Resulta el aislamiento galvánico de la señal de vídeo resulta indispensable a la hora de crear un sistema de videovigilancia, si es necesario, supresión de interferencias.
El dispositivo le permite amplificar la señal de vídeo ajustando suavemente el nivel de ganancia con una resistencia de recorte y compensando la pérdida de claridad de la imagen que se produce en cables largos.
Aislamiento galvánico — diagrama
La base del dispositivo de aislamiento para sistemas de videovigilancia es un transformador de aislamiento galvánico. En la mayoría de los circuitos de transformadores, se utiliza un circuito magnético del transformador para aislar eléctricamente el circuito secundario del primario.
En el caso de que el chip de control esté ubicado en el lado de la fuente de alimentación primaria, se requiere que el circuito de retroalimentación del voltaje de salida cruce la barrera de aislamiento.
Aislamiento galvánico — circuito para señal analógica: transformador para la transferencia de energía, normalmente excitada por pulsos rectangulares producidos por un generador simple.
Puedes usar pulsos de reloj ADC para esto.
Esta técnica obvia le permite deshacerse de un optoacoplador.
La tensión de alimentación se rectifica mediante un diodo y se suaviza mediante un condensador.
El circuito filtra los pulsos de reloj de picos no deseados.
Aislamiento galvánico: el circuito se simplifica si se utiliza un convertidor de voltaje-frecuencia en lugar de un ADC. El VLF funciona continuamente y no requiere control.
Sin embargo, esta solución requiere un procesamiento de datos adicional (medición de frecuencia), y esto carga el microcontrolador o requiere el uso de chips especializados adicionales. Esto es especialmente indeseable en sistemas multicanal.
El uso de un ADC proporciona al microcontrolador un valor digital sin procesamiento adicional, pero requiere como mínimo un comando «Iniciar conversión» y /o sincronización de interfaz serie.
Para iniciar el convertidor, puede utilizar el monitor de energía.
Después de aplicar la tensión de alimentación, el monitor dará el comando «Iniciar conversión».
Encendiendo/apagando la fuente de alimentación durante un tiempo suficiente, se puede garantizar el control, pero tal esquema degrada un parámetro del sistema tan importante como el número de transformaciones por unidad de tiempo.
El consumo total de corriente del circuito en el lado del ADC debe ser bastante bajo, ya que durante las “pausas” de la frecuencia del reloj todo el circuito se alimenta con la energía almacenada en el condensador C2.
Para obtener datos, es necesario encontrar el valor cambiando el cual se puede transferir información del ADC al microcontrolador.
El bucle de corriente de 4…20 mA es un buen ejemplo de transferencia de datos cambiando la corriente consumida.
En nuestro caso, esta es la única forma, con la única diferencia de que el consumo instantáneo del circuito cambiará.
Si el ADC transmite un cero lógico, el transistor se apaga y el consumo de corriente del circuito es igual al consumo total de todos los componentes electrónicos en el lado del ADC.
Cuando un Se transmite uno lógico, el transistor se abre y agrega carga adicional.
El sensor de consumo de corriente y el comparador generan datos en serie que se cargarán en la unidad de aislamiento galvánico a través del microcontrolador.
Para el funcionamiento normal del circuito, la diferencia en el consumo de corriente sin (y con) una resistencia debe ser significativa.
El convertidor tiene una interfaz en serie, un consumo de energía extremadamente bajo y un control único. pin.
El chip se utiliza para generar el voltaje de referencia del ADC, así como para alimentar todo el circuito. El comparador genera pulsos de reloj.
La resistencia sirve para limitar la corriente a través de los diodos protectores de entrada, incluso durante la fuente de alimentación inicial.
El transformador de aislamiento galvánico debe seleccionarse teniendo en cuenta la necesidad de asegurar la ausencia de saturación al transmitir unidades lógicas, así como la caída de corriente a cero cuando el transistor está cerrado.
El El circuito magnético no debe tener espacios.
La unidad de aislamiento galvánico puede acomodar protección de entrada pasiva, un filtro de paso bajo y un divisor de entrada.
Para iniciar la conversión, el microcontrolador debe omitir 7 ciclos de reloj.
Después de eso, transmitiendo 12 ciclos de reloj, debe cargar los datos del ADC, fijándolos a lo largo del borde del reloj. pulsos.
Después del pulso número 12 y hasta la siguiente conversión, el microcontrolador recibirá una secuencia de ceros lógicos.
Al complicar el control algoritmo, es posible conmutar entradas, implementando así un circuito de medición aislado de dos canales.
Como resultado, solo se puede usar un transformador de aislamiento galvánico para la barrera de aislamiento.
La tensión de aislamiento depende únicamente del diseño del transformador, puede superar los valores más comunes 1,5 kV o 2,5 kV.
La El circuito resultante es simple, económico y requiere un mínimo de espacio en la PCB.
Esto permite su uso para la implementación de esquemas de medición multicanal con aislamiento individual y medición simultánea.