中国製の電圧センサー(VT)をAliexpressで見つけてしまったので、それを使ったAC100V用の電圧センサー(VT)を作ってみた。
ZMPT101B 2mA/2mA 精度相電圧トランス出力電圧センサー
ZMPT107 2mA/2mA 高精度ミニチュアマイクロ電圧トランスセンサー分離電圧 3000V
同じメーカーから上記二種類の電圧センサー(というか１：１のトランスだけど)が販売されている。それらの電圧センサーとオペアンプを組み合わせたモジュールも販売されているようだがオペアンプなど使わなくても必要十分な電圧を出力できるはずなので小さいほうの製品を購入してみた。
一次側の定格電流が2mAなのでAC100Vだと50KΩの抵抗が必要だ。抵抗の消費電力が0.2Wになるので最低でも1/2W以上の抵抗にしたいところだが、なぜか50KΩの抵抗があまり売られていなかったりもするので1/2Wの100KΩを2本並列にして50KΩ/1Wとして使うことにしてみた。
出力電圧は二次側に接続する抵抗値により決まる。データシートを見ると二次側の抵抗値は50-300Ωが推奨らしい。試しにと思って1KΩを接続してみたら波形がかなり崩れてしまった。小さすぎる抵抗や大きすぎる抵抗は波形が崩れてしまうようなのでデータシート通りに50-300Ωで決定したほうがよさそうだ。AC100Vはピーク電圧が±141.4Vなので二次側のピーク電圧は抵抗値により次のようになる。
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1 2 3 4 |
50Ω ... 141.4 x 50 / 50000 = ±0.1414V 100Ω ... 141.4 x 100 / 50000 = ±0.2828V 200Ω ... 141.4 x 200 / 50000 = ±0.5656V 300Ω ... 141.4 x 300 / 50000 = ±0.8484V |
電圧はADCで読み取るのだが、多くのADCで対応されている1.0-1.1Vのリファレンス電圧を前提に、ゲインアンプあり／なし、差動入力時の入力電圧範囲の違いなどを考慮するとリファレンス電圧の半分以下の電圧が出力できる100Ωか200Ωあたりが適切そうに思える。
【AC100Vの波形】
【回路図】
【完成基板】
こんな回路で基板まで作る必要があるのかとも思ったが、お試しの意味も込めてPCBGOGOに発注してみた。10枚のオーダーに対してな～んと+10枚のオマケがついて計20枚も届いてビックリ。20枚も必要なかったけどそれはともかく気持ち的には嬉しい経験だ。謝謝!