Circuito para cambiar la alimentación al detectar corriente (40mA / 12V)

He echado un vistazo a tu circuito. Tiene el siguiente problema: el monitor de derivación actual está diseñado para medir con precisión una corriente, pero necesita una respuesta escalonada:

• actual > umbral = activado
• actual < umbral = desactivado

Para este tipo de operación no necesita un amplificador, necesita un comparador.

También, para este tipo de circuito necesitaría un comparador con entradas de carril a carril.

Algunas histéresis también serían agradables. Esto significaría que para activar los sensores en el registrador de datos tendría que activar más de un umbral (por ejemplo, 40 mA), pero para apagar los sensores necesitaría otro umbral (por ejemplo, 10 mA). De esta manera, el circuito sería más estable y apagaría los sensores solo si el registrador de datos realmente estuviera apagado.

Esto es lo que he encontrado:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Notas sobre el circuito:

• Q1 es un mosfet de tipo p utilizado para encender los sensores. Si los sensores tienen una conexión a tierra separada, puede colocar un relé con un diodo de retorno en lugar de sensores en el circuito. O Q1 se puede reemplazar con un optoacoplador que controla algún otro circuito.

• Q2 es un mosfet de tipo n de pequeña señal con bajo Rds-on.

• DZ1 se puede reemplazar con una fuente de voltaje de referencia de tipo derivada (por ejemplo, un LT431) si se requieren corrientes de disparo muy precisas.

• no olvide suministrar energía al comparador, omitiéndolo con un capacitor de 0.1uF si la fuente de alimentación es ruidosa.

Cómo funciona esto:

DZ1 garantiza una tensión estable entre V + y VRth2-, esto se usa porque la tensión de la fuente de alimentación puede cambiar, y si DZ1 no estuviera presente, las tensiones de umbral serían proporcionales a la tensión de la fuente de alimentación. Si la tensión de la fuente de alimentación es lo suficientemente estable, DZ1 se puede eliminar y Rzener puede ser igual a 0Ohm (VRth2- se puede conectar directamente a tierra).

Cuando el datalogger está apagado, la caída de voltaje en Rshunt es prácticamente cero, por lo que Vdatalogger es más alto que Vtrig, el comparador está en un estado Hi-Z (tiene una salida de drenaje abierto) las puertas de Q1 y Q2 están conectadas a través de Rpullup a V1 +, Q1 está apagado, apagando los sensores, Q2 está encendido, esto hace que Vtrig sea ligeramente más bajo, por lo que se necesita una corriente más alta para encender el comparador.

Cuando el registrador de datos está en la caída de voltaje a través de Rshunt, es lo suficientemente grande como para que Vdatalogger sea más bajo que Vtrig. Esto hace que el comparador se encienda, lo que obliga a Vcontrol a tierra. Esto enciende Q1, encendiendo los sensores. Esto también desactiva el Q2 elevando Vtrig más alto, por lo que la corriente de disparo para apagar los sensores disminuye.

Notas sobre el uso del circuito:

• Rshunt provoca una caída de voltaje entre V + y Vdatalogger, así que asegúrese de que V + - RShunt * max (Idatalogger) sea un voltaje suficientemente alto para que el datalogger funcione correctamente, el voltaje aplicado al datalogger también cambiará proporcionalmente a la corriente dibujada, así que asegúrese de que una fuente de voltaje ligeramente inestable esté bien para el datalogget.

• Lo mismo se aplica a los sensores, solo la caída de voltaje en Q1 = Rds-on * Isensors.

• Si necesita que los voltajes del registrador de datos y los sensores sean precisos y / o estables (independientemente de la corriente consumida), debe conducir el circuito con un voltaje ligeramente más alto (por ejemplo, 15 V) y colocar reguladores de voltaje entre las salidas del circuito y el registrador de datos y los sensores.

Sí, tiene razón, el enfoque más directo es un resistor de derivación en su suministro del registrador de datos (con la resistencia mínima para no molestarlo, luego un comparador, tal vez con histéresis incorporada, que se dispara siempre que la corriente ( El voltaje a través de su resistencia de derivación) está por encima de un umbral determinado que usted arregla. La salida de su comparador controlará su transistor (BJT o MOS). Al navegar por las hojas de datos y las notas de la aplicación de los comparadores y los amplificadores operacionales, puede encontrar un circuito adecuado. p>

Ya hay soluciones integradas, comúnmente se llaman "monitores de corriente" o "sensores de corriente". Tienen un amplificador incorporado, por lo que la salida es un voltaje analógico proporcional a la corriente detectada. Eso no es exactamente lo que necesita, pero tal vez haya un modelo con la función de "activación de nivel" o similar que pueda usar.

El circuito es interesante pero no funcionará de manera efectiva porque esos sensores (como el tipo de presión) necesitarán (para mantener la precisión) una conexión a tierra confiable. Esta declaración se basa en que el transductor de presión es el tipo de puente de wheatstone (que se usa comúnmente en la industria).

También es más problemático si está utilizando la "potencia conmutada" para otros sensores, ya que el bit extra de la impedancia de tierra (debido al transistor) entre el sensor (s) y el registrador desarrollará pequeños voltajes debido al consumo de corriente variable. de los sensores individuales y esto llevará a la interferencia. ¿Cuánto cuesta? Es imposible decirlo, pero la sensación de agallas es que debes usar un MOSFET con un Rds extremadamente bajo (activado).

Parte de mi trabajo actual es el diseño de amplificadores de galga extensiométrica (sensor único para tipos de puente completo) y la desviación de escala completa puede ser de tan solo 1 ohm. Usamos ADCs de 12 bits para registrar los datos, lo que significa que tenemos una resolución algo menor a 1 mili-ohm. Esto es, creo que debería estar apuntando con el ROS (encendido) del MOSFET para cambiar el terreno a los sensores. . Sin embargo, incluso eso es un gran compromiso, dado que la corriente de otros sensores está estorbando a través de un dispositivo e infligiendo su corriente (también conocida como caída de voltaje a través de 1 mili-ohmio) a los otros dispositivos.

Entonces, mi primera conclusión es que cada sensor DEBE tener su propio interruptor de tierra para habilitarlo. Esto me lleva a una suposición simplificadora: a pesar de que haya mostrado el diagrama, asumo que para todos los sensores, el cableado del registrador de datos a estos sensores no utiliza las conexiones de alimentación (conmutadas o de otro tipo) para medir los sensores.

Si está utilizando el cableado de alimentación de los sensores como también su entrada de medición, obviamente puede vivir con mucho más ruido y diapositivas de lo que supuse anteriormente. Sobre esta base, debe considerar el uso de un MOSFET con un Rds (on) tan bajo como pueda tener en sus manos y con suerte eso será un trabajo hecho.

Si está utilizando un cableado independiente de la alimentación para cada sensor, entonces esto es mejor para la precisión, el ruido, la estabilidad y el diálogo cruzado, pero probablemente encontrará que los MOSFET individuales deben ser el camino a seguir para mantener la integridad de la señal.

Con respecto a la forma en que está detectando que el registrador de datos se está encendiendo, me siento tentado a utilizar un sentido de corriente alto; de hecho, el AD8217 es un monitor de corriente de lado alto y, por lo tanto, es otra caída corta en su diagrama: no funcionará como se muestra debe ser con el cable positivo.

También debe tener cuidado con los tiempos de estabilidad del sensor: algunos sensores pueden tardar milisegundos en estabilizarse desde una situación de encendido; algunos pueden tardar varios segundos. Esto podría afectar seriamente sus primeras lecturas tomadas por el registrador de datos.