respuesta de William Bode-Tyrrell a Eficiencia creciente de un cargador de batería de energía cinética para algunos buenos cálculos.

    
respondido por el Transistor
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simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Es posible que también necesite un escalador si el ADC no puede superar los 5 V, pero no dijo nada y no leo la hoja de datos. Del mismo modo, es posible que desee un poco más de 3.3 V si la señal no está particularmente restringida.

Alternativamente: enlace

    
respondido por el Ecnerwal

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