Jak zamienić napięcie DC 5V...-5V na DC 0V...5V z inwerterem i transoptorem?

Question

Dzień dobry.
Potrzebuję zamienić napięcie stałe zmieniające się w zakresie od 5V do -5V na napięcie stałe, ale w zakresie od 0V do 5V.
Przy czym 5V na wejściu musi dawać 0V na wyjściu, czyli jakiś inwerter musi być. Konieczne jest również odizolowanie We od Wy czyli transoptor musi być.
Czy ktoś z Kolegów mógłby podrzucić jakieś rozwiązanie, możliwie najprostsze? Parametry nie muszą być wyczynowe.

Wertyuud · Accepted Answer

Dobry masz pomysł, tylko powinieneś dać rezystor szeregowo na wejściu, żeby ograniczyć prąd płynący przez diodę. Jeśli na wejściu dasz rezystor powiedzmy 330R, to popłynie 11,5mA przy 5V. K817P ma CTR min. 50%, więc na wyjściu będzie mogło popłynąć przynajmniej 5mA. Czyli akurat za R1 w twoim obwodzie można wypróbować 1k. W tych warunkach napięcie nasycenia fototranzystora wyjściowego będzie ok. 0,15V, więc napięcie wyjściowe nigdy nie spadnie poniżej 0,15V, jeśli Ci to nie przeszkadza. Niestety twój obwód nie jest symetryczny, bo podczas ładowania kondensatora prąd będzie płynął przez R1, a podczas rozładowania przez fototranzystor. W wyniku tego będzie powstawał niewielki offset. Żeby ten efekt zniwelować musisz dać dodatkowy bufor, albo zaprojektować filtr RC, tak, aby R2>>R1. Nie wiem jaka dokładność Ci jest potrzebna, ale jeśli zgrubna, to ta druga opcja powinna wystarczyć. Do zaprojektowania filtru RC polecam Link Możesz sobie na dole podejrzeć tętnienia z tego filtru. Zauważ też, że filtr musi być obciążony wysoką impedancją(np. wtórnikiem napięciowy), oraz, że wprowadza opóźnienie.

Konto nie istnieje · Accepted Answer

To sprawdź, bo tak to wygląda. Jeszcze nie za dużo, bo nie wiemy jakie dokładnie parametry ma przebieg. Ale na pewno brakuje rezystora na wejściu transoptora.

Konto nie istnieje · Accepted Answer

R1 musi mieć dużą wartość żeby nie obciążać znacząco filtru RC. Rzędu 1M. A R2 około 1M...100k (1...10 razy mniej niż R1, żeby na pewno tranzystor się otwierał nawet przy niskich napięciach z R1). Tzn co?

Wertyuud · Accepted Answer

Schemat zadziała, ale napięcie przełączania to będzie 0,6-0,5V plus spadek napięcia na R1. Napięcie przewodzenia bazy spadnie wraz ze wzrostem temperatury. Dodatkowo wejście układu obciąża filtr RC, przez co będzie na nim większy spadek napięcia. Jeśli wstawisz duże R1, to będziesz miał wyższy próg zadziałania, a jeśli będzie małe, ta zafałszowane będzie napięcie wyjściowe. Najlepiej byłoby użyć komparatora np . LM339, ewentualnie możesz też użyć układu wtórnika napięciowego przed tranzystorem takiego jak poniżej.

Konto nie istnieje · Accepted Answer

Najpierw sprawdz czy jest coś takiego jak tranzystor CMOS. Na pewno nie BD. Coś z BC może być. BC147 się nada.

Wertyuud · Answer

Zmianę napięcia od -5V do +5V na 0-5V możesz zrealizować z użyciem dzielnika napięcia przez 2. Rezystory R1 i R2 musisz dobrać tak, aby nie obciążały zbytnio źródła, ale też aby napięcie nie spadało zbyt mocno w wyniku obciążenia przez odbiornik. Do izolacji galwanicznej użyj układu IL300.

Edit: Chcesz, aby napięcie wejściowe -5V odpowiadało napięciu wyjściowemu 0V, czy 5V?

Pitt888 · Answer

Jak już napisałem, -5 na wejściu to musi być 5 na wyjściu.

Dodano po 50 [minuty]:

Dzięki za dobre chęci ale ten układ nie zadziała tak jak trzeba. Przy 0V na we będzie również 0 na wy. A ma być 2.5 V.

CYRUS2 · Answer

Narysuj charakterystykę przenoszenia.

Pitt888 · Answer

Proszę bardzo

Konto nie istnieje · Answer

A może coś podobnego zda egzamin? Co prawda nie będzie pełnego 0-5V na wyjściu ale wymagane 2,5V przy 0 na wejściu powinno być

CYRUS2 · Answer

Charaktrysytykę przechodzą przez zero należy przesunać o +2,5V.
Czyli dodać 2,5V do wyjścia.

Zasilanie musi być +/- 8V.
Z izolowanej przetwornicy,lub zasilacza. Może być oddzielne trafko 2W z 230V.

Należy zastosować przewtornik A/C i wynik w postaci cyfrowej podać na transoptor.

Pitt888 · Answer

Nie chodzi o 2.5 przy 0V ale o całe 0...5. Tyle potrzebuję do wysterowania pełnego zakresu mocy zasilacza WN. Nie mam w maszynie 8V tylko 5. Dobrze byłoby nie rozbudowywać zbytnio układu.

Konto nie istnieje · Answer

Trzeba więc użyć wzmacniacza z wyjściem Rail to Rail. Stracisz tylko jakieś dziesiątki mV w pobliżu szyn zasilania.

Pitt888 · Answer

No ok, tak może być spokojnie. A konkrety?

Wertyuud · Answer

Jesteś o tym przekonany? Zauważ, że w obwodzie jest źródło napięcie 5V, więc jak będzie 0V na wej, to dzielnik napięcia podzieli napięcie ze źródła na 2 i będziesz miał 2,5V na wyjściu, a nie 0V. Faktem jest, że chcesz, aby układ odwracał fazę o 180 stopni, a taki układ tego nie robi. No, ale przejrzałem notę katalogową, oraz aplikacyjną il300 i wymyśliłem coś takiego. Wzmacniacze R2R, jak podał poprzednik byłyby najdogodniejsze, bo nie trzeba zasilania symetrycznego. Zastanawiam się, czy nie lepiej stłumić sygnał na wejściu w tym układzie, a potem go wzmocnić za pomocą U2. Wtedy sygnał nie dochodziłby do granic szyn zasilania, tylko oscylowałby wokół 2.5V (oprócz wyjścia).

CYRUS2 · Answer

Ten układ będzie w odwrotnej fazie. Pierwszy stopień to separator dopasowujący do źródła o dowolnym Rw.

Konto nie istnieje · Answer

Tam nie ma dostępnego zasilania 8V. Taki układ nie będzie działał tak jak chce autor tematu. Tutaj trzeba tłumić sygnał 2 razy. No i nie ma tu izolacji galwanicznej.

Pitt888 · Answer

Koledzy, obawiam się, że powinienem zmienić temat tego wątku... początkowo zmierzyłem tylko napięcie na We miernikem DC i było tak, jak napisałem. Ale dzisiaj podpiąłem oscyloskop no i wyszło, że potrzebuję raczej przetwornika PWM/U ...
Jakieś fajne pomysły może?
Częstotliwość to 2 kHz. Na zdjęciach mamy przebiegi kolejno przy 50,20 i 70% mocy.

Izolacja galwaniczna nadal aktualna, myślę o wykorzystaniu prostego K817P. Zasilanie dostępne tylko +5V.

Pitt888 · Answer

Zwracam honor, przeanalizowałem to dokładniej i masz rację. Dodano po 1 [godziny] 3 [minuty]: A jakby takie coś działało?

Konto nie istnieje · Answer

Akurat konwersja PWMa z izolacją galwaniczną będzie dużo prostsza. Pytanie tylko skąd tam się bierze napięcie ujemne? Ten PWM ma poziomy logiczne -5V i +5V?

Pitt888 · Answer

Myślę, że z całkowania? Oczywiście przez miernik. Zobacz, jak to wygląda na przebiegach w oscyloskopie ustawionym na DC. Widać wyraźnie, jak dla mnie.

Konto nie istnieje · Answer

Samo całkowanie nie dało by ujemnego napięcia. Ale nie wiem gdzie jest poziom 0V na skali oscyloskopu. Zaznacz to tak jak jest zaznaczone np. tutaj:

Pitt888 · Answer

Zero jest na linii, która jest poziomą średnicą okręgu ekranu. Tak ustawiłem.
Pierwszy przebieg jest symetryczny i to się zgadza z pomiarem miernikiem, który pokazuje 0V.
Wzmocnienie Y jest 5V/cm.

Dodano po 9 [minuty]:

W sumie to nie jestem teraz pewien czy nie przestawiłem zera w drugim i trzecim przypadku :/

Dodano po 1 [minuty]:

A co sądzisz o schemacie, który narysowałem powyżej?

Pitt888 · Answer

Oczywiście, opornik musi być, tak na biegu to rysowałem, skupiając się bardziej na prawej stronie

Dziękuję za dotychczasowe wskazówki i pewnie będzie ciąg dalszy, ale dopiero w środę bo wyjeżdżam w Polskę.
Przebiegi sprawdzę jeszcze raz. Dokładność przetworzenia powinna być całkowicie wystarczająca, offset rowniez nie powinien przeszkadzać.
A może coś lepszego wymyślicie w międzyczasie

Pozdrawiam.

Pitt888 · Answer

No i działa

W dodatku zgodnie z przewidywaniami!

))
Przebiegi jak poniżej, napięcie tętnień 0.1 V, co mi zupełnie w tym przypadku nie przeszkadza. Minimalne uzyskane napięcie to 0.16V, maks coś koło 4.8V. I super.
Dziękuję Kolegom za pomoc, ale... to jeszcze nie koniec

Pitt888 · Answer

Teraz potrzebuję jeszcze uzyskać na wyjściu L stan logiczny 0 w momencie kiedy Uwy>~0.5V i oczywiście 1 kiedy spadnie poniżej tego poziomu.
Wymyśliłem sobie, jak to zrobić, ale nie umiem szybko dobrać elementów :/
Zastanawiam się też, czy nie powinien to być CMOS...
A może w ogóle źle wymyśliłem?
Pomożecie? (Jak Gierek hihi)
Schemacik poniżej.
(przepraszam za "rysunki małego Jasia", ale tak jest szybciej...

Pitt888 · Answer

No ten tranzystor. Dodano po 4 [minuty]: Jak już napisałem wcześniej, wymagania co do tego układu nie są wygórowane. Jeśli to napięcię będzie nawet 0,8 to nadal powinno być całkiem dobrze. Histereza też nie jest problemem. Spróbuję więc tego mojego prostego rozwiązania, a jeśli się nie sprawdzi, wyciągniemy armaty Dziękuję Kolegom za rzeczowość i fachowość, i pozdrawiam. Sprawozdanie oczywiście zamieszczę Dodano po 2 [minuty]: A jeszcze: jaki konkretnie typ tranzystora proponujecie?

Konto nie istnieje · Answer

Tranzystor ma być CMOS? Na pewno nie CMOS Sam R1 nie zwiększa napięcia zadziałania. Próg zadziałania wyznacza proporcja R1 do R2 i wzmocnienie tranzystora. Ale oczywiście tak jak piszesz lepiej tutaj użyć scalonego komparatora jeżeli próg zadziałania miał by być stały.

Pitt888 · Answer

No ok, może głupio myślałem, ale w końcu jestem początkującym amatorem, więc mogę, nie? Pytając o typ miałem na myśli czy np. BC 147, BC 211 czy coś z BD ?

Jak zamienić napięcie DC 5V...-5V na DC 0V...5V z inwerterem i transoptorem?

Jak najprościej zamienić izolowane napięcie z zakresu -5 V…+5 V na 0 V…5 V tak, aby +5 V na wejściu dawało 0 V na wyjściu?

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Post #11

Post #12

Post #13

Post #14

Post #15

Post #16

Post #17

Post #18

Post #19

Post #20

Post #21

Post #22

Post #23

Post #24

Post #25

Post #26

Post #27

Post #28

Post #29

Post #30

Podsumowanie tematu