Problema de aislamiento

Hola a todos.

Estoy trabajando con redes de sensores y me ha surgido un problema.

Tengo un montaje en el que una serie de nodos inalambricos equipados con un DAC estan conectados a una serie de dimmers (cada nodo a un dimmer distinto) a traves de de un circuito amplificador-inversor montado con un amplificador operacional. Los nodos estan conectados mediante cables USB a hubs USB que estan conectados a la red electrica.

Por su parte, los amplificadores operacionales del circuito reciben alimentacion (+15, -15 y masa) de una fuente de tension regulable, tambien conectada a la red.

El problema que tengo es que, al parecer, el nodo no esta aislado galvanicamente del conector USB. Eso quiere decir que si quiero cambiar la salida de un nodo para que de al dimmer la maxima tension posible manteniendo las demas salidas de los demas nodos a cero, lo que ocurre es que la tension se reparte por igual entre todos los nodos, ya que se forma un circuito a traves de las masas.

Me gustaria escuchar comentarios y sugerencias para resolver este problema. Muchas gracias por adelantado.

- J.

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poener
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Sinceramente, no alcanzo a entender como esta conectado todo. Podrias pegar un esquema elemental ?

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Eduardo

S=ED, me he dado cuenta de que el tema es demasiado complicado como para explicarlo sin un diagrama.

Aqu=ED est=E1 el diagrama:

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=3D70

El Dimmer es de Velleman, K8064: Est=E1 conectado directamente a un enchufe de 220V y recibe una tensi=F3n cont=EDnua de control (la que da el nodo), seg=FAn la cual corta recorta la onda de alterna para dar m=E1s o menos potencia a la luz (que no he dibujado).

El nodo es el Tmote Sky de MoteIV:

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Saludos,

- J.

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poener

Estas invirtiendo masa con se=F1al en la entrada del operacional.

Modifica el amplificador para que sea no-inversor y conecta masa_nodo a masa_amplificador.

Eduardo.

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Eduardo

La masa del nodo est=E1 conectada a la masa del amplificador. El cable rojo es masa, el azul y el amarillo son los +15 y -15 voltios de alimentaci=F3n del aop.

- J.

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poener

Entonces tiene que estar invertida la masa en el dimmer (que no deberia causar problemas).

Si el DAC del nodo te entrega una tension positiva, el amplificador es inversor y la entrada del dimmer es una tension positiva, en alguna parte tiene que haber una inversion.

Si estuviera entre el nodo y al AO se produciria precisamente el problema que tienes.

Si las masas estan todas correctas, entonces hay un problema de aislacion entre los modulos y la red, de otro modo es imposible.

En principio, lo mas sencillo es poner un amplificador no-inversor, ademas, si hubiera una tension minima para que conduzca el dimmer quizas no necesitarias una tension de fuente negativa.

Eduardo.

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Eduardo

Ahora veo a qu=E9 te refieres. S=ED, al ser un amplificador inversor, la salida del nodo est=E1 conectada "al rev=E9s", para que el amplificador reciba una corriente entre 0 y -3V y la ampl=EDe entre 0 y 10V.

S=ED, creo que el problema est=E1 ah=ED. Hab=EDa pensado que tal vez aislando galv=E1nicamente las salidas de los nodos de las entradas a los amplificadores (con un transformador, p.ej.) podr=EDa solucionarse el problema, pero antes de ir a comprar los transformadores me gustar=EDa saber:

1) Si realmente esto solucionar=EDa el problema. 2) Si hay alguna otra soluci=F3n m=E1s sencilla.

Bueno, creo que ahora lo m=E1s sencillo es lo que hay en el diagrama porque ya est=E1 todo montado :). Lo de ahorrarse la tensi=F3n negativa ser=EDa una ventaja, s=ED, pero creo que el problema est=E1 en las masas. Por ah=ED se debe cerrar el circuito que hace que la tensi=F3n se vaya a todos los nodos...

- J.

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poener

Un transformador convencional no te sirve porque la se=F1al es continua.

Si, ver mas adelante.

Cualquier cosa que hagas para aislar siempre tendra mas componentes que un amplificador no-inversor. Por el momento, puedes sacar una resistencia, cambiar otra y pegarle unos tajos a las pistas para llevarlo a este esquema: +VCC | |\| ----------------|+\ | >----+--- +--|-/ | | |/| | | -VCC | | | ___ | ___ | +---|___|---+--|___|---+ | R1 R2 =3D=3D=3D GND

Av : Ganancia deseada R2 =3D (Av-1)*R1

Respecto a usar fuente simple, depende de cuanto sera la tension minima de conduccion del dimmer (porque la salida del AO nunca llegara a 0V ) y del tipo de AO que estes usando, un 741 no serviria pero un CA3140 si.

Eduardo.

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Eduardo

s=2E

Voy a calcular el circuito que me mandas y a probarlo, por lo que veo ah=ED s=ED que se a=EDsla la salida del nodo de la masa del amplificador; deber=EDa funcionar. Ya te digo.

En cuanto al AO, estoy usando el OP07CP de TI, que ten=EDa por aqu=ED. No s=E9 si ser=E1 el m=E1s adecuado.

Lo de la fuente simple en principio no lo har=EDa, m=E1s que nada porque todo est=E1 con conexiones para usar +15, 0 y -15. La tensi=F3n de conducci=F3n del dimmer es mayor de 0 V, porque hay que superar una cierta "resistencia" para que la bombilla empiece a dar luz. Hasta los

1-2V no empieza a encenderse.

- J.

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poener

va

sas.

a a

Ups... Ahora que miro otra vez el circuito, ah=ED no hay aislamiento entre la masa del amplificador y la salida del nodo; esto vendr=EDa a ser equivalente a poner una resistencia "gorda" entre la entrada no inversora del AO y tierra en mi circuito original, no?

- J.

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poener

tiva

masas.

aya a

ue

ma

r;

Aislamiento no hay, solamente se elimina el cruce de cables masa-se=F1al, que es lo que te esta causando problemas.

Si quieres si o si aislacion, tienes estas variantes:

- Modificar la entrada del Dimmer. Supuestamente tiene una resistencia en serie con el diodo de un optoacoplador -> cambiar esa resistencia por una mas chica de manera que con la maxima tension que de el DAC del nodo llegue a brllo maximo. De esa forma te eliminas el amplificador con su fuente.

- De no poderse hacer lo anterior, hacer una etapa con optoacopladores realimentados (por la linealidad)

R1 +--------+------- +15V ___ opto1 | | --|___|---+ | | | |/ | V .. | | BC548 - |> | | | |/ ----------+ +------| GNDnodo | |>

| | | | | | \| | | ... V

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Eduardo

Eduardo schrieb:

Bueno, si el problema es ese, no seria suficiente hacer el cruce de cables entre la salida del amplificador y la entrada del dimmer?

- J.

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poener

Un amplificador no-inversor sencillo y con fuente simple lo puedes implementar asi:

+15V fuente ---------------- Entrada_Dimmer

+----------- GND_Entrada_Dimmer | Salida_Nodo |/ ---------| |>

| | .-. | | | | R1 '-' GND_Nodo | -----------+------ GND_fuente

created by Andy=B4s ASCII-Circuit v1.24.140803 Beta

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Si bien no se mantiene una masa comun, en este no vas a tener problemas. El circuito no es un amplificador de tension sino de transconductancia, para saber que valor darle a R1 hay que conocer la corriente que absorbe la entrada, lo mas sencillo es montarlo primero con un preset/potenciometro de 1K y ver el valor de resistencia optimo para que a maxima tension del DAC haya maximo brillo.

Eduardo.

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Eduardo

Es que el problema esta entre el nodo y el amplificador, que quedan casi flotantes, tienes una salida de mediana impedancia y las masas unidas por una resistencia alta.

Si quieres modificar lo menos posible, viendo el circuito que posteaste, con solo cortar una pista y soldar un cable ya dejas las masas en su lugar y el amplificador pasa a no-inversor.

___ +----|___|---+ | | | +15V | | | ___ | |\| | .------. -------+-----|___|--+---|-\ | | | | | >-----+----| | Nodo GND_fuente +---|+/ | | | |/| | | | | | -------+ .-. -15V | | | | | | | | | | | | | '-' | | | | | | +------------+ ----------| | GND '------' fuente =20

Eduardo.

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Eduardo

Hola,

Pues ya me funciona el tema! Todo el tiempo he pensado que el problema estaba en que la salida del nodo no estaba aislada de la tierra del amplificador y la unica solucion era aislar galvanicamente por algun lado.

Ahora veo que tenias razon, el problema es que estaba mezclando senyal con masa... Lo que he hecho ha sido descruzar los cables entre la salida del nodo y la entrada del amplificador y cruzarlos entre la salida del amplificador y la entrada del dimmer, y ahora funcionan las salidas de los nodos de forma independiente!

Supongo que el problema era que, al tener una misma masa el amplificador y el hub usb, al meterle tension, esta se iba por la masa y se repartia entre el resto de nodos conectados...

Muchas gracias por tu ayuda, este problema me llevaba calentando la cabeza desde hace tiempo...

Saludos,

- J.

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poener

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