Как измерить ~ ток 200-300ма с гальванической развязкой?

[OlegEk]

Здравствуйте уважаемые коты !
Мостом с помощью шима формирую синусоиду на индуктивной нагрузке (аквариумная помпа).
Надо как то понять что помпа засорилась.
Вроде очевидное решение - измерять ток.
Обязательное условие - гальваническая развязка.

Первое очевидное решение - взять готовый датчик тока типа ACS712 на 5А (самое маленькое что я нашёл).
Но судя по отзывам в интернете, это "недодатчик" с плохой чувствительностью и линейностью, а мне как раз важно чтобы он мог дать понять что ток изменился например с 200 до 220 мА

Второе очевидное решение - трансформатор тока.
Готовые трансформаторы тока так же рассчитаны на достаточно большие токи.
Поэтому возникло желание попробовать намотать самому.

К сожалению не могу найти информацию, какой сердечник лучше всего подходит для этого.
Но вроде бы обычные ферритовые сердечники не очень хорошо работают на низких частотах из за лёгкого влетания в насыщение.

Попробовал взять желтое колечко с материнской платы с измеренной проницаемостью 60.
Намотал 3 витка первички и 150 витков вторички.
По расчётам, для 2 вольт на вторичке при 1 ампере первички нужен резистор 100 Ом
но вместо 2 вольт на резисторе вижу странной формы сигнал с амлитудой 0,01В


почему так может быть ?
неподходящий сердечник ?
кз в обмотках ?
или вообще неверная идея ?

[Slabovik]

Неподходящий сердечник.

[OlegEk]

Неподходящий сердечник.

А что лучше подойдёт в качестве средечника ?
Использованое мною колечко совсем маленькое, 10*5*6
Может увеличить размер ?
Или нужно и материал менять ?

Добавлено after 1 hour 16 minutes 6 seconds:
Убрал шим, подключил напрямую к 220, на выходе трансформатора сигнал стал похож на синусоиду, но амплитуда безобразно мала

увеличение количества витков первички приводит к увеличению амплитуды на выходе.
оно вроде и логично, ведь тем самым увеличиваем магнитное поле в сердечнике.
но тогда получается что при формуле I1 x W1 - I2 x W2 = 0 логично сделать по одинаковому количеству витков в первичке и вторичке, и получить эти же самые 200ма во вторичке, которые можно на резисторе превратить в любое напряжение
и вроде как от количества витков это не должно зависеть.

естественно попробовал эту заманчивую теорию, намотал пару обмоток по 5 витков, однако на выходе напряжение можно сказать что вообще "никакое" )))
т.е., скорее всего, домотка первички в какой то момент перестанет приносить увеличение напряжения.
интересно, где этот момент?
каково оптимальное количество витков первички для малых токов ?

и я уже ничего не понимаю )))
Подскажите плиз кто знает как правильно передать в низковольтную часть схемы значение тока, желательно не используя на высокой стороне дополнительное питание для усилителя сигнала с шунта.

[0xFF]

энергия индуцированная первичным витком ловится вторичными виткам, создавая ЭДС. Чем выше соотношение витков т.е. коэфф трансформации тем выше ЭДС.
Грубо говоря энергия перекачивается каждым периодом. поэтому чем ниже частота и больше энергий тем толще трансформатор.
трансформатор тока сам по себе генерит ток на вторичной обмотке через резистор, мощность которая требуется для генерации тока и выделяемая на резисторе можешь посчитать сам.
Если мощности (то биш энергии) не достаточно падает напряжение (в курсах наверно) ( внутренне сопротивление источника етс)

ферриты рассчитаны на работу при высоких частотах 100КГц например, и на 50Гц не работают. нужон железяковый трансформатор ...

я бы сделал шунт резисторный, простейший триггер на транзисторах и оптронную развязку куда тебе надо ( а если это сигнализатор то и опрон не надо светодиод и все) всю схему можно гальванический питать через стабилитрон из розетки (потребление 3-5 ма) всеравно насос из розетки .....

[Adagumer]

А что лучше подойдёт в качестве средечника ?

Найти старое трансформаторное железо где Ш-образные
пластины стягивались болтом проходящим через пластины,
вырезать кусочки пластин с отверстиями и набрать своё колечко.

[OlegEk]

ферриты рассчитаны на работу при высоких частотах 100КГц например

Пишут что ферриты можно применять в трансформаторах тока при частотах от 400гц

энергия индуцированная первичным витком ловится вторичными виткам, создавая ЭДС. Чем выше соотношение витков т.е. коэфф трансформации тем выше ЭДС.

Это трансформатор тока, и у него несколько иные принципы работы как я понимаю

И, как я писал выше, увеличение количества витков первичной обмотки приводит к повышению напряжения на резисторе во вторичной обмотке. Хотя коэф. трансформации при этом уменьшается.
Т.е., наведённое первичной обмоткой поле недостаточно чтобы получить необходимую мощность на вторичной обмотке.
Получается что или колечко плохо передаёт это поле, или на малых токах всё это как то по другому работает чем в попавшихся мне методичках

а если это сигнализатор

нет, не сигнализатор
мне нужно именно измерять ток, и реагировать в соответствии с его величиной
простейший триггер здесь не подойдёт
Разве что использовать линейную часть характеристики оптопары, но тогда придётся мне под каждую имеющуюся у меня помпу подбирать номиналы, и конечно же никакой речи о взаимозаменяимости не идёт.

вырезать кусочки пластин с отверстиями и набрать своё колечко

5 баллов )))))
вырезать, заизолировать, склеить.... )))
придётся убить нормальный трансформатор
придётся потратить очень много времени
результат будет непредсказуем

тогда наверное проще гайку взять ?

[Adagumer]

Можно и гайку, но из трансформаторного железа!

[Vovk_Z]

Готовые трансформаторы тока на 5-10 Ампер стоят копейки. Вот, например.

[OlegEk]

Можно и гайку, но из трансформаторного железа!

к сожалению нет таких )

Готовые трансформаторы тока на 5-10 Ампер стоят копейки.

ну не копейки так то если уж на то пошло )
а по сути это колечко, с намотанным на него проводом и встроенным резистором
узнать бы тип кольца, характеристики намотки и номинал резистора )

и ждать его придётся минимум месяц

а хочется уже сейчас )

В общем вопрос
при имеющемся выборе, что будет правильнее ?
ферритовое кольцо ?
порошковое кольцо из компового блока питания ?
или вот как то попадалось мне колечко, при попытки распилить которое, я увидел что оно сделано из тонкой ленточки, намотанной в колечко (вот не помню к сожалению что за кольцо, но от какого то фильтра на сетевом проводе)
мне тогда сказали что это пермалоевое кольцо
может такое ?

я готов повыбирать сердечники и помотать обмотки

[Slabovik]

При имеющемся выборе нет ничего пригодного...

[OlegEk]

При имеющемся выборе нет ничего пригодного...

это то что было под рукой
никто не отменял магазин Промэлектроника и прочие
подскажите плиз материал

[Муркиз]

А что мешает встроить цепь измерения в схему ШИМ ?
Питание взять от дополнительной обмотки, шунт в этом случае может быть резистивным, сигнал выводить оптроном.

[0xFF]

не думаю что 10А трансформатор тока будет работат правилно при 0.2А. Заметим тех условия: Нормалный ток 200ма, абнормалный 220 ма, нузно уверено ловит разнитсу в 20ма.
етто надо очен правилный транс. тока ... - етто дорого ...

шунт .... и триггер ... или опамп триггер - ето надезней по уровню срабативаня

(лубой трансформатор работает по одному и томузе принсипу.)

[OlegEk]

А что мешает встроить цепь измерения в схему ШИМ ?
Питание взять от дополнительной обмотки, шунт в этом случае может быть резистивным, сигнал выводить оптроном.

изначально я именно так и планировал поступить
даже предусмотрел 3 независимые обмотки на маленьком колечке, для питания верхних плеч драйверов и питания измерительной части.
но оказалось что у оптронов слишком непредсказуемые характеристики по усилению, и практически очень маленький участок линейной части
всё же в большинстве случаев они работают в относительно ключевом режиме
так что и решил закостылить сюда что то понятное, которое оказалось вот таким вот непонятным.

не думаю что 10А трансформатор тока будет работат правилно при 0.2А

работать то будет, но зачем мне ограменный транс на 10А ?

шунт .... и триггер ... или опамп триггер - ето надезней по уровню срабативаня

согласен, в качестве красной кнопки это хорошее решение. Но, как я уже говорил, мне не достаточно информации что авария уже наступила.
хочу чуток заранее об этом знать

етто надо очен правилный транс. тока ... - етто дорого ...

абсолютно согласен, дорого. да и в данном применении даже и нецелесообразно
мне без разницы точные абсолютные значения, интересует только изменение относительно начального уровня
поэтому и решил намотать его сам

Мне кажется что здесь явно картельный сговор некоторых участников с производителями датчиков тока и трансформаторов тока И поэтому мне не подскажут какой же материал надо брать )

Ручки у меня шаловливые, я не всегда верю всему что прочитал, а опираюсь на предыдущий опыт.
Когда-то мотал на феррите, оно даже работало, но меня тут ввели в заблуждение что феррит негоден 100%, надо железо, ну я и засомневался в своей памяти
Поэтому вот прямо сейчас я всё же решил попробовать другое колечко.
тёмно-зелёное, которое не порошковое, а из настоящего феррита. Обычно ставится в качестве входного фильтра в комповые блоки питания.
намотал 27 витков первички и 550 витков вторички.
резистор 50 ом
в итоге видим новую картинку. предел измерения 0,2 вольта
итого амплитуда 0,8 вольта.
совершенно спокойно обрабатывается 10 разрядным АЦП
Расчёт говорит что мощность 24вт
это очень хорошо коррелируется с надписью на помпе 23W

[0xFF]

ток на резисторе 10 ма ... - мощность 5 милливат . Кольцо тянет ... Попробой еще первички добавить ... или резистор увеличить , будет выше амплитуда ...

НЭЭ просто трансформатор тока с пределом 0.5А никому не нужен .... кроме как лабораторный, а там и точности другие и цена ....

[Slabovik]

это то что было под рукой
никто не отменял магазин Промэлектроника и прочие

Вы же и отменяли

ждать его придётся минимум месяц
а хочется уже сейчас )

Что мешает приобрести подходящее в той же Промэлектронике, а не тащить его через полмира? http://www.promelec.ru/product/78342/ Цена вопроса 135 рублей.

подскажите плиз материал

Трансформаторное железо.

В общем, хотите убить время исследований - мотайте хоть на кирпиче, и ваши шаловливые ручки будут заняты. А хотите реальный, гарантированный и повторяемый результат, дык см. выше.

[Муркиз]

о оказалось что у оптронов слишком непредсказуемые характеристики по усилению,

А ты только сигнал превышения порога передавай. Обработку на первичке делай.

[OlegEk]

Кольцо тянет ... Попробой еще первички добавить ... или резистор увеличить , будет выше амплитуда ...

Спасибо, попробую сегодня

Что мешает приобрести подходящее в той же Промэлектронике

Спасибо
Каюсь, действительно упустил что в проме могут быть готовые решения, и на удивление, даже дешевле чем за бугром. Обычно ценник на трансформаторы там меня не радовал, а здесь почти экзотика, даже смотреть не стал.
Но честно, ваш первый ответ никоим образом не дал мне понять что имеет смысл посмотреть в этом направлении, да и второй тоже.
Я такой же буквоед как и вы, поэтому, продолжал по вашему совету копать в сторону поиска сердечника
Ну не подумал я что надо было добавить в первом вопросе "посоветуйте пожалуйста самое простое решение, желательно готовое, и недорогое"

Дальше - проще. В два раза дешевле решение в том же проме http://www.promelec.ru/product/147987/

Габариты правда немного крупноватые, ну наверно как нибудь смирюсь с этим неудобством

Обработку на первичке делай.

не совсем понял.
но на всякий случай попробую предположить:
есть номинальный ток. он нам не интересен. Когда пошло превышение, начинаем светить в оптопару. Чем больше превышение, тем сильнее светим. Так ?
Если так, то не конает.
По трём причинам:
1. самая важная. В это устройство могу включить помпу на 10вт, а могу и на 35. Соответственно номинальный ток у них будет разный. Вводить в измерительную цепь возможность регулировки не хочется, ибо всё же высоковольтная цепь + вода.
2. разные токи в работе даже с одной помпой на разных оборотах.
3. Мне надо сделать 4 таких устройства. Значит придётся калибровать каждое устройство под свою оптопару. А если учесть п.1 и п.2, то это получается совсем замудрёно
Или я всё же не правильно понял идею ?

[Муркиз]

Да, отрабатывать в оптопару только превышение порога.

Регулировка - есть переменные резисторы с ручкой-изолятором. Модель, правда, по памяти не назову, но они у меня есть даже в наличии.

И если такого переменника нет - такую изолированную ручку (длиной в несколько см, или даже больше ) можно легко сделать или добыть. Регулируй себе на здоровье, с гальванической развязкой, на ходу.

И потом - а собственно, что ты дальше собираешься с "сигнало" делать ?

Если просто узнать, что помпа засорилась - а нужна ли вообще эта развязка в принципе? Три красных свистка дать - это можно и по горячей стороне сделать - свет и звук ведь так же "гальванически" развязаны.

[Vovk_Z]

Дальше - проще. В два раза дешевле решение в том же проме http://www.promelec.ru/product/147987/
Габариты правда немного крупноватые, ну наверно как нибудь смирюсь с этим неудобством

- оно самое. Тот же доллар/штука. Только ждать меньше.
Но, я думаю, то, что вы намотали, будет работать не сильно хуже, в вашем случае.