Arduino измерительный высоковольтный электрический забор

Question

Arduino измерительный высоковольтный электрический забор

Я хотел бы знать, есть ли у кого-то опыт измерения высоких напряжений с помощью Arduino.

Однако я знаю, что вы можете использовать резисторы, чтобы снизить напряжение.

Я хочу иметь возможность измерять импульсы электрического ограждения, используемого для предотвращения побега сельскохозяйственных животных. Эти импульсы высокого напряжения и не всегда будет аналогичное напряжение. Я хочу прочитать эти напряжения, проверить их на различия.

Итак, я задался вопросом, сделал ли кто-то что-то подобное, и если Arduino становится странным, когда он получает напряжение выше 5 В при низкой силе тока на своем аналоговом порту.

--вот некоторые возможные решения для тех, кто хочет знать ответ-- -в основном на основе комментариев и ответов ниже --

Использование резисторов в качестве делителя напряжения при одновременном наблюдении за максимальным расстоянием искрового промежутка и емкостной связью.
использование трансформатора/катушек для снижения напряжения.
используя высоковольтный зонд для его измерения.
использование неоновых ламп или других источников света для его измерения.
зарядка конденсатора и измерение времени разряда с высоким сопротивлением(работает только для общей мощности)

-этот список предназначен как резюме того, что обсуждается, дальнейшие идеи и решения по-прежнему приветствуются -

@TeD van Loon, 👍3

Обсуждение

Да, обычно это пара тысяч вольт. Я боюсь, что простой резистор не подойдет, так как напряжение достаточно велико, чтобы вызвать серьезные помехи или прыгнуть через воздух. А это весьма эффектно разрушило бы ваше оборудование., @PMF

Вы действительно хотите измерить его, например, пропорционально, или просто посмотреть, что он все еще работает?, @timemage

Я не думаю, что проблема в высоком напряжении. Я вырос на ферме в Германии, и было много случаев экспериментировать с элем. заборы, когда я был ребенком ;-). Напряжение не настолько велико, чтобы "перепрыгнуть" более чем на долю миллиметра, и то только при идеальном заземлении. Я бы сказал, что единственное, что прыгает, - это фермер, если он дотронется до забора. Да, я пробовал. Да, я прыгнул., @Peter Paul Kiefer

Одна из проблем-это колебания напряжения. Вы можете быть уверены, что все импульсы имеют одинаковую величину. Вы можете построить делитель напряжения, иногда этого достаточно, иногда нет. Следующая проблема-это длина импульса, Как вы можете быть уверены, что получите пиковое напряжение, если вы берете зонды только в дискретные моменты времени? Поэтому я бы сказал, что arduino allone недостаточно быстр, чтобы дать вам надежные результаты., @Peter Paul Kiefer

Если вы хорошо разбираетесь в электронике, постройте делитель напряжения с двумя высоковольтными резисторами низкого значения. Добавьте к нему пиковый детектор и измерьте напряжение с помощью вашего arduino. Используйте диод Zehner 5V для защиты контакта Arduino от высокого напряжения. Диоды Zehner медленные, поэтому вы можете использовать N диодов shottkey, которые добавляют около 5 В., @Peter Paul Kiefer

я думаю, что вы можете купить тестер забора, который содержит неоновую лампочку ... используйте фотодатчик для обнаружения света от лампы, @jsotola

@PeterPaulKiefer: при 10 кВ импульс может вызвать искру размером не менее 10 мм, что абсолютно важно, учитывая физический размер макетной платы или резистора., @PMF

Обычно вы используете длинную цепочку резисторов. Напряжение на каждом из них тогда ниже максимального номинального напряжения для этого отдельного резистора (и любых связанных с этим расстояний). Однако трансформатор может быть лучшим решением для гальванической изоляции., @Majenko

@PMF Сигнал 10 кВ с высокой частотой может сделать это (например, катушки Теслы). Единичный импульс не имеет ни силы, ни времени, чтобы ионизировать воздух. Импульс может создать высокопотенциальное электрическое поле, но провода слишком малы, чтобы принимать от него большое напряжение. Если вы держите arduino на расстоянии 10 см от проволоки забора, поле почти не оказывает влияния. Прямая связь напряжения с делителем напряжения-это единственный способ построить дешевое измерительное решение, если вы получаете его для измерения достаточно быстро, чтобы найти пик импульса или использовать пиковый детектор., @Peter Paul Kiefer

Использование trafo затруднительно, потому что у вас нет синусоидальной волны, поэтому trafo оказывает влияние на форму сигнала. Тогда становится трудно восстановить пик. И, как я понимаю, различные пиковые напряжения импульсов являются целью этого упражнения., @Peter Paul Kiefer

Ах, об одной вещи я забыл упомянуть. Конечно, Ардуино-не единственный, кто находится в опасности. 10кВ (даже короткий импульс) может убить вас. Например, если у вас слабое сердце. Так что будьте осторожны., @Peter Paul Kiefer

@PeterPaulKiefer Я просто хочу добавить еще один момент: вам не нужно измерять пульс. Напряжение на электрическом заборе статично: при прикосновении к проводу вы сразу получаете удар током - вам не нужно ждать следующего импульса. Импульсы используются только для подзарядки емкости ограждения., @Sim Son

@SimSon Как только вы добавите делитель напряжения к проводу, он будет разряжен. Вы получите пиковое напряжение только на пике импульса. Вам нужно точно измерить пик импульса или вы используете пиковый детектор, если хотите измерить разницу в пиковом напряжении, как ИМХО просил ОП., @Peter Paul Kiefer

По моему опыту, электрические ограждения гасят высоковольтный переменный ток. Это самый простой, низкотехнологичный способ повысить напряжение, в конце концов-трансформатор во много раз больше обмоток во вторичном, чем в первичном, просто повысит вход переменного тока до высокого напряжения., @Duncan C

https://forum.arduino.cc/index.php?topic=18043.0, @AFract

В то время как мой вопрос описывает электрическое ограждение, чтобы сделать его более удобным и понятным для всех, фактическая система использует специальную катушку без сердечника для самоиндукции. он работает от 12 В и предназначен для обнаружения объектов, которые реагируют на магнитный или электромагнитный заряд. поскольку сама катушка имеет довольно высокое сопротивление(+-50 Ом), выходной ток и напряжение вполне безопасны и находятся ниже реального электрического ограждения. Я могу вызвать искры с его помощью к клемме батареи, отсоединив ее скользящим соединением, и получаю самое большее около 2 мм искр(см. лестница Джейкобса). обычные искровые разрядники работают не более чем до 0,1 мм., @TeD van Loon

@timemage Мне нужно на самом деле измерить его, чтобы обнаружить разницу в собственной индуктивности. таким образом, я могу использовать это для обнаружения объектов и их относительного расстояния/местоположения., @TeD van Loon

@PeterPaulKiefer возможно, я смогу сделать его достаточно стабильным с помощью нескольких небольших конденсаторов, тогда я смогу измерить общую энергию вместо напряжения, что в данном случае также должно дать хорошие результаты, чтобы стабилизировать самые высокие пики, и это может лучше подойти пику arduino., @TeD van Loon

2 ответа

@*ocrdu* · Answer 1 · 2021-02-03 14:35-00:00

Вы говорите об измерении импульсов от 2 кВ до 10 кВ с примерно от 1 до 5 Дж энергии на импульс.

Максимальный ток может быть очень низким, но напряжения, которые вы хотите измерить, очень высоки и, скорее всего, повредят ваш Arduino без надлежащих мер.

Вам, по крайней мере, понадобится делитель напряжения, чтобы уменьшить напряжение, которое видит Arduino, до 5 В (или 3,3 В для некоторых Arduino), чтобы иметь возможность производить измерения с помощью АЦП Arduino.

Напряжения достаточно высоки, чтобы преодолеть достаточное расстояние с помощью искры; они вполне могут преодолеть физически небольшой резистор или расстояние между двумя соединениями на вашей макетной плате или печатной плате.

Честно говоря, я думаю, что вам не следует приближаться к таким напряжениям с помощью Arduino, если вы точно не знаете, что делаете при подготовке сигнала для вывода АЦП Arduino.

@*user3765883* · Answer 2 · 2021-02-10 02:43-00:00

Когда вы говорите "сканировать на наличие различий", вы имеете в виду различия вдоль забора или что-то еще? Планируете ли вы использовать Arduino в качестве портативного вольтметра? Если это так, то покупка высоковольтного датчика для стандартного вольтметра звучит намного практичнее.

Однако, если вы планируете установить несколько точек датчиков вдоль забора, чтобы вы могли постоянно отслеживать амплитуды импульсов вдоль забора, то это совсем другое дело, особенно если вы думаете об использовании на открытом воздухе на большой длине забора.

Не могли бы вы немного поподробнее, пожалуйста?