Separazione Galvanica

[demonlg]

Rieccomi con un altra domanda,

nell'alimentatore di cui parlavo qualce giorno fa in un altro post ho installato due strumenti da pannello digitali, voltmetro ed amperometro.

Questi strumenti vengono venduti con spinotto per batterie da 9 volt per la loro alimentazione ma per l'uso che ne devo fare non mi sta bene utilizzare 2 batterie, anche perche' resterebbero accesi anche ad alimentatore spento e non mi va di mettere un interruttore solo per loro.

Allora ho pensato di costruire 2 distinti alimentatori stabilizzati con 7809 di basso amperaggio (200mA) per alimentare i due strumenti per conto loro e separatamente.

Il tutto ha funzionato perfettamente, avevo lettura della tensione di uscita dell'alimentatore e l'assorbimento in A sui due strumenti.

L'altro giorno pero' sono incappato un un problema serio, alimentando con questo alimentatore una scheda che ha anche un porta ethernet collegata ad un computer, ho notato che i valori letti dai due strumenti erano impazziti, sballavano di continuo dandomi valori inutili.

Dopo pochi minuti il voltmetro mi si spegne !!!!!

Vado a controllare e l'alimentatore costruito per alimentare il voltmetro e' morto, o meglio, il trasformatore scottava in maniera esagerata e non dava piu' tensione in uscita ne dal ponte diodi ne quindi dal 7809.

Dopo una nottata vado a riaccendere il tutto ed il voltmetro funzionava nuovamente, pero' dopo 1 minuto dinuovo si spegne, anche senza carico sull'alimentatore dal quale misura la tensione in uscita..

Colto dalla stranezza smonto la scheda con i due alimentatori separati, e dico separati perche' sono sulla stessa scheda ma sono indipendenti in tutto e per tutto, masse separate, regolatori separati, trasformatori separati, controllo se il ponte diodi fosse buono ed anche il 7809, sono entrambi ok, ma dopo pochi minuti smette di funzionare.

Ho quindi cercato in giro notizie in merito e viene fuori che questi strumenti possono essere si alimentati con alimentatori separati fra loro e diversi da quelli da cui devono misurare, ma oltretutto questi alimentatori devono essere separati galvanicamente!!!

Ora, vi chiedo, come posso evitare questo inconveniente di rientro di corrente/tensione per non distruggere questi due alimentatori e per non avere valori in lettura sballati.

Dovrei separare galvanicamente i due trasformatori per gli strumenti soltanto o anche quello da cui leggono i valori.

Se si, su un semplice alimentatore da 9v costruito con ponte diodi, condensatore, regolatore 7809, come posso implementare una separazione galvanica?

Emanuele

[demonlg]

Per completezza, ho smontato ora il trasformatore dal circuito che non mi funziona piu', in pratica e' rotto lui, cioe' si accende ma dopo pochi secondi va in corto ed in uscita non ho piu' nulla, sicuramente il secondario e' andato!

Emanuele

[gabri-z]

Raramente se ne va il secondario per primo.

Il trasformatore ha due uscite ? Se no , non si può dire che sono alimentati separatamente.

Se l'ingressi dei due strumenti non sono isolati dall'alimentazione , e dubito che lo siano , misurando la corrente sul ramo positivo e non negativo ,con il voltmetro in parallelo , si crea un ''corto'' sul circuito da misurare con gli strumenti stessi (shunt e massa)

Buon giorno a tutti ! Spero di non aver detto c..!

[gabri-z]

Chiedo scusa , leggendo di nuovo mi sono accorto che ci sono due trasformatori separati ; comunque bisogna guardare il collegamento degli ingressi.

[GiRock]

Esatto gabri-z, questa storia di rimpiazzare le batterie con un alimentatore ha praticamente fregato tutti la prima volta...

Separati galvanicamente significa che ogni strumento deve avere una sua alimentazione separata!!!

Tempo fa avevo visto uno schema interessante che prevedeva l'utilizzo di un solo trasformatore ed un accorgimento elettronico per alimentare entrambi gli strumentini, se lo ritrovo lo posto...

[demonlg]

No, forse sono stato troppo lungo e poco chiaro io :-)

allora si, gli alimentatori sono due, uno per ogni strumento, ma sono assemblati su basetta millefori unica, in pratica sono due circuiti identici sulla stessa basetta con due uscite distinte e separate, ognuno la sua massa e il suo polo positivo.

Ora, metre vi scrivevo ho tirato fuori questa scheda dal grosso alimentatore dove ho montato gli strumenti e l'ho alimentata senza carico, inizialmente i due led all'uscita si sono accesi e misuravo 9,0 volt alle uscita, pochi secondi dopo ho visto spegnersi il led del circuito che normalmente alimentava il voltmetro ed in effetti in uscita avevo 0.

Ho tolto la 220v, e toccando il traformatore di questo circuito ho notato che scottava in maniera esagerata, bene, l'ho tolto e sostituito ed ora va senza scaldarsi.

La cosa bella che durante il secondo test mi si spegne anche l'altro led, vado a controllare ed anche questo trasformatore scottava, rotto anche lui, ma al momento non ne ho un altro..

Alche' mi sono andato a guardare le caratteristiche e mi sa che ho fatto una cavolata.

In pratica questi trasformatori sono di tipo incapsulato in resina, primario 220v e secondario 9v 2,3 VA !!! Ero convinto che il secondario fosse da 12v e non da 9, credo che in questo modo io li abbia sovraccaricati troppo per il fatto che hanno secondario 9v, raddrizzando e filtrando con il ponte diodi ed il primo condensatore avevo una tensione all'ingresso del 7809 di circa 11 v senza carico in uscita, ora credo che la tensione di 9v sul secondario sia troppo bassa per far andare correttamente il 7809, anche perche' il nuovo trasformatore che ho messo ha il secondario da 12v e non si scalda minimamente...

Resta pero' il fatto strano dello sballamento delle misurazioni quando uso l'alimentatore dove sono montati gli strumenti, fin quando alimento roba normale o non collegata ad un pc tutto ok, se alimento una scheda che a sua volta e' collegata al PC via seriale o ethernet gli strumenti iniziano a sballare di continuo, e quando mi si e' rotto il primo trasformatore degli strumenti stavo proprio testando questa scheda collegata al pc.

Premetto che il grosso alimentatore acceso con in uscita 24v di massima senza carico l'ho tenuto acceso qualche giorno fa per 3 ore e gli strumenti hanno sempre funzionato, non so pero' se i due trasformatori degli strumenti scaldavano, era tutto assemblato e chiuso...

comunque il circuito dei due alimentatori per gli strumenti leggendolo da sx verso destra immaginando lo schema e' composto da:

Trasformatore 220v-9v 2,3 VA

Ponte diodi da 1 A

Condensatore 2200uF 25v

regolatore 7809

Diodo 1n4007 fra in e out del regolatore con anodo verso IN

Condensatore 10uF 25v

Diodo 1m4007 fra polo positivo e negativo con anodo verso polo positivo

Condensatore in poliestere da 100uF 25v

Diodo led

Emanuele

[GiRock]

Allora, il 7809 per lavorare correttamente necessita di almeno 11.5V in ingresso, inoltre non riesce mai ad erogare 1A da solo come riportato dal datasheet e va dissipato adeguatamente, comunque se non disegni uno schema non possiamo capire integralmente il problema reale...

Se hai fuso un trasformatore le ipotesi sono tre:

1) Hai un corto circuito che si presenta in una determinata fase del collegamento
2) E' sottodimensionato per il carico collegato
3) Hai mandato in corto i diodi presenti nel ponte per il forte assorbimento e questi lo hanno fuso

Tieni presente che prima di progettare un qualcosa, bisogna fare sempre fare due conti anche spannometrici per vedere se i componenti utulizzati poi si comportano bene una volta cablati e collegati, quindi la prima cosa da fare in questo caso è informarsi sull'assorbimento del carico, probabilmente gli strumentini utilizzando una resistenza di shunt risentono della caduta di tensione dovuta all'assorbimento del carico mostrandoti valori totalmente sballati se l'alimentatore non è in grado di reggere la corrente richiesta...

Ma non hai mai sentito parlare di fusibili o protezioni elettroniche?

Non vorrai sempre affidarti al caso spero, con il rischio di bruciarne altri?

P.S. non vedo i 100nF in parallelo all'ingresso e uscita del regolatore per evitare autoscillazoni...

[demonlg]

Hai perfettamente ragione, per la fretta non ho messo fusibile e sempre per la fretta non ho fatto i calcoli per adeguare i componenti, ma ne avevo uno fatto gia' cosi e l'ho solo duplicato ed ha sempre funzionato bene.

Credo comunque la seconda ipotesi sia il problema.

Gli strumenti assorbono 0,01 ampere e sono di tipo a cristalli liquidi, ho utilizzato per entrambi due trasformatori che erogano 9 volt 2,3 VA, calcolando mi pare con A=VA / V mi viene fuori 0,25A circa, quindi con la circuteria varia dovrei esserci.

In pratica in uscita avrei bisogno di 9v 0,1A (100mA) quindi cosi come ho costruito il circuito dovrei avere 9v 250mA circa giusto?

Per il condensatore da 100nF in parallelo in ingresso al 7809 non l'ho messo, lo schema che avevo non lo aveva, inoltre quello in uscita prima ho scritto 100uF ma era da 100nF appunto.

Ho pensato anche io ad un corto sul ponte, a questo punto potrebbe essere che senza il condensatore in ingresso al regolatore abbia fatto si che si sia bruciato il ponte a causa appunto di autoscillazioni?

Lo schema e' il seguente, ho aggiunto il diodo in parallelo al condensatore da 100nF in uscita, cambiato l'elettrolitico da 1000uF con 2200uF e il 7805 con 7809.

Emanuele

Modificato: 22 giugno 2013 da demonlg

[gabri-z]

Buona sera a tutti !

A GiRock :

Come ha visto la mancanza dei 100nF prima che mandasse lo schema ?

A demonig :''Diodo 1n4007 fra in e out del regolatore con anodo verso IN''??

Se gli strumentini non supportano 10,6V si spiega la fusione dei trasformatori , ma non la presenza dei 7809.

[GiRock]

Io non intendevo lo schema dell'alimentatore, quello lo sappiamo a memoria tutti quanti, voglio vedere come hai collegato gli strumentini ma non a parole, mostra un disegno, poi tu hai scritto:

L'altro giorno pero' sono incappato un un problema serio, alimentando con questo alimentatore una scheda che ha anche un porta ethernet collegata ad un computer, ho notato che i valori letti dai due strumenti erano impazziti, sballavano di continuo dandomi valori inutili.

Dopo pochi minuti il voltmetro mi si spegne !!!!!

Quanto assorbe la scheda in mA o A?

[demonlg]

Avete tutti ragione!

Faccio una scansione dell'alimentatore GRANDE al quale ho montato gli strumenti, in pratica gli strumenti sono alimentati da due alimentatori seguendo lo schema postato prima e misurano la tensione e gli ampere dell'alimentatore grande.

Con lo schema capirete tutti meglio !

Scusatemi

A dopo

Emanuele

[demonlg]

La scheda che ho provato con quel problema assorbe 0,25 A, senza cavo di rete o seriale collegato al pc funziona tutto regolarmente, se collego o il cavo di rete o la seriale a questa scheda iniziano a sballare gli strumenti..

Ecco lo schema di tutto, ovviamente mancano disegnati i 2 trasformatori da 9v e quello da 25v dell'alimentatore GRANDE, l'ho fatto al volo scusate il disordine nel disegnare, cosi e' come e' adesso, ho aggiunto anche il condensatore all'ingresso del 7809 e tolto i led, i 2 trasformatori attualmente sono da 9v ma essendo bruciato ne ho comprati 2 da 12v:

Modificato: 22 giugno 2013 da demonlg

[gabri-z]

L'ingresso negativo del amperometro è collegato fisicamente anche al negativo del suo alimentatore (pin 2 del 7809) ?

Se si, sta applicando -25 V all'uscita del 7809..........

Va tolto il collegamento tra negativo del alimentatore 'grande' e quello del amperometro.

[demonlg]

No, non e' collegato, la massa dell'alimentazione dell'amperometro e la massa del segnale da misurare sono isolate internamente dall'amperometro, il negativo dell'alimentatore grande non corrisponde al negativo del segnale dell'amperometro..

[ludo69]

per lo schema non c'è che dire, il sistema di riferimenti flottanti (alimentatori isolati galvanicamente) dovrebbe essere ok, ma dalla teoria alla pratica mi permetto di focalizzare un paio di punti....

1) sull'alimentatore: non c'entra niente con il difetto, ma dovresti mettere in serie agli emettitori dei 2 transistor un resistore ogniuno da 0,1 0,22 Ohm altrimenti quello che scalda di più inizia un effetto valanga per cui la corrente non si divide più al 50% tra i transistor ma si concentra in quello più caldo...

2) il voltmetro ha il negativo in comune con l'alimentatore principale, nell'ipotesi (plausibile ma da controllare) che il voltmetro abbia in comune il riferimento per la misura con la massa della propria alimentazione, puoi prendere i 35V dal condensatore di filtro principale e li mandi ad uno stabilizzatore 9V (usa un LM317 che il 7809 è sul limite della massima tensione in entrata...) con cui alimenterai il positivo di alimentazione del voltmetro, ovvero non c'è bisogno di isolamento galvanico del voltmetro (un trasformatore in meno..).

questo stabilizzatore dovrebbe dissipare un pò (35-9= 26V di salto...) e quindi và su aletta o sul contenitore metallico (isolando con mica e rondella di nylon), oppure puoi alimentare questo stabilizzatore con dei trucchi come prendere un capo del secondario dei 25V, metterci in serie un resistore ed un diodo ad alimentare un condensatore elettrolitico di scarso valore, tale che si scarichi un pò da una semionda all'altra senza mai far scendere la tensione (a massimo carico) sotto la minima tensione che serve all'LM317 (usato per fare i 9V). Così la dissipazione si limita ed in parte si sposta sul resistore. se interessa ne riparliamo.

3) nell'ipotesi di prima (riferimento 9Vcc stesso di riferimento misura) anche 'alimentatore dell'amperometro è fattibile con un trucco, ma prima dimmi se l'ipotesi è vera, poi se ne riparla.

Modificato: 23 giugno 2013 da ludo69

[demonlg]

Allora, il negativo dell'alimentatore grande non e' in comune con il negativo dell'alimentatore che alimenta il voltmetro, se misuro la resistenza fra questi due capi (negativo e negativo) ho una resistenza di circa 660 ohm.

Modificato: 23 giugno 2013 da demonlg

[demonlg]

In realta' avevo pensato anche io ad utilizzare i 35v!

Il trasformatore dell'alimentatore grande ha 3 boccole di uscita 20-0-20, io per alimentare il circuito grande ho usato le due da 20 lasciando libero 0, in realta' avrei dovuto avere 40 v ma ne ho circa 32 in alternata, a valle del primo condensatore da 35000 uF ho circa 38v che vanno poi ai due transistor di potenza.

Avevo pensato quindi di prendere un uscita del trasformatore tra 0 e uno dei 20, per alimentare gli strumenti, ma mi ritrovo poi ad avere un unico trasformatore che alimenta i due strumenti vero?

Questo perche' se alimento gli strumenti con un solo alimentatore a se per entrambi come attivo l'uscita dell'alimentatore grande gli strumenti vanno in corto e si rompono, ne avro' bruciati gia' 4 !!!

Emanuele

Caspita, ora che ho guardato bene non ho saldato il C3 tra i due poli dell'ingresso dell'amperometro, in pratica il condensatore in parallelo alla R2 che e' da 0,01 ohm!

Emanuele

[demonlg]

Altra cosa che ho notato nei due alimentatori per gli strumenti, sui due ponti diodi con il tester con negativo sul + e positivo sui due ingressi dell'alternata ho una resistenza di 600 ohm su un ponte ed di 800 circa sull'altro, che io ricordi non dovrebbe esserci nessun valore tra questi due capi, inoltre sono due ponti identici, invertendo i puntali non ho niente, come se stessi misurando un diodo, credo che siano rotti entrambi.

Emanuele

Modificato: 23 giugno 2013 da demonlg

[gabri-z]

Questo non fa fondere il trasformatore.(il C3)

Nel post 6 ha scritto tra altro ,'Diodo 1N4007 tra in ed out con l'anodo verso IN ''

Quale è la realtà , lo schema od il post 6 ?

Buona Domenica a tutti !

[demonlg]

Lo schema gabri-z, volevo dire catodo ed ho sbagliato, lo schema e' esattamente tutto quello che ho nel box dell' alimentatore, esclusa la ventola di raffreddamento da 220v che non ho disegnato.

I due ponti diodi sono ok, li ho dissaldati e provati adesso, fatto sta che i due trasformatori da 9v sono morti, quello da 12 regge, comincio a pensare che sia stato proprio perche' erano troppo piccoli per il 7809!! Oppure si sono cotti per altro che tornava indietro dall'uscita dell'alimentatore grande, mi resta questo dubbio, qualcosa torna indietro altrimenti non impazzirebbero gli strumenti solo quando collego la seriale del pc sulla scheda che alimento, e' come se qualcosa dell'alimentazione che arriva dal pc alla seriale dia fastidio agli strumenti, quello che mi pare strano invece e' quando collego la ethernet che nel mio caso non e' POE e non porta alimentazione!!

Emanuele

Modificato: 23 giugno 2013 da demonlg

[gabri-z]

Se lo schema è ''la realtà'' , scolleghi lo stesso il negativo del alimentatore del amperometro (neg.C1) dalla massa (negativo) dell'alimentatore grande.

Prima di rifare le prove si accerti che tutti e tre gli strumenti ,(A ,V , Alim. 25 V) funzionino singolarmente.Controlli lo stesso se davvero isolati ingressi dalle alimentazioni sui due strumenti A ed V.

[demonlg]

C'e' un errore nello schema dell'alimentatore dell'amperometro, la massa che vedete disegnata non esiste e quindi non e' collegata alla massa dell'alimentatore grande.

Ho controllato sono isolati, con il tester fra massa alimentatore grande e le due masse dei due alimentatori piccoli non c'e' continuita', e nemmeno con le masse dgli ingressi per i segnali da misurare!

Al momento ho funzionante solo l'alimentatore del voltmetro, in quanto il trasformatore del circuito di alimentazione dell'amperometro e' morto e al momento non ho un sostitutivo.

Resta comunque il difetto anche con il solo voltmetro, se alimento quella benedetta scheda collegata via seriale o ethernet al pc il votmetro inizia a segnare valori assurdi, da 18 volt che ho impostato dal potenziometri inizia a segnare 20-24-32-1-40-10 di continuo, come stacco la seriale o l'ethernet segna 18 fisso.

E non e' la scheda che alimento difettosa in qualcosa perche' ne ho altre 20 nuove e fanno tutte cosi!

Collegando il tester in uscita dell'alimentatore mentre il voltmetro impazzisce il tester resta su 18v, c'e' qualcosa che torna dentro e da fastidio agli strumenti!

Emanuele

Modificato: 23 giugno 2013 da demonlg

[Livio Orsini]

Il tester è completamente "floating" perchè è alimentato a batterie, se digitale, o non alimentato se è analogico. Prova ad alimentare il voltmentro con una batteria.

[demonlg]

Alimentato a batteria non fa nessun difetto!

[Livio Orsini]

Alimentato a batteria non fa nessun difetto!

CVD.

Non c'è nessun "rientro"; son solo gli zero volt incompatibili. Il voltmetro per funzionare correttamente deve essere completamente isolato dalla tensione da misurare. Se non lo vuoi alimentare a batteria come il tester, devi assicurarti di avere un trasformatore o un secondario, completamente isolato.