Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Fibaro Fibaro
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Przetwornik opór -> napięcie do sensora

Jogesh 30 Wrz 2015 06:22 1158 16
  • #1 30 Wrz 2015 06:22
    Jogesh
    Poziom 28  

    Witam
    Potrzebuję zaprojektować przetwornik zamieniający opór na napięcie do czujnika poziomu cieczy.
    Założenia:
    Opór czujnika 30Ω -240Ω
    wymagane napięcie sygnału wyjściowego - 1V- 5V, albo 5V-9V
    przy 30Ω na wyjściu napięcie maksymalne, a przy 240Ω minimalne.
    zasilanie 10-30V

    Narysowałem schemat i zrobiłem prototyp, ale nie umiem dopasować napięcia wyjściowego. Czy schemat jest poprawny i ma prawo działać? Jakie wartości rezystorów oznaczonych '?' dać?

    Pozdrawiam
    S.

  • Fibaro
  • #2 30 Wrz 2015 06:32
    maurycy123
    Poziom 32  

    Jogesh napisał:
    Narysowałem schemat i zrobiłem prototyp, ale nie umiem dopasować napięcia wyjściowego.
    Gratuluje.

    Jogesh napisał:
    Czy schemat jest poprawny i ma prawo działać?
    Nie ma prawa działać, bo jest niewidzialny.

    Jogesh napisał:
    Jakie wartości rezystorów oznaczonych '?' dać?
    Do nie widzialnego schematu możesz dać jakiekolwiek byle też były niewidzialne.

    Tak trochę z humorem z rana ;-). Dołącz schemat to coś się wymyśli.

  • Fibaro
  • #3 30 Wrz 2015 10:04
    Jogesh
    Poziom 28  

    Witam
    Niestety nie udało mi się załadować obrazka z powodu problemu z netem. Teraz dodaję.
    Przetwornik opór -> napięcie do sensora

  • Fibaro
  • Pomocny post
    #4 30 Wrz 2015 11:21
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    To nie jest dobry układ.
    Stabilizator prądu na Q1-Q2 będzie bardzo niedokładny ze zmianami temperatury (w samochodzie temp. zmienia się od -30stC do +60stC).
    Mierzyć napięcie nie na R5 ale wprost na rezystancji czujnika 30-240 Ohm zasilanego ze stabilizatora prądu wykonanego np. na LM334, to napięcie wzmocnić i "odwrócić" w układzie wzm. różnicowego na WO - np. LM358/LM324. Zakres 1-5V, gdyż 5-9V nie będzie możliwym przy zasilaniu 9V.

  • #5 30 Wrz 2015 12:50
    Jogesh
    Poziom 28  

    Przetwornik opór -> napięcie do sensora

    Poprawiłem schemat. Już bardziej poprawnie działa, ale jeszcze nie udało się żeby wzmacniacz odwracający poprawnie odwracał sygnał. Rezystor przy LM334 dałem 8,6Ω

    Może zastosować od razu wzmacniacz odwracający?

  • #6 01 Paź 2015 17:50
    Jogesh
    Poziom 28  

    Udało się już uruchomić, ale jeszcze trzeba ustalić wartości rezystorów. Czy może ktoś pomóc obliczyć wartości? Wynagrodzę punktami. Zamieszczam poprawiony schemat.

    Przetwornik opór -> napięcie do sensora

    Czy lepiej zastosować TLC272, czy LM324?
    Czy lepiej zastosować zasilanie 5V czy 9V?


    Pozdrawiam
    S.

  • #7 01 Paź 2015 20:54
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Na początek się "pokajam" bo źle poradziłem - LM334 ma spory dryft temperaturowy. Chciałem napisać jako przykład a wyszło...
    Ma być stabilny temperaturowo - a w kraju takich nie widzę (np. LT3092) i są drogie (może ktoś podpowie ?), pozostaje zrobić na WO i tranzystorze (+TL431/LM4041) - w takiej konfiguracji https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=11169328#11169328 MOSFET-P albo BJT-pnp, przy zasilaniu 9V trzeba ustawić Uwe≧3V (z TL431/LM4041) z powodu ograniczeń Uwe i Uwy LM324. Jeśli Uwe= np. 4V to R1=400 Ohm/1% aby I=10mA.


    Schemat nieprawidłowy - wystarczy jeden wzm. różnicowy jak na US3b (ten na US3a to bzdura) w ostatnim poście, gdzie R5=R3=1,905R1, R8=R1.
    R3 dołączony nie do +9V ale do stabilnego napięcia Us=1,918V wykonanego np. na TL431, LM4041 buforowanego wtórnikiem napięciowym na WO.
    Oporniki - aby nie było błędów spowodowanych prądem pobieranym przez R5 trzeba by zastosować bardzo duże wartości tych oporników, dlatego przed R5 trzeba dać wtórnik napięciowy (bufor) na WO sterowany z CON1. Wtedy wystarczą oporniki o wartościach rzędu kilka kOhm, ale musi być zachowany stosunek 1,905, zalecane oporniki wąskotolerowane np. 1% (np. 10k i 19,1k)- to już zależy od pożądanej dokładności podobnie jak rodzaj WO. TLC272 to dokładny WO, ale sądzę że do wskaźnika paliwa wystarczy LM358 czy LM324. Wychodzi jednak, że trzeba 4 szt. więc LM324.
    Na wyjściu powinno być:
    +5V dla CON1=0,3V
    +1V dla CON1=2,4V
    Dlatego trzeba ustawić prąd źródła zasilającego na 10mA co da ten zakres UCON1=0,3-2,4V.
    Opis jest dokładny, ale proponuję aby to kolega tu narysował, sprawdzimy.

  • #8 02 Paź 2015 09:41
    Jogesh
    Poziom 28  

    Witam
    Dziękuję za opis. Starałem się narysować schemat według opisu, ale pewnie jakieś błędy zrobiłem. Nie wiem też jakie wartości rezystorów zastosować. Kolega podał, ale nie jestem pewien o które rezystory chodzi. Zamieszczam schemat.
    A co do LM334, to według datasheet można chyba skompensować dryft temperaturowy dodając diodę.
    Pozdrawiam
    Przetwornik opór -> napięcie do sensora

  • #9 02 Paź 2015 11:36
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Jogesh napisał:
    A co do LM334, to według datasheet można chyba skompensować dryft temperaturowy dodając diodę.

    Słusznie, to uprości układ, a teraz tak patrząc na mój opis pisany na szybko myślę, że do wskaźnika paliwa chyba takich dokładności nie trzeba.

    Nowy schemat z postu #8; - Uref dla źródła prądowego na BS250 nieprawidłowo narysowane, ale skoro to będziesz robił na LM334 to bez znaczenia.
    Same bufory obydwa - OK, tylko znowu źródło Vrefv na US4 jest bez sensu, ale o tym dalej.
    Znowu miałem błąd - Vref powinno wynosić 2,925V a nie 1,918V - przepraszam.
    Układ Vref (US4) - popatrz w datasheet TL431 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf - Figure 21 , gdzie dokładnie to opisano. W skrócie - TL431 zasilać z 9V przez opornik 4,3k (prąd ok. 1,5mA). Dla napięcia wyjściowego >2,5V - bo chcemy 2,925V, TL431 pracuje w układzie z dzielnikiem z dwóch oporników z helitrimem umożliwiającym regulację Vref=2,925V. Rezystancja całkowita dzielnika taka aby prąd dzielnika był mniejszy od 0,5mA - ok. 6-7k - czyli od góry opornik 620 Ohm, helitrim 470 Ohm (jego ślizgacz do końc. REF), do masy opornik 5,6k, helitrimem doregulować napięcie na katodzie Vref=2,925V i to podać na bufor.
    Oporniki wzm. różnicowego - wg ostatniego schematu:
    R6=R8= kilka kOhm
    R7=R9= 1,905R6,
    Np. R6=R8=4,75k, R7=R9=9,09k albo R6=R8=10k i R7=R9=19,1k itp.
    Ważny jest stosunek R7=R9 = 1,905R6, R6=R8, wartości ani nie zbyt małe poniżej 2k ani nie za duże powyżej 20k
    Powinny być tolerowane 1-2%, podobnie jak w dzielniku TL431.
    Niewykorzystany WO (LM324 - 4 szt.) - zrobić z niego wtórnik, jego wejście na masę.
    Jeśli LM7809 (wystarczy 78L09 małej mocy) to zasilanie min. 11,5V.

  • #10 02 Paź 2015 12:10
    Jogesh
    Poziom 28  

    Przerysowuję schemat i mam takie pytanie.... czemu dajemy oporniki na wejście + wzmacniacza US1D skoro dajemy napięcie referencyjne? Nie wystarczyło by dać na wejście bezpośrednio napięcia referencyjnego?

    Nowy schemat
    Przetwornik opór -> napięcie do sensora

  • #11 02 Paź 2015 13:00
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Do poczytania
    http://www.leon-instruments.pl/2013/09/wzmacniacz-roznicowy.html
    http://lirec.iiar.pwr.edu.pl/~konarch/downloa...cniacze_operacyjne/wzmacniacze_operacyjne.pdf
    itp

    Jeśli R6=R8=4,75k to R7=R9 powinny mieć wartość 9,09k (nie 4,7k, bo 4,7k istnieje dopiero w szeregu E192 czyli 0,5%, będzie trudniejszy do zakupu, a wtedy R7=R9 powinny mieć 8,98k - https://pl.wikipedia.org/wiki/Szereg_warto%C5%9Bci ). Bo co to za wartość 1,905R6 ? - wyjaśniłem to wyżej, prościej się nie da.
    Podałem stosunek wartości 1,905 i zakres wartości od-do aby ułatwić zakup dokładnych oporników, które w sklepach są sporadycznie/niepełne szeregi.

    R1, R2 policzyć wg datasheet LM334.
    Zamiast helitrima 470 Ohm można go pominąć a regulację 2,925V zrobić dołączaniem równoległych oporników do R5/R4 (o wartości ok. 10-50 razy większej) - praktycznie trzeba na nie przewidzieć miejsce na PCB. To pewniejsze rozwiązanie.

  • #12 02 Paź 2015 13:06
    Jogesh
    Poziom 28  

    Czyli po uzupełnieniu wartości rezystorów układ można montować do testów? Rezystory może połączę szeregowo dla właściwej rezystacji.

  • #13 02 Paź 2015 16:42
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Jogesh napisał:
    Czyli po uzupełnieniu wartości rezystorów układ można montować do testów? Rezystory może połączę szeregowo dla właściwej rezystacji.

    2x tak.
    Jogesh napisał:
    czemu dajemy oporniki na wejście + wzmacniacza US1D skoro dajemy napięcie referencyjne? Nie wystarczyło by dać na wejście bezpośrednio napięcia referencyjnego?

    Teraz widzę, że kolega wie więcej niż tu udaje :D ... słuszna uwaga, bez R8 i R9 Vref wynosiłoby właśnie poprzednie 1,918V, a piszę o tym bo ten mój błąd polegał na tym, że pierwotnie chciałem układ uprościć (bez R8/R9). Można i tak, ale wtedy układ na US4 musi być inaczej zrobiony.

  • #14 02 Paź 2015 17:20
    Jogesh
    Poziom 28  

    Nie wiem, nie udaję... :) ale jestem słaby w obliczeniach. Obecnie trzeba precyzyjnie dobierać i rezystory R6-R9 jak i ustawić precyzyjnie napięcie referencyjne na US4. A tak, to tylko referencyjne trzeba by precyzyjnie ustawić.
    Co inaczej trzeba by przy układzie US4 zrobić?

  • #15 02 Paź 2015 19:55
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Rezystory nie dobierać tylko kupić precyzyjne.

    Jogesh napisał:
    A tak, to tylko referencyjne trzeba by precyzyjnie ustawić.

    Nie tylko, bo również R6/R7 - identyczne jak R8/R9 więc jak znajdziesz jedne to co za problem kupić dwa kpl?
    Jogesh napisał:
    Co inaczej trzeba by przy układzie US4 zrobić?

    Wszystko jest w datasheet TL431. Opornik zasilający, TL431 w podstawowym układzie na 2,5V, z niego dzielnik z helitrimem do ustalenia napięcia 1,918V.

  • #16 03 Paź 2015 10:41
    Jogesh
    Poziom 28  

    Przetestowałem na tym co miałem, ale nie umiem obliczyć rezystorów do ustawiania natężenia przy LM334... :cry: No i nie mam jeszcze rezystorów precyzyjnych, więc wartości na wyjściu były nie takie jak powinny, ale poza tym działa.

  • #17 03 Paź 2015 11:22
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Do prób można użyć oporników zwykłych 5% dobieranych (mierzonych) omomierzem - w razie gdy wartość odbiega od potrzebnej skorygować dołączając szeregowo niewielki albo równolegle dużo większy.
    Do prób wystarczy LM334 w podstawowym układzie z opornikiem ok. 6,5 Ohm - dobrać j.w. dla uzyskania prądu 10,0mA - mierzyć miliamperomierzem.
    Obliczanie oporników dla LM334 w układzie skompensowanym temperaturowo jest szczegółowo opisane w datasheet - piszę już o tym któryś raz - czy kolega oczekuje że przepiszę tu tamten tekst i przetłumaczę go?
    To chyba zbyt trudne dla kolegi jest....

TME logo Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
TME Logo