Una entrada analógica aislada para Arduino

Componentes y suministros

Resistencia 100k ohm

± 1% de película metálica

Arduino UNO

Texas Instruments LM331

LM7808

resistencia de 3,3 k ohmios

± 1% de película metálica

resistor 270 ohm

± 1% de película metálica

resistencia 47 ohm

resistencia 12k ohm

± 1% de película metálica

resistencia de 6,8 k ohmios

± 1% de película metálica

Resistencia de 10k ohmios

Resistencia de 330 ohmios

Resistencia 220 ohmios

potenciómetro de precisión de múltiples vueltas 5k ohm

condensador 100nF

Tipo Mylar

condensador 10 nF

Tipo Mylar

condensador 1 MF

Tipo Mylar

Condensador 100 nF

Condensador 4.7 µF

Condensador 220 µF

diodo 1N4001

aislador óptico 4N25

Herramientas y máquinas necesarias

Soldador (genérico)

Aplicaciones y servicios en línea

Arduino IDE

Acerca de este proyecto

Las señales de los sensores de campo pueden verse afectadas por el ruido generado por sobretensiones, rayos u otras fuentes de EMI (Interferencia electromagnética) y también por diferencias de potencial de tierra. Un método para evitar la mayoría de estos problemas es utilizar un aislamiento completo del campo.

El aislamiento de un sensor de entrada requerirá una fuente de alimentación separada para alimentar el dispositivo de campo y el circuito que realiza el aislamiento en sí.

Se pueden encontrar más detalles en la publicación publicada en mi blog:http://ardupiclab.blogspot.it/.

Código

Interfaz y programa Arduino

Interfaz y programa Arduino Arduino

Arduino puede medir la frecuencia de dos formas:
• medición del período, utilizando la función pulsein ();
• medición de frecuencia, con CPU Timer / Counters, utilizando bibliotecas especiales.
El primer método utiliza el doble de la función pulsein () para medir el tiempo ALTO y el tiempo BAJO de la señal, con una resolución de microsegundos. La suma de las dos medidas es el período de la señal. Para una señal de 5 kHz, el período es 200 µs =tiempo ALTO + tiempo BAJO =125 + 75 µs. La resolución de tiempo es relativamente baja y la precisión de la medición también se ve afectada por el tiempo de las instrucciones del programa.
El aspecto positivo de este método es la velocidad de medición, que es ligeramente superior al período medido. En desventaja, además de la menor precisión, es más sensible al ruido de la red eléctrica (50 o 60 Hz).
Por estas razones, prefiero una medida de frecuencia con respecto al período. El tiempo de medición es mayor pero se obtiene una mayor precisión y tiempos de muestreo precisos. Además, al elegir un período de medición múltiplo del de la red eléctrica, tiene una excelente inmunidad al ruido.
Utilizo la biblioteca FreqCounter de Martin Nawrath KHM LAB3:
http://interface.khm.de/wp-content/uploads/2009/01/FreqCounter_1_12.zip
Esta biblioteca usa Timer / Counter1 para contar pulsos en el flanco ascendente de T1 / PD5 / digitalPin5 y Timer / Counter2 para la generación de tiempo de puerta con interrupciones de 1 ms.
Elegí un tiempo de puerta igual a 1000 ms para mediar el recuento en un período de 50 o 60 ciclos de red. En este caso, obtiene una resolución cinco veces mayor que la de Arduino Uno.

 #include  void setup () {Serial.begin (9600); // conectar al puerto serial Serial.println ("Entrada analógica optoaislada");} long int frq; void loop () {FreqCounter ::f_comp =0; // Establece la compensación en 0 FreqCounter ::start (1000); // Comienza a contar con un tiempo de puerta de 1000ms while (FreqCounter ::f_ready ==0) // espera hasta que el contador esté listo frq =FreqCounter ::f_freq; // leer el resultado Serial.println (frq); // imprimir el retraso del resultado (100);}

Esquemas

El circuito acepta un voltaje de entrada de aproximadamente 20 mV a 5 V o una corriente de 4 a 20 mA (con el puente W1 insertado). Las dos resistencias en paralelo R2 y R3 dan un valor de aproximadamente 250 ohmios, para tener de 1 V a 5 V para una entrada de corriente de 4 mA a 20 mA.
Solo se requieren tres cables y una resistencia para conectar el circuito al Arduino Uno. La salida del optoacoplador debe conectarse a la entrada digital D5 con una resistencia pull-up de 2.2k conectada al + 5V de Arduino.
Si se requiere un rango de entrada de 10V, es necesaria una fuente de alimentación de 15V, por lo que hay que cambiar el regulador 7808 por un 7815. El transformador T1 también debe alimentar el sensor, por lo que debe tener un voltaje y potencia adecuados. El trimmer P1 debe ajustarse para obtener un factor de conversión de aproximadamente 1 kHz / V.

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