Dúvida: Como medir corrente e tensão diferencial?

fabiomolinar · 11 de janeiro de 2013

Prezados, bom dia!

Estou fazendo o projeto de um conversor DC-DC que deve alimentar um barramento DC com 12 [V] provenientes de um gerador e um super-capacitor. O super-capacitor irá alimentar os transientes da carga (picos de corrente) e o gerador irá alimentar a carga em regime constante e recarregar o super-capacitor.

A parte de eletrônica de potência e controle não me é problema, mas a área da eletrônica me é um pouco nova. Estou com um grande problema!

O meu microcontrolador, responsável por ler todas as variáveis do sistema e por calcular as referências para os controladores é alimentado por um sistema que possui um ground/terra/referência diferente que do sistema de potência em si.

Eu preciso enviar as informações de tensão e corrente do sistema de potência para o microcontrolador, mas todos os sensores que eu conheço compartilham do mesmo ground com o sistema lido e o microcontrolador.

Assim sendo, minha pergunta segue: como fazer a leitura de tensão e corrente em um circuito e enviar essa informação para um outro circuito, isolado do anterior? Teria que fazer uma leitura de variáveis diferencial, correto? Se sim, como fazer essa leitura de corrente e tensão diferencial?

Desde já agradeço pela atenção de vocês.

(Obs: andei pesquisando algumas coisas, "googlando" algumas coisas, e acho que talvez seja viável utilizar algum esquema com o CI INA193, procede?)

Atenciosamente,

Fábio.

Galera, fiz um circuito hipotético aqui só para ilustrar o problema!

Vejam que GND1 e GND2 não estão conectados juntos, são referenciais diferentes.

albert_emule · 11 de janeiro de 2013

Galera, fiz um circuito hipotético aqui só para ilustrar o problema!
Vejam que GND1 e GND2 não estão conectados juntos, são referenciais diferentes.

Olá!

A leitura da tensão é apenas com intuito de fazer correção e manter a saída sempre em 12V?

Ou a fonte varia sua tensão de saída precisando mostrar este valor no display?

Se for apenas para correção, use um foto-acoplador.

No caso da corrente também pode ser usado o foto-acoplador.

Mas se precisar mostrar estes valores em Display, você terá que fazer algum tipo de correção no sinal, pois os foto-acopladores não são muito lineares.

fabiomolinar · 16 de janeiro de 2013

No caso da corrente também pode ser usado o foto-acoplador.

Mas se precisar mostrar estes valores em Display, você terá que fazer algum tipo de correção no sinal, pois os foto-acopladores não são muito lineares.

Obrigado pela resposta Albert, me surgiram algumas boas idéias aqui! Meu único problema agora é como fazer essa correção de sinal. Não tenho ideia de como faze-la. E, outra dúvida, com relação ao foto acoplador para ler a corrente, como fazer isso, visto que a corrente que quero ler é muito maior do que a que os fot-acopladores podem suportar?

albert_emule · 16 de janeiro de 2013

Obrigado pela resposta Albert, me surgiram algumas boas idéias aqui! Meu único problema agora é como fazer essa correção de sinal. Não tenho ideia de como faze-la. E, outra dúvida, com relação ao foto acoplador para ler a corrente, como fazer isso, visto que a corrente que quero ler é muito maior do que a que os fot-acopladores podem suportar?

Certamente você terá que instalar um resistor shunt em séria com a carga, no + da saída.

A corrente que passa por este resistor dá uma pequena queda de tensão na faixa de mile volts, por exemplo:

Se 10A = 10mV,

100A vai ser = 100mV.

Daí você terá apenas que montar um amplificador com ampop para amplificar este sinal.

O foto-acoplador será apenas usado para comunicação e isolação.

Veja que você poderia instalar um microcontrolador no barramento de 12V, apenas para ler a corrente e a tensão, e usaria apenas um foto-acoplador para fazer a comunicação digital com o outro microcontrolador da fonte de 5V.

Não ficaria bom assim?

fabiomolinar · 16 de janeiro de 2013

Não ficaria bom assim?

Sensacional Albert! Obrigadíssimo pelas dicas! Irei verificar agora até onde esse resistors shunt irá afetar a dinâmica do meu sistema. Mas acredito que não muito!

Abraços e, novamente, muito obrigado!

albert_emule · 16 de janeiro de 2013

Sensacional Albert! Obrigadíssimo pelas dicas! Irei verificar agora até onde esse resistors shunt irá afetar a dinâmica do meu sistema. Mas acredito que não muito!
Abraços e, novamente, muito obrigado!

Você ainda pode usar um sensor HALL para medir a corrente.

Estes tem a aparência de transformadores de corrente TC.

Na verdade trata-se de um anel de ferrite com uma fenda e um sensor Hall dentro dele. O cabo que se deseja medir a corrente, passa por dentro do anel de ferrete.

Aparentemente ele é igual a um TC (Transformador de corrente), mas foi feito para ser usado em DC.

Deve observar que sensor hall mede campo magnético. Um simples ímã poderia alterar o valor medido.

O Resistor shunt é o preferido por ser mais barato e estar sempre disponível, podendo até ser feito simplesmente esmerilhando um barramento de cobre por exemplo.

Um exemplo de sensor Hall:

http://equetus.blogspot.com.br/2010/05/voltimetro-e-amperimetro-temperatura.html