マイコン太郎君、名前にマイコンが入っているくせに、ブログのテーマも「マイコン学習のブログ」なのに、マイコンが全くない、アナログ機器 絶縁変換器を作ってしまいました。
●作った理由
➀売るチャンネルとして、ほとんど知らない分野の開発が可能かどうか、試してみたかった。AIと並走すればなんとかなるだろうか?
②マイコン系は高付加価値に出来にくく、客層は絞られても、専門的な分野で利益が取れる商品を開発すべきと判断した。
③自分がやりたい分野の測定に絶縁変換器はマストで、案外マッチしたものが世の中に少ないようであった。
●絶縁変換器とはなにか?
Geminiによれば
絶縁変換器(アイソレータ)は、入力された電気信号を直流的に絶縁しつつ、異なる規格の信号(電圧や電流など)へ変換して出力する計装機器です。ノイズの回り込みを防ぎ、異なるメーカーの機器間を安全に接続して保護する役割を果たします。
とあります。
例えば、センサー出力が4-20mAのセンサーをマイコン等(PLC)などで読む場合、電流を電圧に変換する必要があります、それに加えて、絶縁すればセンサー側のGND電圧の変動、ノイズがマイコン側のA/DコンバータのGNDと分離されるため、影響を受けにくくなります。絶縁されていないセンサーが複数台あり、1つのマイコンで処理するときに、各々のセンサーのGNDの変動やノイズを全部受けてしまっていたら、何を測定しているのか分からなくなることは容易に想像できると思います。
●最近の流行りの測定用絶縁ICは?
Geminiに聞いてみると
- 絶縁型アンプ(アイソレーションアンプ): 入出力間を絶縁しつつ、微小なアナログ電圧・電流を正確に増幅・伝送。Texas Instrumentsの AMC1300 やアナログ・デバイセズの iCoupler技術搭載製品 などが代表的。
と出てきました。AMCシリーズも様々なバリエーションがあり、今回は入力±0-20mA、±1V、±5V、±10Vに対応する予定(AIによれば使用頻度は4-20mAや±10Vが多い)ですので、絶縁アンプに必ず必要なDCDCコンバータ内蔵のAMC3330にしました。
アンプの入力と出力を絶縁するためにはDCDCコンバータで入力と出力の電源を分離する必要がありますが、それが内蔵されていると、基板がコンパクトになるだけでなく、電源としての性能、ノイズ、トランスの1次、2次間の容量等、そのICの絶縁、耐圧性能を決める大事な部分をICメーカーが規格内で内蔵してくれているのは大きなメリットです。個々のパーツを集めて組んで同等の性能を出すのは結構大変なんでは?と想像します。
Gemini(AI)は環境理解、需要、部品選定に大いに役に立っています。
https://beriver.co.jp/iso_IA1.htm
