Analog in isolerad 500V+ hur gör man det?

[hawkan]

Hur gör man för att mäta spänningen mellan munstycket på plasmaskäraren och arbetsstycket på ett bra sätt?
Spänningen igger normalt kring 100V men man får ta höjd för kanske 1 kV.
Och det ska in i en mikroprocessor rätt så omgående (vill inte skriva realtid).

Standardlösningen är Mesas THCAD, men jag kan tänka mej att ha en annan lösning.
Jag tänker något i stil med isolerad ADC.

[hawkan]

Det är det kortet jag har, samt tilläggskort i form av I2C ADomvandlare för att mäta arc-voltage från plasman för torch height control.

Kan du ge lite detaljer om det? Verkar som du använt en vanlig allmän krets. Så behövs inte det isoleras för det är vad som jag har i tankarna.

[malman]

Std I2ç ad, som isoleras med en analog devices Adum krets... Finns sch på brookwood designs github.. projekt adci...dvs det är i2c-n som isoleras...

Mesa THCAD har en spänning/frekvens omvandlare som sedan isoleras med en Adum...dvs envägs signalering..

Omvandlingselektroniken flyter potentialmässigt med plasman i båda dessa designer.

Brookwood designen tycker jag inte riktigt är mogen då den inte har intern spänningsmatning av den isolerade sidan... Och iom att plasma ljusbågen är negativ i förhållande till returledaren kopplar den designen arcvoltage till 5v matnings jorden... Som man sedan kanske drar en bit i sin elektronik kapsling.... (Om man sätter AD psu en bit iväg)
Jag har ritat/beställt ett kretskort med en isolerad dc/dc som kommer placeras i direkt anslutning till A/D kortet...
Nästa issue är att ingången är helt ofiltrerad... Jag kommer nog sätta spänningsdelningsresistorer utanför elektroniklapslingen och lite kondensatorer för att filtrera lite.... Mesa anger typ 2,5kHz LP filter på THCAD.... (Skaffade en dylik för nåt år sedan, men den funkar fn inte mot GRBLhal)

Jag kommer också fördela spänningsdelaren på båda tamparna, så jag har resistorer på både plus o minus ledaren från plasman... Förhoppningen är att bättre dämpa störningarna. BWD's manual beskriver bara en resistor...

[hawkan]

Ja så kan man göra, kanske bättre än vad jag tittade efter. Isolated ADC aka isolated modulator ger en MHz-ig pwm-signal där duty-rate är kopplat till spänningen. Vet inte hur jag tar in en sån signal bara.

Så det här spåret verkar bättre. Men håller med om strömförsörjning till plasma-sidan.
Sprang på andra isolators i mitt sökande, och denna kanske gör det, isolerar både signal och strömförsörjer.
https://www.ti.com/product/ISOW7741
Och finns det en så finns det flera, får leta.

Jag har ett THCAD-kort, den ger frekvens mellan 3.8 kHz och uppåt något tiotal kHz, beroende på frekvensdelarens inställning (jumper).
Mäter frekvensen, eller pulslängden snarare, med ett vanlig IRQ och räknar klockpulser mellan gångerna.
Om man inte har den sämsta kabeln som finns (vilket jag hade i början) så ger det ett stabilt värde, lika stabilt som enkoder-ingången på 7i96 som jag jämfört med.
Har ingen filtrering och behöver ingen som det verkar nu.

[malman]

Thcad-300'n jag har, har en bunt RC-filter poler...
Men den moderna designen verkar backat från detta å kör bara nån RClänk om jag minns rätt

[malman]

En korrigering.... BWD's design använde inte en adum som Mesan... Utan en ISO1540 eller 1541 från TI. (Måste sp matas separat på iso sidan)

Mesa nyttjar en ADUM5241 som genererar matningspänning till den isolerade sidan...

[H.O]

Hur etableras ljusbågen i plasmaskäraren?
Om det är likt en TIG med såkallad HF-start så måste "gnistan" (som kan vara flera kV) hindras från att nå mätkretsen. Vid TIG så ligger bågspänningen på 10-15V vilket enkelt kan mätas med en multimeter men HF-starten slår enkelt sönder även en välbyggd multimeter.

[hawkan]

Ja det sitter R och C, har också en 300. Jag tänkte mer på digitalt filter, för 7i96 enkodern har ett filter som säger att 15 klockcykler ska signalen vara hög (eller låg) för att räknas.
Plus att det finns inbyggt lågpass på 100 Hz i plasma-komponenten men tveksam om jag använder den.

Jag har en lift-start. I munstycket. Så kallad blowback-start. Så jag har inte HF-start problem.
Plasmade lite alldeles nyss och det fungerar bra. Ska se om jag kan ta en bild.

Haha jag lyckades ta mitt emellan två skär. Jaja men det är väl inte så intressant kanske?

Skärmbild 2025-02-03 160516.png

[malman]

Petimeter... Blowback start är ju tryckluften som trycker iväg en elektrod som 'drar en ljusbåge internt i 'torch'en (svenskt ord för hantaget??)
Lyftstart är väl att man drar ljusbågen från arbetsstycket...

Som jag fattat det iaf..

[hawkan]

Så här blev första riktiga grejen jag plasmat i denna maskinen. 3mm plåt.
Den fungerar bra. Men jag vill ha direkt in med plasmaspänningen, inte via THCAD. Även om det fungerar alldeles utmärkt nu.
Jag får väl ta och göra en kopia av den som visas på github.

Skärmbild 2025-02-03 165723.png

Man upptäcker ju då saker som kan förbättras, inte direkt relaterat till vad man tror är svårt.
Plasmaskäraren och kompressorn sitter på samma säkring. Efter en stund blir det för mycket och proppen går.
Det blir ordentligt med rök från skärningen, fick vädra ordentligt.
Det är skrovligt där kullagren löper och det verkar ha blivit en beläggning på kullagren, så x-axeln löper inte så bra, det hackar lite.
Plasman skar igenom ovansidan på arbetsbockarna som är under plåten.
Återstartmöjligheten är suverän. Trots att skäraren stannade när proppen gick, kunde jag återstarta med ett tryck.

Sånt där finjusterande som man bara upptäcker vid test.

[hawkan]

Petimeter... Blowback start är ju tryckluften som trycker iväg en elektrod som 'drar en ljusbåge internt i 'torch'en (svenskt ord för hantaget??)
Lyftstart är väl att man drar ljusbågen från arbetsstycket...

Som jag fattat det iaf..

Jo men principen är samma. Blowback är ju lyftstart, bara att "lyftet" görs av tryckluft som trycker bak en grej.

[grym]

hur noga behöver det mätas och hur snabbt

finns analoga "optokopplare" med analog värde in och analogt värde ut
funkar upp till ca 20 khz eller något sådant

har använt dom för mätisolering

behövs ju separat matning till den delen av kretsen

tror dom klarade 1500v

kan kolla om jag hittar någon så jag kommer ihåg vad som heter

[hawkan]

Skulle gissa på snabbare än säg 10 Hz och repeterbarhet (tror jag det heter, hur mycket det får skilja om man mäter samma spänning flera gånger) på 0.1 V, kanske 0.2 V.
Om mätvärdet är fel gör inget, bara det är lika fel alla gånger.

[hawkan]

Här är en billig isolated dc/dc converter men den har specifikt inte reglerad output. Undrar om det duger?
https://www.sunrom.com/download/B0505S-1W.pdf
Kostar inte mycket på alix, 5 st för 30 spänn.
Mouser har många som skulle passa, börjar på tjugo spänn. Det är det värt för att få även strömförsörjning isolerad. 1 kV råkar den ha.
...
Jag har tittat på tme.eu, det finns ju massor. Bara att välja. Får jag en lugn stund så ritar jag om schemat och lägger in en converter.

[malman]

Jag matar mitt t41u5xbb kort med 5v… och valde en 5v till isolerad 9v då adkortet har en egen 5v stabb… använde en massa Recom dc/dc’s i ett jobbprojekt så det blev en av deras småttingar… typ 1w…. Som mouser tog 80:- för… eller om det blev 3kv optionen för 150…. Minns nu inte riktigt…. Recom R1S-0509
Kletade ihop ett spänningsdelarkort lite snabbt nu ikväll för att få med det i PCBway leverans av lite andra kort som var på gång från kina… blev overkillvarianten med 3 balanserade steg med kondringar i varje, mkt likt thcad-300…. Behövs inte filtreringen kan man alltid bygla lite på kortet…. Huvudfokus var att få någonstans att sätta lite resistorer utanför apparatskåpet... blir en liten lådda i närheten av plasma aggregatet.

THCresDiv.png

THC ExtRes .PNG