adc pic disaccoppiato per applicazioni industriali

Salve a tutti, sto realizzando un piccola scheda per controllare attraverso un pic un motore da 220 V. Il controllo della velocità devo farlo tramite un uscita analogica del PLC che varia da 0 a 10 V. Sostanzialmente il pic acquisisce la tensione proveniente dalla scheda analogica del PLC e genera un segnale pwm proporzionale alla tensione che riceve in ingresso. Sapendo che la scheda dovrà lavorare in ambiente industriale ho la necessità di proteggere l'ingresso adc del pic, ma in che modo? Qualcuno sa consigliarmi qualcosa? Pensavo ad un fotoaccoppiatore oppure a un op-amp in configurazione buffer con dei diodi tvs sul pin non-invertente.
Grazie , Valerio.

Salve Valerio,

giusto per capire meglio come i 220V e i 10V sono tra loro "collegati", potresti fare uno schema a blocchi del sistema.
Da un lato vuoi proteggere il tuo ingresso, ma le considerazioni potrebbero essere altre a seconda di come poi sei collegato al sistema a 220V (ovvero come lo controlli).

Sai se il PLC ha un uscita isolata?
Hai la possibilità di usare un uscita 0-20mA piuttosto che 0-10V?

Saluti,

Mauro

Ciao Mauro, ho aggiunto lo schema a blocchi...

Il PLC ha l'uscita isolata, purtroppo la sua scheda analogica è solo in tensione (0-10V)

Come vedi il pic deve essere il più isolato possibile con l'esterno.

Il problema è che il fotoaccoppiatore è facile da usare in presenza di un segnale digitale, in quanto la lettura ha soli due valori. In analogico invece si è penalizzati dalla soglia di accensione del led, che si aggira intorno a 1.25 - 1.5 V e in questo modo perderei del segnale per via del led spento....quindi la regolazione non sarà lineare.

Esiste un modo per evitare questo?

Grazie.

Salve Valerio,

se devi leggere la tensione 0-10 V, è bene isolare il tutto.
In questo modo eviti che se hai cavi lunghi tu possa avere problemi di tensioni di massa diverse.

Per leggere il segnale 0-10V potresti usare un operazionale isolato, la Texas Instruments ne ha diversi.
Generalmente questi non hanno bande molto grandi quindi dipende dal tuo tempo di risposa.

Potresti anche avere un convertitore tensione a impulsi prima di un optoisolatore.
Poi ti ritroci a misurare la frequenza i l'ampiezza dell'impulso a seconda del convertitore che stai usando.

Altra soluzione è quella di mettere un ADC dal lato dei 0-10 V e isolare l'interfaccia dell'ADC verso il microcontrollore. La Texas Instruments ha rilasciato da poco un ADC con interfaccia UART, proprio per queste applicazioni, visto che l'interfaccia UART è facile da isolare.


In tutti i casi hai bisogno anche di un alimentatore isolato che potrebbe o meno essere incorporato con l'optoisolatore.

Dal lato 0-10V è bene anche far uso di TVS al fine di limitare eventuali stress ai componenti, soprattutto se i cavi sono lunghi. Gli ambienti industriali sono piuttosto rumorosi.
Se leggi una tensione piuttosto che corrente, devi far uso di buoni cavi schermati.

Saluti,

Mauro