Tengo un alternador de vehículo regulado internamente que usa una luz de batería convencional conectada entre el terminal del excitador y el positivo.
Obviamente, cuando el alternador no está girando, el terminal del excitador está conectado a tierra para que la bombilla esté encendida, cuando el alternador está girando y cargando, la terminal se activa, por lo que no hay diferencia de voltaje y la bombilla se apaga.
Quiero deshacerme de la bombilla y tener todo en mi motor controlado y monitoreado con mi propio MCU.
Como el alternador necesita «ver» una corriente en el terminal del excitador, no tengo pero para reemplazar la bombilla con una resistencia de bajo valor. Nada por encima de 25 Ω funciona, así que estoy usando una resistencia de 20 Ω. Esto funciona y permite que el alternador se cargue.
Ahora quiero conectar un MCU 3v3 para monitorear el estado de este circuito y reemplazar el elemento visual de la bombilla. Pero no parece ser tan simple como parece.
Este es un circuito de alternador estándar: 
Este es el circuito que «probé: 
Esto permite que el alternador se cargue y emite 2.8-3v al MCU cuando el alternador se está cargando, pero cuando es de 0.7V cuando no se está cargando. Obviamente, puedo aumentar un poco el voltaje usando un zener de 3.3v (solo tenía un 3v a mano), pero ¿cómo puedo bajar el 0.7? He intentado poner una resistencia desplegable en paralelo con el zener creando un divisor de voltaje, pero esto afecta los 3v cuando el alternador se está cargando.
También intenté usar un acoplador, pero no importa qué valor de resistencia use, no puedo hacer que el opto dispare.
Puede parecer que 0.7 es lo suficientemente bajo para registrar bajo, pero quiero asegurarme de que este circuito funcionará con todos los alternadores. Por lo tanto, necesito que el valor sea lo más bajo posible.
¿Cuál es la mejor manera de monitorear el terminal del excitador de un alternador con un ¿MCU?
Comentarios
- Una forma fácil de hacerlo sería mantener la bombilla y usar un sensor de corriente de efecto Hall como allegromicro.com/en/Products/Current-Sensor-ICs.aspx , que no afectaría al alternador
- Me gusta esa idea, pero la bombilla tiene que ir, ¿funcionaría el sensor de corriente en línea con el terminal D + y la resistencia de carga?
- ¿Por qué tiene que irse la bombilla?
- Por muchas razones, la intención es monitorear y controlar varias funciones de los motores mecánicos, a veces se encuentran en vehículos lujosos / costosos que tienen d digitales cenizas y tener una lámpara cableada sería feo y se consideraría un cajón. También hay muchas otras razones por las que no es aceptable el cableado de una bombilla, etc., tiene que haber un solo cable directamente entre el terminal D + y mi dispositivo.
- Está detectando una corriente de campo del alternador que se amplifica en el alternador para crear una corriente de carga detectando el voltaje de error de una referencia interna. ¿Quiere medir la corriente de excitación o la corriente de carga? De cualquier manera, necesita una derivación de 50 mV a 75 mV a la corriente máxima con un INA para amplificar el voltaje utilizando una derivación de tipo Kelvin o incluso una longitud de cable plano. ¿Qué esperas medir? ¿Solo la corriente de carga puede detectar 1 de 6 diodos defectuosos? La corriente de excitación no es lineal con la corriente de carga y varía con las RPM y también con los diodos defectuosos
Respuesta
Lo que sucede en el terminal indicador es que hay «un trío de diodos de las fases del devanado que proporcionan la corriente para la bobina de campo. Cuando el alternador arranca, se necesita algo de corriente a través del devanado de campo (en el rotor) para que genere suficiente campo magnético para producir una salida, por eso es que Necesitaba una baja resistencia para reemplazar la bombilla. Una vez que el alternador está produciendo una salida, el trío lleva ese terminal al mismo voltaje que la batería, ya que las caídas en el trío y los diodos principales son similares, por lo que no hay potencial en la bombilla, y el trío está proporcionando la corriente de campo. Si el alternador no gira, la corriente de la bombilla (o la resistencia de polarización) sigue cayendo a través del devanado de campo, que es de unos pocos ohmios, por lo que el voltaje en el terminal no es cero. Puede intentar poner un par de diodos, (o un zener) en serie con su 4k7 y otro pulldown para asegurarse de que la entrada esté por debajo del umbral de estado bajo en la entrada de MCU. 
Otros alternadores tienen un regulador que cambia el campo internamente en base a la salida de los devanados bajo el magnetismo residual del rotor, estos solo tienen un transistor (generalmente un FET) que bajan la salida del indicador.Estos funcionarían de la misma manera: no necesitan la bombilla ni ninguna otra fuente de corriente para ayudar al inicio.
Respuesta
Las complejidades dentro del alternador no entran en juego para su problema. Este es un indicador simple. Todo lo que necesita es un reemplazo para la lámpara (una resistencia) para mantener el alternador feliz y la mejor manera es usar un optoaislador ( que protege su MCU), que podría ser más simple.
simular este circuito – Esquema creado con CircuitLab
El Optoaislador de nivel lógico que sugerí ( TLP2361 ) funcionará para una MCU de 3.3V y proporciona una unidad push-pull para el pin DIO y puede conectarse fácilmente aislado también.
Aún puedes usar la lámpara indicadora si así lo deseas.
Comentarios
- Esto es lo que pensé originalmente, lo hice t ríelo con un 4N32 pero no pude hacerlo funcionar.
- @ B.Baker No todos los optos son iguales. El 4N32 utiliza una estructura Darlington básica para recibir desde el emisor LED. El TLP2361 tiene acondicionamiento y un circuito de control de salida adecuado para recibir de su emisor LED. Depende mucho de los circuitos que hayas aplicado al lado de salida del 4N32 ‘ s (que no será nada parecido a lo que muestra Jack). Puedo ‘ t dice que hizo algo mal o que el TLP2361 funcionará mejor para usted en este caso. Solo notando la diferencia a tratar.
- @ B.Baker Sin embargo, tengo una preocupación secundaria. La lámpara proporciona una función de limitación de corriente que ayuda a proteger el regulador de la bobina del rotor. Por ejemplo, una aplicación directa del voltaje de la batería sin la lámpara probablemente terminaría destruyéndola. Se sugiere algo de cuidado aquí, especialmente porque parece que está buscando un circuito que se aplique de manera confiable en muchos escenarios diferentes; no todos idénticos. El sistema telefónico POTS, por ejemplo, es en realidad cualquier número de sistemas de conmutación diferentes con comportamientos únicos. Diseñar circuitos para que funcionen con todos ellos no era una tarea fácil en ese entonces.
- @jonk No es así, el circuito está obviamente diseñado (por el fabricante de automóviles) por lo que la pérdida de una lámpara indicadora NO daña el alternador . Diseñe como usted dice que sería estúpido.
- @jonk Sugerí el TLP2361 por una razón, es ideal para la interfaz con una MCU de 3.3V.