Voltaje positivo y negativo a tierra

[mariacontenis]

Un saludo compañeros. Tengo una duda acerca de leer voltajes positivos y negativos a tierra. Me explico a continuación:

Tengo tres bancos de baterías con sus respectivos cargadores de baterías. Los voltajes de cada cargador con su respectivo banco de baterias son de 12, 24 y 48 volts. El problema que tengo es que no se si pueda leer estos voltajes sin quemar el pic y me refiero a quemarlo no por la razón de meter este voltaje elevado, por que se que con un divisor estaría leyendo estas tensiones.

Más bien es por que los cargadores tienen la siguiente referencia a tierra:

48v con positivo a tierra.
24v con positivo a tierra.
12v con negativo a tierra.

Algún comentario u experiencia con ello. Por favor.me será de gran ayuda.

[KILLERJC]

Conectar un punto a tierra y con el otro medir, tendrias el problema de la tension inversa del banco de 12V. De todas formas si un borne esta conectado a tierra, no creo que sea buena idea conectar un borne a tierra y medirlo, por que el potencial en la tierra no es el mismo en todos lados, e incluso va a depender de la humedad de la misma. ( Aunque no veo el por que no podrian estar todos conectados directamente).

Suponiendo que no importe y se puedan conectar los 3 bornes sin ningun problema (los 3 que estan a tierra). Entonces lo unico que te quedaria es invertir los 12V.

Ahora si queres tener una aislacion (a pesar que estan conectados por tierra ) podrias hacer:

Realizar un par de placas para cada banco de bateria, y luego tu PIC con 3 reles de señal ( dobles - DPST ) podrias tener una separacion total de las 3 fuentes y sin miedo a quemar nada. Tampoco vas a leer de forma abusiva el valor de la bateria, es decir tal ves lo leas 1 ves cada 10 segundos o tal ves mas tiempo. Suponiendo que los cargadores funcionen correctamente y lo unico que buscas es leer el estado de la bateria. Esta trae la ventaja que es una sola placa para todo, la desventaja es el rele que tiene un numero de operaciones "limitadas", pero al no ser tan exigente en velocidad no creo que exista problema.

Si quisieras hacer una supervision rapida de cada bateria y aun asi tener aislacion entre entras, podrias crear una placa con un pequeño PIC que lea el ADC continuamente para cada bateria y actue en consecuencia, y luego lo envie, al enviarlo pasaria por un opto-acoplador a una placa que recibiria los datos y podria mostrar los 3 valores juntos.

[Abner_emanuel]

Gracias KILLERJC.

Me da gusto que me ayudes a disipar mis dudas.

Me comentas acerca de implementar un circuito aislando el banco de 12V por que es quien me causaría problemas. Me gustaría implementar una o dos maneras diferentes se solucionar este problema e implementar el mejor.

Me podrías dar una idea de como hacer este diagrama que me comentas?

Anexo fotos de lo que tengo, ahí muestro solo algún banco y un cargador de baterías.

[KILLERJC]

Para mi el circuito equivalente quedaria asi:

Captura de pantalla de 2016-05-12 15:09:19.png
(5.08 kB, 476x484 - visto 11168 veces)

El valor de las resistencias va a depender de muchas variables. Distancia entre las tomas a tierra, humedad, la tierra misma, etc.

Esto si conectas el AVss de la parte analoga a tierra, e intentas medir con el otro.

Estoy suponiendo que los bornes NO estan unidos y luego van a tierra. Que es como lo explicaste vos al comienzo.
Si los bornes estan unidos y recien luego van a tierra ( como en tu circuito ) se volveria mas facil de realizar, ya que simplemente tomas todas esas uniones como AVss, y solo restaria invertir la de 12V asi queda como una tension positiva para poder medirlo con el ADC.

Y tambien esto es la tension en las baterias, si por ejemplo solo se envia 1 cable por bateria a la carga, y el otro termina en el carga se toma de tierra. Seria imposible determinar exactametne el potencial en la carga solo midiendo en la fuente.

Tierra no posee un potencia de 0V si o si. Y puede existir una diferencia de potencial entre el lugar donde las baterias hacen tierra , y donde la carga hace tierra. Por ejemplo que dodne esta la carga hubiera un potencial de 2V mayor a donde esta la bateria en la tierra, en la bateria son 24V pero en la carga tenes 22V.
Igual estoy hablando con supuestos, ya que ni se de que es el circuito ni como esta conformado realmente. Y tal ves la estoy complicando demasiado.

[Abner_emanuel]

Creo que debí haber puesto este dibujo desde un inicio. Una imagen dice mas que mil palabras dicen por ahí.

 En la imagen se ven los cargadores (solo el de 12 y 48), y muestro como están conectados físicamente. Desde un inicio me surgió la duda si prodria leer así simplemente esos voltajes (con un divisor) con un pic y despreciar la conexión de tierra física. Mas quise preguntar a qui en el foro donde siempre e encontrado apoyo.

Pareciera que es una fuente dual por el tipo de conexión mas tu  me dirás KILLERJC.

Quizás repitiendo mucho, lo que pretendo es medir el voltaje en los bornes de cada banco de baterías (12 y 48 vcd), sin afectar al pic por el tipo de conexión a tierra.

Un saludo..

[KILLERJC]

Parece que no nos entendemos.. Ahora me toca a mi con las habilidades del paint

opciones.jpg
(181.02 kB, 911x903 - visto 10602 veces)

La linea negra en el dibujo es un CONDUCTOR.

¿Que circuito tenes vos?

Si tenes el circuito de la "opcion 1" pienso que deberias usar un pic para cada banco de baterias. Ademas permitiria un rapido accionar. Necesitarias aislarlo con lo que se comunique. No haria falta ni inversor pero es mas circuito y mas costo.

Si tenes el circuito de la "opcion 2" entonces necesitas un solo PIC, e invertir la tension de la bateria de -12V para que sea positiva frente al comun.

Tambien todo va a depender de lo que necesitas hacer. Necesitas medir y mostrar el voltaje ( o conocerlo en todo su rango ), o simplemente marcar con un ON/OFF cuando baje de cierta tension ?, Por que tal ves un simple comparador,  un par de resistencias + un zener o algo parecido sea suficiente para cada circuito. No se lo que pensas hacer por eso lo digo. Si necesitas un ON/OFF no vale la pena ir por un PIC en cada bateria para el circuito de la "opcion 1" por ejemplo.

[Abner_emanuel]

El sistema de tierra esta unificada para los tres bancos. Es casi como lo dibujaste en la opción 2 y digo casi por que los positivos de 24 y 48 van a tierra y en el caso de 12v el negativo va a tierra y tu lo dibujaste poquito diferente, de cualquier manera también le pegue al paint... jejejeje.

Anexo la imagen modificada..

[KILLERJC]

Entonces podes usar un PIC solo y 3 entradas analogicas para medir la cantidad, ahora con la correccion que hiciste vas a tener que invertir el voltaje del banco de 48V y de 24V, con un AO en inversor, ademas eso te permite una buena impedancia de entrada,  aunque vas a necesitar si o si un divisor resistivo en la entrada del mismo y que podes seleccionar algo grande para evitar demasiada perdida en el mismo. El de 12V tambien seria bueno poner un AO como ganancia unitaria para incrementar la impedancia vista desde la bateria.

El PIC alimentado con una fuente aislada ( transofrmador ) en el cual el GND y AVSS terminen conectados junto a al comun de todas las baterias, es decir al borne positivo de 48V o que es lo mismo que el positivo de 24V o el negativo de 12V.

Luego las 3 entradas analogicas son las salidas de los 3 AO que pueden tener una pequeña resistencia entre medio y un capacitor si es que queres que no varie tan rapidamente o por ruido. ( Total no necesitas una velocidad TAN rapida para medirlo, no es que se van a agotar en milisegundos las baterias .

Lo unico que deberias tener en cuenta por si algun cargador pone tension de mas en el mismo es tener espacio para cubrir esa posibilidad, aunque si alimentas el AO con 5V la salida no deberia superar jamas ese valor. Pero deberias ver si es posible que aguante la entrada con un valor mayor.

[Abner_emanuel]

Entonces los 48 y 24 volt son los negativos y de 12 es normal?. Por lo tanto y por ejemplo, para leer el voltaje del banco de 24v deberé poner un divisor de voltaje de tal manera que a su salida me de 2.4v(que serán -2.4) y de ahí con un AO en modo inversor pasar esa tensión a 2.4 positiva para que posteriormente el ADC del pic lo leerá y lo multiplicó por 10 en el code del pic para que sean los 24volts.

[KILLERJC]

Espero que se entienda...

Vb+ = Terminal Positivo de la bateria
Vb- = Terminal Negativo de la bateria

(Vb+) - (Vb-) = 24V

Cuando se dice que la bateria tiene 24V quiere decir que si tomas como REFERENCIA a Vb- entonces Vb+ esta con un potencial de 24V por encima de Vb-. O como lo dice la ecuacion, la diferencia de potencial entre los 2 bornes es de 24V.
Ahora si en ves de tomar como referencia a Vb- lo hacemos con Vb+ quedaria:

(Vb-) - (Vb+) = -24V

O por decirlo asi, Vb- esta con un potencial de -24V por debajo de Vb+.

¿Se entiende ahora por que queda "negativo"?. Si no podes verlo facilmente, anda con un multimetro, pone la punta negra sobre ese "comun" a todas las baterias, y luego toca con la otra punta el otro borne. Y vas a tener cual es negativo y cual es positivo.

Y si deberias primero dividirlo con un divisor resistivo y luego pasarlo por el AO. No se si se puede hacer directo, es decir crear un AO inversor con una ganancia X. La alimentacion del AO va a ser la misma del PIC, por lo tanto su salida no va a excursionar mas que eso, pero no se que pasaria si en la entrada tenes unos 40V mas que la fuente, si es capas de trabajar por igual forma.
Por eso asumi que le pongas el divisor resistivo.

No te va a dar perfecto. Luego eso con el programa lo "arreglas".

[Abner_emanuel]

Soy un poco tardó pero ya quedó entendido KILLERJC, espero no haberte desesperado. Iniciaré con el code  y la simulación en proteus. Un gusto saludarte y gracias por tu tiempo.

Continuó.... 

[Abner_emanuel]

Bien, ya de nuevo. Decidieron por mi.

Les cuento, no se medirá el banco de 12, solo 24 y 48. Comprobado lo que comento KILLERJC necesariamente deberá lleva el seguidor de voltaje.

Ahí anexo el diagrama.

[Abner_emanuel]

Aquí de nuevo 

KILLERJC o amigos del foro ahora voy a medir la tensión alterna de la red eléctrica a 127 VAC.  No se si implementar un transformador de aislamiento 1 a 1 (127 a 127vac) o un transformador 127 a 12vac.

Implementado alguno de estos dos de la siguiente manera:

A partir de la red eléctrica poner el transformador, un puente de diodos, un divisor de voltaje y un capacitor para leer a partir de los 127 VAC los 1.27 vcd.

Cual de lossiguiente dos componentes que anexo en foto sera mejor a guardara con mejor funcionamiento el circuito pretendido.

 

[KILLERJC]

El primero los vi unicamente en filtros EMI, no aplicados como "transformador".

El otro es un transformador comun pero no necesitarias uno de gran potencia ( 10mA creo que sobrarian ). Si ademas alimentas al PIC con un transformador como habiamos dicho, podrias usar la misma salida del trafo para medir el voltaje, sin necesidad de comprar otro mas.

[RALF2]

Hola amigos.
Lei rapidamente el tema y creo que hablan de utilizar un amplificador operacional para invetir uno de los voltajes que es negativo, pero si quieren ahorrar en costos, porque no utilizar un puente rectificador de onda completa para invertir el voltaje y luego desde el software del pic sumar la caida de dos diodos al resultado obtenido de la medicion      

Saludos