Muestreo de alto voltaje con divisor de potencial de microcontrolador que afecta la señal

Estoy tratando de muestrear una señal de controlador de luz LED que es una señal de CC con un voltaje medio aproximado de poco más de 50 V y una ondulación pico a pico de 3 V. Me gustaría probar la señal con un microcontrolador que tenga una entrada máxima de 5 V en su ADC.

Intenté construir un circuito divisor de potencial simple con resistencias de 1M y 100K, y luego abrí la lámpara y conecté mi divisor de potencial en paralelo con los LED que se activan en la lámpara (parece que hay 9). Esto funcionó para reducir el voltaje, sin embargo, cambió por completo la forma de la señal. ¿Supongo que esto ocurrió porque estoy cambiando la carga en el controlador?

Aquí hay algunas imágenes de mi señal antes y después del divisor potencial. El voltaje reducido no solo cambia de forma, sino que también se vuelve ligeramente inestable. El voltaje pico a pico de la onda fluctúa ocasionalmente haciéndose más grande, así como la frecuencia de las señales que disminuye (por lo que la onda se extiende y se hace más grande).

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¿Alguien tiene algún consejo sobre cómo debo reducir este voltaje y al mismo tiempo conservar la forma de la señal original? Gracias.

Editar: Así que este es mi esquema.

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La lámpara LED es una lámpara normal de uso doméstico, que se alimenta de red 240V AC. La caja negra es el circuito del controlador conectado a 9 LEDS en serie. Yo no diseñé esto, lo hicieron los amables fabricantes de lámparas. (Como no puedo publicar más de 2 enlaces por publicación con una reputación inferior a 10, tuve que incluir las imágenes como las que tengo a continuación; sin embargo, si las copia y las pega en la barra de URL, debería funcionar)

FakeMoustache, el alcance en sí no tiene una conexión a tierra y está conectado a la red eléctrica a través de un transformador de aislamiento para que la tierra esté flotando. No sé del todo a qué te refieres con "cambiar del lado positivo". Sin embargo, todos están en serie conectados de positivo a negativo :).

Cuando mido los LED y agrego el divisor de potencial, la señal no cambia. Sin embargo, cambia cuando aprovecho el divisor potencial. También bastante extraño, pero probablemente debido a que cometí un error de novato con mi alcance, la forma de la señal cambia con el factor de atenuación en la sonda.

Aquí hay algunas medidas AC acopladas. Los dos primeros son con atenuación x10 en la sonda (con el osciloscopio configurado en x10). Los dos segundos son con la sonda y el alcance configurados en x1.

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i.stack.imgur.com/slEq2.jpg

Estaré muestreando a 1Khz, pero todavía tengo que probarlo, lo haré hoy y trazaré el gráfico para ver cómo se compara con lo que estoy obteniendo de mi alcance.

La capacitancia parásita es una posibilidad, ya que estoy usando un par de cables de aproximadamente 1,5 a 2 m para conectar la lámpara a mi divisor de potencial. Pero, ¿eso no afectaría la señal en todo el divisor así como en el medio?

Estaría dispuesto a apostar que la forma realmente no ha cambiado mucho, es solo que la escala es diferente. Es interesante que el valor pk-pk es un porcentaje mayor de la media en la segunda captura frente a la primera. Simplemente no tiene sentido que una carga de 1,1 M afecte al regulador en absoluto.
Mientras observa la medición original, agregue una pequeña carga (como el divisor) a esa señal. ¿Cambia justo debajo de esa carga?
¿La lámpara está realmente conectada a la alimentación de CA o es una verdadera configuración de CC que ha creado?
Para llevar esta discusión al siguiente nivel, realmente debería incluir un esquema. Por ejemplo, no está claro cómo se conecta la tierra del alcance. ¿Están los LED encendidos en el lado positivo, etc.?
La base de tiempo parece ser diferente para las dos imágenes. ¿Ha intentado cambiar al acoplamiento de CA en el alcance para ver solo la ondulación? Además, si esa imagen "Post" se toma del divisor de voltaje, entonces es posible que la alta impedancia le permita captar ruido o que alguna capacitancia esté corrompiendo su señal.
No puedo enfatizar lo suficiente lo que dijo @FakeMoustache: debe proporcionar un esquema detallado, incluido su circuito de controlador y exactamente cómo le está aplicando su circuito divisor. Ambos. No solo el divisor por sí mismo. No hay suposiciones aquí. Un divisor diseñado correctamente no cargará mucho el circuito, así que no creo que ese sea el problema. Estoy sospechando cómo lo aplicaste. Pero realmente necesito ver lo que hiciste. El voltaje en la segunda pantalla está muy cerca de donde comenzarán a operar los diodos de protección y sus pulsos me preocupan. ¿Cuál es la frecuencia de muestreo de su ADC?
Por lo tanto, no puedo cargar más de 2 enlaces si mi reputación es inferior a 10. Pero he agregado enlaces como texto en el cuerpo principal de mi esquema.
"Así que este es mi esquema" , seguido de un montón de texto, pero ciertamente no es un esquema. Cerrando este lío hasta que tomes en serio tu problema y las personas que intentan ayudarte.
Me estoy tomando esto en serio, agregué un esquema, pero no pude incrustar la imagen debido a mi calificación, que expliqué en el comentario anterior al tuyo. El esquema estaba debajo del texto, pero ahora lo he movido arriba, como deseaste. Me gustaría asegurarles que me estoy tomando esto muy en serio, por lo que he respondido y respondido a cada comentario y pregunta con tanta profundidad como lo permite mi conocimiento y comprensión limitados. Por favor, hágame saber qué más puedo hacer para tranquilizar su mente sobre la naturaleza de mi actitud sobre el tema en cuestión y el foro.
Los LED son impulsados ​​por corriente, no por voltaje. Entonces, ¿por qué quiere muestrear el voltaje y por qué le importa la forma de la onda? Por cierto, su alcance puede mostrar diferentes formas de onda con diferentes bases de tiempo debido al alias tek.com/support/faqs/…
Gracias, compré un sensor de corriente y estoy esperando a que llegue. Te dejaré saber cómo va.
Todo lo que necesita es una resistencia para dejar caer 100 mV por corriente. y necesita usar dos sondas de alcance en modo diferencial para equilibrarlas y eliminar el ruido de CM con cables de tierra cortos. Su punto de tierra puede ser ruidoso.

Respuestas (2)

Debe almacenar la señal en búfer antes de dividirla. Los amplificadores operacionales son la forma habitual de hacerlo. Dependiendo de la precisión que necesite, un amplificador operacional de instrumentación cuesta un poco más, pero tiene un voltaje de compensación más bajo y tiende a ser el rango más lineal.

La configuración habitual es conectar la señal a la entrada positiva de un amplificador operacional, quizás con una resistencia de alto valor para protección. La entrada del amplificador operacional es de muy alta impedancia. Luego, la salida se divide con resistencias y, opcionalmente, se alimenta a otro búfer de amplificador operacional para evitar problemas derivados de la impedancia del ADC.

El siguiente esquema muestra una división por 2:

Circuito de búfer de amplificador operacional

No sé por qué un idiota votó esto, es correcto y probado en hardware real.
La señal tiene 50V y una ondulación de 3V. MAX44246 puede ingresar un máximo de 36V. Yo no.

Primero debe compensar la sonda 10x del osciloscopio. Me parece sobrecompensado.

El led puede tener un controlador de drenaje abierto, algo así, el borde descendente es el flotante que cambia a bajo cuando coloca el divisor.

Es por eso que la forma se ve diferente con y sin el divisor.

Un controlador común como este dejará el lado negativo del LED flotando entre la descarga del inductor y el transistor abierto.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La fluctuación que ve con la sonda 10X se debe al ruido HF amplificado por la sonda sobrecompensada que perturba el disparador.

La impedancia de 100K no es tan baja como para ser insensible a los tapping.