Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

LM35 , wzmacniacz nieodwracający , komparator.....

23 Lis 2009 20:10 14079 46
  • Poziom 33  
    Witam chciałbym zaprojektować termostat i termometr , gdzie przedział temp. , które mnie interesują to 30-40 C . Sensorem układu jest LM35 (10mV/C) . Z wyświetlaniem temp. to pomyślałem o linijce 10xled na LM3916 , który będzie monitorował temp . 30-40C , czyli na jednego leda będzie mi przypadać co 1C więcej . Do wyjścia LM35 myśle dodać wzmacniacz nieodwracający na uA741 o wzmocnieniu 5 (czyli moje napięcie ma być w przedziale 1,5÷2V). Myślę , że dobrze wyliczyłem rezystory aczkolwiek nie jestem pewny :) gdyż robiłem to późno .
    LM35 , wzmacniacz nieodwracający , komparator.....
    Jako R1=10k a R2=40k .
    Dalej sygnał ma iść na komparator napięciowy i LM3916 . Tu mam pytanie czy można bezpośrednio połączyć wejście LM3916 z wyjściem uA741 , bo tam mam rozgałęzienie do Komparatora i LM3916 , czy tak można , nie wiem ?
    Wiem , że komparator ma porównać napięcie na dzielniku i napięcie wejściowe .
    LM35 , wzmacniacz nieodwracający , komparator.....
    Jak mógłbym zrobić regulację ustalenia żądanej temp. bo szczerze mówiąc nie mogę nic wymyśleć ? Domyślam się , że jak zrobi się regulacje sygnału trzeba będzie zmieniać wartość dzielników .
    Pozdrawiam.
  • Relpol przekaźniki
  • Pomocny dla użytkowników
    741 nie nadaje się do zasilania niesymetrycznego.

    Raczej użyj LM324 - poczwórny wzmacniacz operacyjny dostosowany do zasilanie niesymetrycznego . Komparatory możesz zrobić na wzmacniaczach tego układu, bo nie ma tu problemu szybkości działania.

    http://www.national.com/ds/LM/LM124.pdf

    Napięcie odniesienia dla komparatora możesz podawać z potencjometru, którego zakres regulacji ustawiasz rezystorami szeregowymi.
  • Poziom 33  
    Można spróbować zrobić to inaczej. Układ daje 10mV/°C. Przy 30°C będzie to już 300mV. Trzeba dostosować układ LM3914 tak, żeby wskazywał zakres napięć 300 - 400mV. Czyli wystarczyło by bezpośrednie podłączenie czujnika do układu. Osobiście nie robiłem układu na LM3914 z różnicą 100mV pomiędzy dolną a górną granicą napięcia odniesienia więc trzeba by zrobić próbę jak to się sprawdzi. Powinno być ok, choć może ktoś już próbował i się tutaj wypowie. Jeszcze dodatkowa uwaga - chyba miałeś na myśli LM3914 który ma skalę liniową, a nie LM3916. Odnośnie działania i dobierania elementów było już pisane choćby tutaj. Co do reagowania na określoną temperaturę możesz oczywiście stosować dodatkowe układy, ale jest też możliwość pobrania sygnału z linijki LED. Wszystko zależy od zastosowania.
  • Poziom 33  
    A czemu nie mógłbym użyć lm3916 ? Co do obliczania elementów przy tych scalak to już czytałem twoje wypowiedzi więc coś będę w stanie wyliczyć .
    Paweł ten potencjometr ma być na miejscu dzielnika , chyba źle to rozumie ?
  • Poziom 33  
    Bo tylko LM3914 ma liniową skalę. LM3915 ma skalę logarytmiczną, a LM3916 typową dla wskaźników wysterowania. Tak więc jeśli każda dioda ma mieć 1°C to tylko LM3914.
  • Relpol przekaźniki
  • Poziom 33  
    Policzyłem tu wartości rezystorów . Do dzielników musze chyba użyć rezystorów nastawnych bo takich wartosci rezystorów raczej nie dostane . Potwierdzi ktoś czy to zadziała , czy dobre dzielniki zastosowałem ?
    LM35 , wzmacniacz nieodwracający , komparator.....
  • Poziom 33  
    Ogólnie masz błędny schemat. Zrób to inaczej. Nóżkę 8 podłącz do masy. Pomiędzy nóżkę 7 a masę włącz dwa szeregi rezystorów z potencjometrami. Po kolei od nóżki 7 pierwszy szereg to rezystor 1,8k, potencjometr 220Ω, rezystor 470Ω. Drugi szereg równolegle do niego też od nóżki 7 do masy - rezystor 1,5k, potencjometr 220Ω, rezystor 680Ω. Z pierwszego szeregu suwak potencjometru podłącz do RLO. Na tej końcówce ustaw 300mV. Drugi suwak podłącz do RHI i tam ustaw 400mV. Obydwa dzielniki równolegle podłączone pod nóżkę 7 mają razem ok. 1,2k, czyli to da tak mniej więcej 10mA na diodę LED co jest w zupełności wystarczające.
  • Poziom 33  
    Potwierdzam obliczenia do rezystancji wypadkowej , przy pełnej wartości rezystorów jest nieco ponad 1,2k , czyli jest ok . Z tego wychodzi , że Vref wychodzi ok 1,25V . Dzieląc 12V/1200om wychodzi równe 10mA , w rzeczywistości będzie chyba więcej , bo domyślam się , że to będzie w wypadku gdy potencjometry będa na max . Z tego co widze na tym schemacie to Rl0 odpowiada Umin a Rhi Umax ? Tutaj zamieszczam , mam nadzieje poprawny schemat . Jutro skocze po scalaka i zobacze w praktyce jak to zadziała .
    LM35 , wzmacniacz nieodwracający , komparator.....

    Dodano po 48 [minuty]:

    Jeszcze mam pytanie , może być taka regulacja napięcia odniesienia ? Czy najpierw dzielnik do wartosci ok. 2,5V i i do tego potencjometryczne wpięcie gdzie środkowa noga do wejścia nieodwracającego ?

    Dodano po 1 [minuty]:

    LM35 , wzmacniacz nieodwracający , komparator.....
  • Poziom 33  
    Schemat jest w porządku, zgodnie z opisem. Końcówka RLO to minimalne napięcie mierzone, a RHI to maksymalne. Położenie potencjometrów nie ma wpływu na prąd diod LED ponieważ są one włączone w obwody dzielników końcówkami skrajnymi o stałej rezystancji. Suwaki są połączone tylko z końcówkami RLO i RHI i ich położenie nie ma wpływu na rezystancję wypadkową. Przynajmniej nie w takim stopniu żeby to było w jakiś sposób odczuwalne w zmianach jasności diod LED, bo końcówki RLO i RHI łączą się z wewnętrznym dzielnikiem napięcia.
  • Poziom 33  
    A jak oceniasz ten komparator + wzmacniacz niedwracający ?
  • Specjalista - zasilacze komputerowe
    Zarówno 741 jak i 324 wymagają zasilania symetrycznego. Oba także mogą pracować przy asymetrycznym zasilaniu. W tym jednak przypadku należy wygenerować poziom masy.
    Łatwo to zrobić wykorzystując kostkę 324 zawierającą 4 wzmacniacze.

    Osobiście wolałbym pójść w stronę zasilania symetrycznego (chyba, że chcesz to zasilać z akumulatora).

    Co do ostatniego schematu z dwoma wzmacniaczami to jest tam błąd. Brakuje rezystora pomiędzy wyjściem pierwszego wzmacniacza a wejściem drugiego (pomiędzy 1 a 6). W takim układzie drugi wzmacniacz pracuje w pętli otwartej.
    A jeśli to ma być komparator to zbędny jest rezystor 1M.
  • Poziom 33  
    Pierwsza sprawa to zobacz jak wygląda układ komparatora. Masz rezystor pomiędzy wyjściem wzmacniacza a wejściem odwracającym, a to nie jest komparator. Weź też policz jaki zakres napięć będzie na końcówce 5 wzmacniacza przy skrajnych położeniach potencjometru i porównaj z tym zakresem co wchodzi na nóżkę 6. Powinieneś zrobić raczej dzielnik podobny jak podałem dla LM3914 z potencjometrem w środku i dobrać tak rezystory górny i dolny żeby potencjometr miał wymagany zakres regulacji. Możesz też spokojnie skorzystać z układu LM358 który ma praktycznie takie same parametry, ale jest to podwójny wzmacniacz w mniejszej obudowie. Podstawowe pytanie to co to ma być za urządzenie i do czego? Bo zamiast całego układu regulacji można podłączyć się pod którąś diodę LED, przecież każda dioda pokazuje określoną temperaturę.
  • Poziom 33  
    Próbuję złożyć analogowy sterownik terrarium, więc dlatego przedział napięcia wejściowego 300-400mV. Podłączenie się pod LED raczej odpada, bo nie dostanę tutaj przełącznika o 10-ciu pozycjach. Czy jest konieczne stosowanie rezystora między wyjściem wzmocnienia a wejściem odwracającym komparatora? Jeżeli tak, to w jakim celu, bo nigdzie nie mogę tego znaleźć? Na tym rezystorze na pewno będzie spadek napięcia, więc nie wiem teraz jaki będę mieć przedział napięć na wejściu odwracającym. Jaka powinna być wartość tego rezystora?
  • Poziom 33  
    A mógłbym pominąć wzmacniacz nieodwracający i dać sygnał bezpośrednio na komparator?
  • Specjalista - zasilacze komputerowe
    :arrow: Radzio M.
    Zacznij od zasilania. Układ przedstawiony wcześniej nie będzie działał. Jest układowo niepoprawny.
    Napisz z czego chcesz to zasilać (zasilanie symetryczne czy jednobiegunowe).
    Co ma być elementem wykonawczym (przekaźnik, buzzer czy co?).

    Sam komparator nie załatwia sprawy. Dla poprawnego działania musisz wprowadzić histerezę - wyobraź sobie układ, który przy temperaturze np 37,58 st C wyłącza a przy 37,57 załącza... nie wiem co, ale w końcu coś ma robić.
    Tak właśnie działałby Twój układ w tej postaci jeśli oczywiście by działał.

    Napisz trochę więcej a pomożemy Ci ubrać to w szczegóły.
    Pzdr
  • Poziom 33  
    Zasilanie mam jedno biegunowe 12V 6VA . Element wykonawczy to przekaźnik sterowany tranzystorem bipolarnym . Czyli histereza to ma być jakaś wartość na która układ nie zareaguje ?
  • Specjalista - zasilacze komputerowe
    Radzio M. napisał:
    ...Czyli histereza to ma być jakaś wartość na którą układ nie zareaguje ?

    Histereza... Wyobraź sobie np żelazko z termostatem.
    Pokrętłem ustawiasz temperaturę 170°C (załóżmy, że jest wyskalowane w stopniach).
    Wyłącznik termiczny wyłączy grzałkę przy ok. 180°. Żelazko zaczyna stygnąć a po osiągnięciu 160° grzałka znów się załącza.

    Temperatura oscyluje wokół 170° z amplitudą 10°.
    Zakres od 160° do 180° to strefa niejednoznaczności zwana strefą histerezy.
    Niejednoznaczność, bo dla temperatury np 175° (każdej z przedziału 160-180) nie można określić jednoznacznie czy grzałka grzeje, czy stygnie.


    Jeśli więc budujesz regulator to musisz sobie wyznaczyć wartość takiej strefy a przynajmniej zapewnić jej regulację.
  • Poziom 33  
    O teraz mi to pięknie wyjaśniłeś na przykładzie . Moje ustawienie było by np. na temp. 40°C . Domyślam się , że jeżeli przyjąłbym niski zakres histerezy to co chwila załączał by się przekaźnik , co doprowadziło by pewnie do jego szybkiej wymiany . Może gdyby dać histereze o amplitudzie 3°C było by dobrze . Tą histereze , że tak powiem , uaktywniam gdy włącze rezystor przed wejście odwracające?
  • Specjalista - zasilacze komputerowe
    Ciepło, ale nie do końca tak.
    Jeśli ma to być komparator z histerezą to musi to być wzmacniacz z dodatnim sprzężeniem zwrotnym - wzmacniacz nieodwracający (lub parzysta ilość odwracających).
    Można to zrobić na kilka sposobów. Jeśli ma to być na pojedynczym wzmacniaczu operacyjnym to trzeba wprowadzić sygnał wyjścia na wejście nieodwracające.
    LM35 , wzmacniacz nieodwracający , komparator.....

    Oba układy różnią się znakiem wzmocnienia.
    W pierwszym przypadku wzrost napięcia wejściowego spowoduje przejście wzmacniacza ze stanu "górnego" nasycenia do "dolnego".
    Na drugim będzie odwrotnie - wzrost napięcia wejściowego (od -Ucc do +Ucc) spowoduje przeskok Uwy od dolnego do górnego nasycenia.

    Dodano po 18 [minuty]:

    Rozpiętość histerezy zależy oczywiście od proporcji R2 i R1.
    Do obliczeń można przyjąć z pewnym uproszczeniem, że napięcia górnego i dolnego nasycenia są ok. 1V niższe od napięć zasilających.

    Dla dobrego zrozumienia:
    - wszystkie napięcia mierzone są względem masy
    - +Ucc i -Ucc oznacza napięcia zasilania wzmacniacza także względem masy
    - wzmacniacz pracuje jako przerzutnik zatem na wyjściu może pojawić się stan niski albo wysoki
    - określenie "górne nasycenie" oznacza stan wysoki czyli napięcie bliskie +Ucc dalej zwane +Un
    - j.w. "dolne nasycenie" czyli Uwy około -Ucc dalej -Un

    - dla ułatwienia obliczeń przyjmujemy prądy polaryzacji wejść wzmacniacza (pA) za równe 0
    - w chwili zmiany stanu na wyjściu (z -Un na +Un lub odwrotnie) napięcia na wejściach (-) i (+) są identyczne.
    - -Un jest równe (co do wartości) +Un

    Dla przykładu:
    +Ucc = +9V
    -Ucc = -9V (woltomierz włączony pomiędzy nóżki zasilania wskaże 18V)
    +Un = +8V
    -Un = -8V

    Pytaj dalej.
  • Poziom 33  
    Czyli mój próg dolnego i górnego nasycenia :
    +Un=+Ucc - 1
    +Un=+12 - 1
    +Un=+11V
    -Un=-11V

    Z tego co wiem to mój transformatorek ma tylko jedno zasilanie mianowicie 12V 6VA.
    Da się zrobić +12V- , czy mógłbym tylko mieć +6V- ? To musze wiedzieć bo nie ma sensu dalej liczyć .
  • Specjalista - zasilacze komputerowe
    No nie do końca tak z tym -Un.
    Jeśli chcesz zasilić układ z jednego źródła to musisz wytworzyć punkt masy.
    Można to łatwo zrobić na jednym wzmacniaczu operacyjnym.
    LM35 , wzmacniacz nieodwracający , komparator.....
    Rezystory dowolnej, jednakowej wartości z przedziału 10K - M1.
  • Poziom 33  
    Ciekawy układzik . Problem zasilania zakończony . W sumie myślałem tu nad 2 diodami prostowniczymi , z których otrzymałbym połówki sygnałów o przebiegu pulsującym jednokierunkowo i o jakimś stabilizatorku . Ten układ zawiera mniej elementów i jest na wzmacniaczu operacyjnym . A co z tym -Un , co ja tam namieszałem ? :D
  • Specjalista - zasilacze komputerowe
    +Un=+11V
    -Un=-11V
    Tak byłoby gdybyś zasilał układ napięciami +12V i -12V (24V pomiędzy nogami zasilania wzmacniacza).

    Dysponując transformatorem, o którym piszesz możesz zasilać układ wyższymi napięciami. Nie jest to konieczne ale można.
    Można też i tak:
    LM35 , wzmacniacz nieodwracający , komparator.....

    C1,2 - m47/25V
    C3,4 - m1/16V
    IC1 - 7809
    IC2 - 7909

    Przy tych wartościach układ będzie zasilany napięciem +/- 9V.
    Rzecz w tym, że stabilizator do poprawnej pracy musi mieć napięcie pomiędzy wyjściem a wejściem przynajmniej 5V.
    Nie znamy dokładnie danych transformatora. Należaloby to zmierzyć (napięcie na C1 lub C2) i wtedy podjąć decyzję co do wartości napięć +/- Ucc.

    Trzeba też zastanowić się jakim przekaźnikiem chcesz sterować (napięcie cewki).

    Zmontuj na próbę powyższy układ ograniczony jedynie do dwóch elementów strony wtórnej - tylko dioda i kondensator C1.
    Zmierz do jakiego napięcia ładuje się po włączeniu do sieci. Potem obciąż to (niezbyt długo) rezystorem czy żarówką tak do ok. 70 - 100mA i pomierz napięcie.
    Łatwiej będzie podjąć decyzję co do wartości Ucc.
  • Poziom 33  
    Zrobiłem dziś rano pomiar i jest tak :
    Spadek napiecia na diodzie w kier.przewodzenia - 730mV
    Napięcie Uc1 bez obciążenia - ok. 19,92V
    Napięcie Uc1 z obciążeniem - ok. 13V

    Dodano po 1 [godziny] 7 [minuty]:

    Przekaźnik chyba będzie zasilany napięciem 5V.
  • Specjalista - zasilacze komputerowe
    Zatem jeśli zdecydujesz się na zasilanie układu w oparciu o schemat wyżej to lepiej uzyć 7809 i 7909. Będzie gwarancja stabilizacji w przewidywanym zakresie obciążeń.

    Teraz reszta układu.
    Wzmacniacz pomiarowy.
    LM35 , wzmacniacz nieodwracający , komparator.....

    R1 i C1 to tłumik zakłóceń jakie mogą pojawić się na drodze czujnik - układ.
    Wnoszona przez niego stała czasowa nie ma wpływu na pomiar wobec powolnych zmian temperatury.
    Wartości R2,3 zależą od przyjętego wzmocnienia.
    Znając zakres temperatury możesz poznać zakres napięć wejściowych U+.
    Ustal wartość wzmocnienia tak, by w przewidywanym zakresie temperatur mapięcie wyjściowe dochodziło do ok. 1-2V. Dokładna wartość nie ma znaczenia.
    Chodzi o to, by wzmacniacz pracował w liniowej części charakterystyki wzmocnienia (z daleka od Uwy bliskich Un).
  • Poziom 33  
    Czyli moje progi górne i dolne to +9V i -9V ?
  • Specjalista - zasilacze komputerowe
    +/-9V to napięcia zasilające układ. Napięcie wyjściowe wzmacniacza może przyjmować wartości od -8V do + 8V.

    Zwykle konstruując układ, po którym spodziewamy się liniowości Uwy=f(Uwe) dążymy do tego by nie zbliżać się do napięć wyjściowych w pobliżu w/w wartości.
  • Poziom 33  
    Z tego co wyczytałem w nocie układu LM35 ma on prąd wyjściowy 10mA .
    Jako R1 przyjałem taką wartość aby był jak najmniejszy spadek napięcia . Spadek napiecia na tym rezystorze to 100mV. Mój przedział dla U+ wejściowego wynosi 200-300mV dla 30-40°C . Jako C1 myśle , że mogło by być 100nF . Wzmocnienie napięciowe ku=6 . Więc moje Uwy powinno być w przedziale 1,2-1,8V.
    R1=10 om
    R2=10k
    R3=50k
    C1=100nF
    Uwy=1,2-1,8V
    Może tak być ?
  • Specjalista - zasilacze komputerowe
    Jak policzyłeś spadek napięcia na R1?
    Prąd jaki przez niego popłynie jest niemierzalny. To prąd polaryzujący wejście wzmacniacza a ten ma b. dużą rezystancję wewnętrzną ponad 100 Momów.

    Ze spokojem można przyjąć:
    R1 - 47K - M22
    C1 - 100 - 330nF
    R2,3 mogą pozostać takie jakie policzyłeś. Najbliższe z szeregu to 10K i 51K
  • Poziom 33  
    Link

    Czy do tego układu komparatora , między wyjściem napięcia na wzmacniaczu nieodwracającym a wejściem tego drógiego komparatora musi być rezystor w celu histerezy?Czy R1 już pełni tą funkcję ?