spadek mierzonego napięcia w układzie 4052

Cześć.

Robię sobie małą stację pogodową i mierzę póki co temperaturę i wilgotność.
Czujnik temperatury to LM35 a wilgotności to RHSM-1.

http://www.national.com/ds/LM/LM35.pdf
http://download.maritex.com.pl/pdfs/se/RHSM-1V2.pdf

Do pomiaru napięcia na nich używam ICL7106
http://kitsrus.com/pdf/7106.pdf

Napięcie z LM35 mierzę wprost poprzez ICL7106 natomiast napięcie z RHSM-1 "przetwarzam" poprzez wzmacniacz w konfiguracji wzmacniacza różnicowego tak aby wilgotność była w takim samym formacie co temperatura czyli np 30% = 300 mV
Używam TL082
http://www.national.com/ds/TL/TL082.pdf

Mam dwa problemy:

1. Napięcie mierzone wprost z czujnika temperatury poprzez ICL7106 jest okej i ładnie pokazuje temperaturę, natomiast napięcie z czujnika wilgotności po podaniu na układ TL082 spada natychmiast o około 150 mV o ile dobrze pamiętam. Konfiguracja wzmacniacza odejmującego jest taka jak tu:
http://kmg.zut.edu.pl/elektronika/wzmacniacze/wzmodejm.html
R1,R2 = 100k
R3,R4 = 30 k
No więc ten problem nr 1 to to, że pomiar już tutaj jest niedokładny bo przekłamany o ten spadek napięcia.

2. Problem drugi jest dużo poważniejszy. Gdy mierzę napięcia poprzez układ 4052 to następuje jeszcze większy spadek napięcia! (Wykorzystuję ten układ aby na zmianę wyświetlać te wyniki a nie używać kilku wyświetlaczy ). Dla temperatury pokojowej 23,0 C pokazuje mi jakieś 20,0 C.
Nie wiem czy dobrze wnioskuję z noty katalogowej 4052 ale wynika z tego, że kanał będzie miał obciążenie około 150 omów. Czy to jest bezpośrednią przyczyną spadku napięcia na wyjściu 4052?

Jak poradzić sobie z tym spadkiem napięcia tak aby wskazania na 7106 były wiarygodne?

Dodam też, że napięcie referencyjne na 7106, które ustawiam na 1000mV skacze mi w zależności od tego co jest na wejściu (temp. czy wilg.) od 990mV do 1010mV a jak nie jest tam nic podane (4052 ma 4 kanały z czego u mnie dwa są puste) to w ogóle jest coś dziwnego jakieś 500-600mV.

Zobacz do katalogu na parametr "ON Resistance"
http://www.unisonic.com.tw/datasheet/4052.pdf (strona 3).
Co do TL to wygląda na to jakby za bardzo obciążało czujnik
No i pamiętaj , że TL08X nie może poprawnie pracować z napięciami wejściowymi zbliżonymi do Vee. Napięcie musi być przynajmniej o 3V większe od Vee

Dziękuję za odpowiedź. Czyli mam niepotrzebne z mojego punktu widzenia 250 omów. Jak zniwelować ich wpływ? Czy dobrym pomysłem jest zmiana napięcia referencyjnego na ICL7106?
Co do TL to Vee wynosi - 5 V a na wejściu mam jakieś powiedzmy 2 V więc jest nawet 7 V więcej .

Dodano po 1 [godziny] 24 [minuty]:

Mam też wątpliwość odnośnie wartości spadku napięcia. 250 omów to przy maksymalnym prądzie jaki według noty daje lm35 (10mA) jest spadek o 2,5 mV a to dałoby się przeżyć. Natomiast u mnie spadek wynosi 10 razy więcej. Chyba, że źle liczę .

Dodano po 3 [godziny] 15 [minuty]:

Hmm. Czy lepszym rozwiązaniem byłoby dodanie jakoś tego gubionego napięcia na wzmacniaczu operacyjnym? Tylko skąd mam wiedzieć ile i czy jest to liniowa zależność?

Ron 4052 tworzy z rezystancją obciążenia dzielnik napięcia.
O podziale
Rload/ ( Ron + Rload) .
I może zamiast 4052 zastosuje jakieś miniaturowe przekaźniki sygnałowe.

Dziękuje za odpowiedź. Nie wiem co to jest przekaźnik sygnałowy. Czy będzie to spełniało moje założenia:
Przełączanie w 'rytm' podawanego na 4052 taktu co X sekund sygnału wyjściowego (takt generuje licznik 2 bitowy na przerzutnikach JK a CLK wyznacza ne555)
?

Zastosuj miniaturkowy przekaźnik -będzie cichutko cykało ale pomiar bez błędów.

Dzięki za odp.
Czy możesz mi podać więcej szczegółów? Niebardzo wiem jaki to ma być przekaźnik . . .

Przekaźnik miniaturowy ma mieć napięcie pracy takie jak najbardziej w Twoim układzie pasuje.Ilość styków pod Twoje potrzeby(3 lub więcej). Jeśli miał by być sterowany przez 555 to przez tranzystor(np BD135 lub BC211). Wchodzimy do pierwszego lepszego sklepu z częściami i prosimy miniaturkowy przekaźnik na 5V,12V lub inną wartość-nie wiem co to za problem?

Dzięki za pomoc. Jak widzisz jestem początkujący a na temat przekaźników to mam małe pojęcie, korzystałem kiedyś tylko z takiego na 12 V, który przełączał linię 230 V. Jeśli chodzi o moją ideę to nie wiem w jaki sposób ma taki przekaźnik przełączać co jakiś czas 3 lub 4 kanały (2 x temp, wilgotność i nasłonecznienie wszystko jako napięcia o wspólnej masie) i co decyduje o częstotliwości tego przełączania. Proszę o podanie przykładu takiego przekaźnika i postaram się przestudiować jego działanie.

Dodano po 15 [minuty]:

jony wrote:

Ron 4052 tworzy z rezystancją obciążenia dzielnik napięcia.
O podziale
Rload/ ( Ron + Rload) .
I może zamiast 4052 zastosuje jakieś miniaturowe przekaźniki sygnałowe.

Kurczę tylko, że niby rezystancja LM35 jest bardzo mała wedlug noty katalogowej to tylko 0,1 oma przy prądzie 1 mA, przy maksymalnym prądzie 10 mA daje to 1 om. Więc 250/(250+1)~1

No ale spadek napięcia jest dużo większy. Czy pomogłoby tutaj zastosowanie wtórnika napięciowego?? Tzn. napięcie z czujnika LM35 na wtórnik i dopiero z wtórnika na 4052.

A jaki rezystor masz podłączony za 4052

A i zobacz sobie na przekaźniki miniaturowe
http://www.relpol.pl/produkty.jsp?START=10&PID=279

mantus1 wrote:

Jeśli chodzi o moją ideę to nie wiem w jaki sposób ma taki przekaźnik przełączać co jakiś czas 3 lub 4 kanały (2 x temp, wilgotność i nasłonecznienie wszystko jako napięcia o wspólnej masie) i co decyduje o częstotliwości tego przełączania.

A jak tym 4052 sterujesz? To przekaźnikami steruj tak samo, oczywiście jeśli źródeł sygnału jest więcej niż 2 na jednym przekaźniku tego nie zrobisz.

jony wrote:

A jaki rezystor masz podłączony za 4052

Żaden, wyjście 4052 jest podawane na woltomierz 7106. Zgodnie z notą katalogową 7106 ma on na wejściu swoim 1M.

jdubowski wrote:

A jak tym 4052 sterujesz? To przekaźnikami steruj tak samo, oczywiście jeśli źródeł sygnału jest więcej niż 2 na jednym przekaźniku tego nie zrobisz.

Steruję licznikiem 2bitowym 00,01,10,11 zabudowanym na przerzutnikach JK w scalaku 74ls76.
Źródeł mam 4 - 2 x temp. + wilg. + słońce

Ile potrzebuje przekaźników?

4?

mantus1 wrote:

jdubowski wrote:

A jak tym 4052 sterujesz? To przekaźnikami steruj tak samo, oczywiście jeśli źródeł sygnału jest więcej niż 2 na jednym przekaźniku tego nie zrobisz.

Steruję licznikiem 2bitowym 00,01,10,11 zabudowanym na przerzutnikach JK w scalaku 74ls76.
Źródeł mam 4 - 2 x temp. + wilg. + słońce

Ile potrzebuje przekaźników? 4?

Da radę na trzech, a nawet na dwu, tyle ze jeden z dwoma kompletami styków przełącznych.

Dzięki za odpowiedź.
Który wybrać: http://www.relpol.pl/produkty.jsp?START=10&PID=279 ?

Czy Kolega mantus1 mógłby nam podać skan choćby odręcznego szkicu schematu ideowego z zaznaczeniem zasilania?

Układ opisanej stacji pogody wydaje się dość zgrabny i myślę, że mozna zrezygnować z "ciężkiej artylerii" w postaci przekaźników. To w końcu prosty układ pomiarowy.

Zastanawiam się także skąd pomysł sięgania po wzmacniacz różnicowy (nb błędnie opisany na stronie z odnośnika) skoro czujnik wilgotności nie ma wyjścia symertycznego.

Witam,
Dzięki za zainteresowanie.
Proszę:

mantus1 wrote:

Witam,
Dzięki za zainteresowanie.
Proszę:

IMHO zasadniczym problemem tego układu jest wspólna masa zasilania 7106 i jego ujemnej końcówki pomiarowej.

Tak na pierwszy rzut oka to źle połączyłeś TL082. Tu wygląda na komparator a ma być liniowym wzmacniaczem.

Zacznij od połączenia w układ wtórnika napięciowego.
Połącz wyjście czujnika na 3, 2 połączona z 1 i stamtąd wyjście, zasilanie tak jak na rysunku.

Tyle na razie (mam mało czasu). W przyszłości staraj się używać ogólnie przyjętych symboli elementów oraz opisuj n-ry nóżek opisując symbol. Ułatwia to (i przyspiesza) interpretację schematu.

W.P. wrote:

Zacznij od połączenia w układ wtórnika napięciowego.
Połącz wyjście czujnika na 3, 2 połączona z 1 i stamtąd wyjście, zasilanie tak jak na rysunku.

Chcesz abym wstawił ten wtórnik między czujnik wilgotności a kolejny wzmacniacz operacyjny? Jeśli tak to nawet jeśli coś to poprawi to chyba tylko zmniejszy 9lub zlikwiduje) spadek napięcia na TYM JEDNYM tylko czujniku. A jak mówiłem wcześniej wszystkie czujniki mają zaniżane napięcia. Chyba, że mam ten wtórnik wstawić między 4052 a 7106 . . . Sprecyzuj proszę . . .

Dodano po 48 [sekundy]:

jdubowski wrote:

IMHO zasadniczym problemem tego układu jest wspólna masa zasilania 7106 i jego ujemnej końcówki pomiarowej.

Dzięki za opinię, jak konkretnie mogę to rozwiązać?

Dość pobieżnie i szybko przejrzałem rano schemat i jako pierwszy niezrozumiały człon rzucił mi się w oczy obwód z TL082.
Jeśli byłby tu potrzebny to jedynie jako wtórnik.
Teraz widzę, że nie jest potrzebny. Szeregowa rezystancja kluczy w multiplekserze (trochę ponad 100Ω) jest do pominięcia wobec rezystancji wejściowej ICL7106.

Przyglądałem się notom aplikacyjnym i nigdzie nie znalazłem propozycji łączenia wejścia IN_LO (nóżka 30) z masą układu. Z masą rozumianą jako punkt odniesienia dla szyn zasilania.
Wychodzi na to, że tutaj leży sedno problemu.

Mógłbyś tak zrobić gdyby 7106 miał swoje odrębne zasilanie. Wtedy IN_LO do masy układu a IN_HI do wyjścia multipleksera.

Kiedyś (dawno) robiłem układ pomiarowy z wykorzystaniem 7106. Niestety nie pamiętam szczegółów ale na pewno była tam przetwornica by zasilać całość z prostego, jednonapięciowego zasilacza.
Przypuszczalnie miałem podobne problemy na styku członu obrabiającego sygnał pomiarowy i członu obrazującego wynik.

Hmm. W sumie żeby sprawdzić czy masz rację (a tez mi się wydaje, że problem leży w tej wspólnej masie) to mogę odłączyć 7106 i mierzyć napięcie woltomierzem!
A jeśli okaże się, że faktycznie tu jest problem to jak zapewnić tą osobną masę?
Przetwornicą? Co to jest i jak to działa? To gotowy element czy trzeba składać? Jaki koszt i rozmiary?

mantus1 wrote:

A jeśli okaże się, że faktycznie tu jest problem to jak zapewnić tą osobną masę?
Przetwornicą?

Jeśli zasilasz z sieci to osobny transformatorek z mostkiem prostowniczym i filtrem będzie najprostszym rozwiązaniem. Jeśli z baterii zostaje przetwornica.

mantus1 wrote:

Przetwornicą? Co to jest i jak to działa? To gotowy element czy trzeba składać?

Może być gotowy moduł (zajrzyj do katalogu firmy Konel) a możesz poskłądać z elementów dyskretnych.

Zasilam zasilaczem stabilizowanym 12 V. Transformator, przetwornica - powiedzmy, że ze względów cenowych odpada.

Ponawiam pytanie:

Czy tego problemy nie rozwiązałoby umieszczenie między wyjściem 4052 a wejściem 7106 wtórnika napięciowego? Jeśli tak to jaka rezystancja w pętli sprzężęnia zwrotnego?

Myślę, że układ wymaga dużej przebudowy.
Pierwszy czujnik (jak wynika ze schematu) przewidziany jest do pomiaru temperatury na zewnątrz. Układowo przygotowany do pomiaru temperatur ujemnych.
Wynikiem będzie napięcie ujemne. Dalej wchodzi ono na wejście multipleksera zasilanego tylko napięciem dodatnim (tak zakładam, choć nie wynika to ze schematu). Jasne jest zatem, że w odpowiedzi nie uzyskasz na wyjściu napięcia ujemnego.

Reasumując - zacznij zabawę z (nb ambitnym przedsięwzięciem) od początku a właściwie od końca.

Dobrze byłoby zasilać układ pojedynczym napięciem z łatwo dostępnego zasilacza 12÷15V o wydajności mx 300mA.
Projektujesz układ pomiarowy więc trzeba wystabilizować zasilania.
Z danych katalogowych 7106:
"ICL7106 POWER SUPPLY: SINGLE 9V
V+ - V- = 9V"
Zatem zasilanie zaczynasz od 7809.
Teraz mając 9V możesz zasilić 7106, 4052 oraz część logiczną (ale nie w technologii TTL) strującą pracą multipleksera 4052.

Zauważ, że jeszcze nie pada słowo "masa". To termin umowny określający poziom, względem którego najwygodniej dokonywać pomiarów.

Brakuje jeszcze zasilania czujników.
Ponieważ spodziewasz się ujemnych napięć lub napięć bliskich 0V to dla zachowania liniowości przenoszenia sygnału przez multiplekser analogowy musisz zawrzeć owe napięcia w przedziale pomiędzy potencjałami zasilania 4052.

Krótko mówiąc: Jeśli chcesz przenieść przez klucz analogowy (np 4066 czy 4052) bez zmiany wartości jakiś sygnał jako napięcie, to powinno być ono wyższe przynajmniej o 1V od (-) zasilania i o tyle niższe od (+).
(Jak chcesz przestrzelić tunel to celuj tak, by pocisk nie trafił w podłogę i nie otarł się o sufit )


Zatem trzeba wypracować napięcie zasilające czujniki.
Wobec niewielkich potrzeb prądowych wystarczy użyć wzmacniacza operacyjnego w układzie wtórnika a na jego wejście (+) podłączyć 2 rezystory od zasilania.
Na wyjściu wzmacniacza pojawi się napięcie wynikające z wartości w/w rezystorów.

Jakkolwiek czujnik temperatury może być zasilany w szerokim zakresie napięć (nota katalogowa) to czujnik wilgotności ma mieć +5V ÷ 5% (nota kat.).

Wynika z tego, że należy tak wyznaczyć wartości rezystorów by na wyjściu wzmacniacza było 4V. Wtedy pomiędzy (+) układu (wyjście 7809) a wyjściem wzmacniacza TL082 będzie 5V.
Od tej chwili ustalamy potencjał masy jako wyjście opisywanego wzmacniacza TL082.

Jeśli więc chcemy pomierzyć napięcia w układzie to (-) miernika do szyny gdzie wyjście 082 a (+) jako końcówka pomiarowa.


Teraz zasilasz czujniki łącząc je pomiędzy masę a (+) zasilania (czyli wyjście 7809). Jest na nich 5V.
Nóżki 26 ICL7106 oraz 7 4052 łączysz z (-) zasilania (środkowa noga 7809). Tam zmierzysz -4V.
Nóżki 35 ICL7106 oraz 14 4052 łączysz z (+) zasilania i tam miernik wskaże +5V.

Potem wyjścia czyjników na wejścia multipleksera np 1,2,4 a jego wyjście 3 na wejście IN_HI ICL7106.
Wejście IN_LO na masę układu (wyjście 082).

To tyle w ogólnym zarysie układu.
Spróbuj to narysować (stosując ogólnie przyjęte symbole graficzne) z oznaczeniem nóżek elementów. Policz także wartości rezystorów tak by z 9V uzyskać 4V. Jedną wartość przyjmij z "sufitu" i dla niej policz drugą.

Czekamy na skan wstępnego zarysu schematu. (Nie obawiaj się błędów - nie myli się ten... itd)

Dodano po 2 [godziny] 7 [minuty]:

Mała poprawka. 4052 jest w obudowie DIP16. Zatem zasilanie nie na 7 i 14 jak napisałem a na 8 i 16.

Witam, bardzo dziękuję za obszerną wypowiedź. Chyba większość rozumiem. Powiedz mi tylko, jeśli chodzi o te oporniki na wejściu wtórnika to one mają być połączone w szeregu tak aby za nimi był odpowiedni spadek napięcia czy jakoś jak dzielnik napięcia czy jak? Jaka ma być wartość opornika w pętli sprzężenia? ( http://pl.wikibooks.org/wiki/Wzmacniacze_operacyjne#Wt.C3.B3rnik_napi.C4.99ciowy) ?

p.s. faktycznie nie zaznaczyłem tego na schemacie ale do 4052 doprowadziłem +5
V, 0 V i -5 V. https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1864442.html

p.s.2 Oto wstępny projekt:

mantus1 wrote:

Powiedz mi tylko, jeśli chodzi o te oporniki na wejściu wtórnika to one mają być połączone w szeregu tak aby za nimi był odpowiedni spadek napięcia czy jakoś jak dzielnik napięcia czy jak? Jaka ma być wartość opornika w pętli sprzężenia?

Połączone są prawidłowo. Zgodnie z podanymi przeze mnie wyżej założeniami powinny być dobrane tak by podzielić napięcie 9V w proporcji 4 : 5.
Zatem jeśli przyjmiemy wartość R3 to dla niej da się wyliczyć R4.
Ponieważ czujnik temperatury ma być zasilany napięciem 5V będąc przy tym włączony pomiędzy Vcc a wyjście 082 to na wyjściu 082 musi być 4V względem GND.

Wzmocnienie napięciowe wtórnika = 1 zatem napięcie na jego wyjściu równe będzie napięciu na R3 (4V).
Ostatecznie:
R4 = R3 (9V - 4V)/4V
Dla R3 = 47K obliczona wartość R4 = 58,75K (szeregowo 56K i 2K7).

Pozostaje jeszcze jeden problem układowy - zasilanie 4052 i 74LS76.
To układy z różnych bajek (CMOS i TTL). Jakkolwiek mogą ze sobą współpracować to ich wzajemne łączenie czasem napotyka na trudności.
74LS76 wymaga zasilania 5V. Jeśli podłączysz 13-kę do GND układu to musiałbyś znaleźć gdzieś 5V do podłączenia jego Vcc (nóżka 5).
Można dać jeszcze jeden stabilizator 7805 tylko do tego ale myślę, że to niepotrzebna komplikacja układu. Poza tym poziom logicznej "1" w TTL jest nieco ponad 4V zatem mógłby być niewłaściwie zinterpretowany przez 4052. To rozwiązanie odpada.

Pozostaje więc poszukać funkcjonalnego odpowiednika w technologii CMOS.
Wtedy jego zasilanie Vcc do +9V a GND do GND układu.

Dodano po 9 [minuty]:

Pytasz o wartość rezystora w pętli sprzężenia zwrotnego.
Można go spokojnie pominąć choć zasadą jest by rezystancje układu "widziane" z poziomu wejść były jednakowe. Można zatem włączyć pomiędzy 1 a 2 rezystancję wynikającą z równoleglego połączenia R3 i R4 (ok. 27K).
Nie ma to jednak żadnego uzasadnienia. TL082 to tzw bi-FET z tranzystorami unipolarnymi na wejściach. Łącz spokojnie 1 z 2.