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

[problem] Elektroskop elektroniczny

filip.jaskolski 13 Paź 2006 20:34 15725 45
  • #31
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Pierwszy ma kanał typu P, czyli odwrotną polaryzację, i wysokie napięcie odcięcia (do 10V), co powoduje konieczność
    stosowania wysokiego napięcia zasilania (ze 12V), żeby taki tranzystor mógł normalnie działać.

    Z tym, co napisał nemo07 w https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=3098333#3098333 w wersji (a)
    - z napięciem referencyjnym - to coś takiego, że stosujesz tranzystor, bramkę łączysz z diodą tak jak pisałem,
    źródło z masą, dren przez opornik z plusem zasilania, i podłączasz miernik między ten dren, a suwak
    potencjometru, którego końce łączysz z masą i zasilaniem, i który nastawiasz tak, by mieć wskazówkę miernika
    na środku skali. Główne wady to zależność wskazań (zera!) od zmian napięcia zasilania, i że jeśli nie chcesz
    tracić na wzmocnieniu, to trzeba puścić duży prąd przez ten potencjometr (raczej większy niż przez tranzystor).
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #32
    filip.jaskolski
    Poziom 14  
    Niestety nie mogę użyć wskaźnika wychyłowego, z dwóch powodów: nie mam takiego, ze wskazówką pośrodku, po drugie indykator powinien być wyraźnie widoczny nawet z odległości 4m. Czy w jego miejsce mógłbym wpiąć np. taki układ http://www.national.com/images/pf/LM3915/00510401.pdf ? Jak wskazać na nim negatywny ładunek?

    Pozdrawiam
  • #33
    _jta_
    Specjalista elektronik
    To jest logarytmujący - czy taki jest twój zamiar, żeby pokazywać logarytm ładunku indukowanego na czujniku?

    Można by zrobić układ prostujący na wzmacniaczach operacyjnych (http://www.uni-bonn.de/~uzs159/diode_tutorial/index.html
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic518681.html https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic550674.html)
    - potrzebujemy na wyjściu dostać informację, jaki jest znak sygnału, i jaka wartość bezwzględna, w zależności od znaku
    wybierać kolor LED-ów, które dostaną zasilanie, a LM3915 niech steruje ilością LED-ów, które zaświecą.

    A na wejściu trzeba by zastosować jakiegoś FET-a + diody ograniczające zakres napięć, i może jakiś wzmacniacz.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #34
    filip.jaskolski
    Poziom 14  
    Hej!

    Narysowałem "schemat" tego, co chciałbym uzyskać. Tak, chciałbym, żeby skala ładunku była logarytmiczna. Poprosiłbym Cię jeszcze o dokładne wyjaśnienie sposobu wykrywania znaku i sprecyzowanie, jak powinien wyglądać wzmacniacz sygnału przed LM'em.

    [problem] Elektroskop elektroniczny

    Rysunek #2 to trochę droższa wersja i zdaje się zostanę przy tej pierwszej.

    P.S: Oczywiście te połączenie nie do końca obrazują rzeczywiste połączenia elementów. Nie wiem jak rozwiązać podłączenie diod wskazujących znak i linijek LED (równolegle?).
  • #35
    filip.jaskolski
    Poziom 14  
    Dublowanie posta zamierzone.

    Znalazłem coś takiego:
    http://www.amasci.com/electrom/sas51p1.html#Electro

    Z opisu wygląda nieźle. Czy moglibyście rzucić okiem i podrzucić jakieś zamienniki do LMC6081 i LM324? I z czym łączy się R5?

    Z czasem dodałbym do tego układu logarytmiczny wskaźnik na LM3915 albo innym scalaku i powstałoby ciekawe urządzenie ;).

    Pozdrawiam!

    P.S: Kolejny "wykrywacz", tym razem na CMOS'ie.
    http://www.ece.rochester.edu/~jones/demos/ahern.html
    Już nie wiem co będzie lepsze :cry: .
  • #36
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Drugi koniec R5 powinien być połączony z pinem 13 LM324 - ze schematu ideowego...
    LM324 powinien być do kupienia niemal w każdym sklepie z elementami elektronicznymi;
    LMC6081 - pewnie LMC7111 powinien być równie dobry, tylko wymaga niższego napięcia
    zasilania. Jeszcze dość dobry jest OPA602B, lub w ostateczności TLC271 (sprawdź zasilanie).
    Wszystkie te układy znalazłem w ofercie Semiconductors Bank http://www.semiconductors.com.pl/
  • #37
    filip.jaskolski
    Poziom 14  
    Hej! Tutaj znowu ja, ciągle z tym samym problemem! ;)

    Postanowiłem, że zacznę od tego pierwszego, najprostrzego układu:

    [problem] Elektroskop elektroniczny

    Zastanawiam się teraz, jak połączyć ten układ ze standardową aplikacją UL1980 (linijka LED, zależna od napięcia wejściowego).

    Stwierdziłem, że zrobie dwa osobne układy, mające wspólną "antenę" + ew. trzeci.

    Jeden układ, będzie skalą LED. Będzie to scalak UL1980 podłączony przez LM358
    do anteny. Posłuży jako wskaźnik natężenia pola.

    Drugi układ będzie wykrywał znak ładunku (najlepiej chyba ten na J-FETcie).

    I trzeci, będzie to też układ na J-FETcie, ale będzie on załączał zasilanie do dwóch pozostałych, gdy pojawi się jakieś pole. Dlatego tak, bo układ z rysunku powyżej tak naprawdę wskazuje tylko ZMIANĘ pola. Bo nie sposób stwierdzić, czy pole istnieje czy nie gdy stale świeci się dioda - to jest zdaje się mankament tego układu.

    Bardzo bym prosił o jakieś sugestie - wydaje mi się, że moje rozwiązanie jest dość prymitywne...

    Pozdrawiam, FJ!
  • #38
    JacekWro
    Poziom 15  
    Trafiłem przypadkiem na ten wątek, dlatego z opóźnieniem odniosę się do układu, jaki opisał wcześniej _jta_w równoległym wątku
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic159831.html#3053441. Układ podobny wykonałem parę lat temu i powiem, że największą czułość na zmiany ładunków statycznych obserwowałem, gdy nie było żadnej anteny, czy "ramki' z laminatu dołączonej do bramki. Najlepiej było, gdy samo wyprowadzenie bramki (nóżka) było odgięte do przodu i stanowiło antenę układu. W momencie, gdy łączyłem ją z nawet niewielkim kawałkiem blachy (ok.8 na 8 cm), układ nie reagował już tak czule na niewielkie ruchy, jak to było na samym wyprowadzeniu bramki. Ramka, jak opisuje _jta_ jako antena jest nieodzowna, gdy zależy ci na wykrywaniu zmian pola, zwłaszcza jeśli linie sił będą prostopadłe do jej płaszczyzny. Ale dla ładunków niesionych przez powietrze, taka niewielka powierzchnia jak samo wyprowadzenie bramki stanowi małą pojemność (łatwiej ją naładować i szybciej ją można rozładować - przekonałem się już o tym nieraz w takim układzie). Takie mam wnioski; jak coś źle napisałem, to poprawcie. Myślę, że lepiej by było, by polówka pracowała jednak jako wtórnik źródłowy. Masz wówczas pewniejszy zakres działania jfeta ze względu na swego rodzaju "autopolaryzację" bramki w takim połączeniu. Taki mój układ zawierał za Beefem filtr dp na parę Hz ( zalecam - wtedy widać tylko potencjały statyczne), a po filtrze zwykły npn (BC550) sterował wskaźnik wychyłowy od magnetofonu.
    [problem] Elektroskop elektroniczny

    Napięcie stałe 6kV na igle jonizacyjnej wykrywał z kilku metrów w pokoju, a wskaźnik wychylał się raptownie w momencie, gdy na igłę skierowałem wentylator, by dmuchał z jej okolic powietrze w stronę detektora, znajdującego się na końcu pokoju (ponad 5m).
    W niektórych sytuacjach pojawia się potrzeba okresowego rozładowywania bramki i najlepiej wykonać układ kluczujący między masą a bramką, z określoną częstotliwością - kilkadziesiąt razy wyższą od granicznej filtra dp. Dotknięcie palcem wyprowadzenia bramki nie zawsze całkiem niszczy tranzystor, ale często nieodwracalnie pozbawia go jego własności, co objawia się działaniem ze znacznie mniejszą czułością. Dlatego trzeba poznać swój układ w warunkach prawidłowej pracy, aby umieć dostrzec ewentualne uszkodzenia.

    Nie próbowałem warikapu BB105 jako bezpiecznika na bramce; sądzę, że to niezły pomysł, jak o tym pisał _jta_ w podobnym wątku:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic159831.html#809844
    tyle że prad wsteczny w roli rezystora to trochę niestabilna sprawa . Ale rokuje korzyści, bo nawet rezystancje rzędu 100 Mega zwierające bramkę do masy znacznie osłabiają czułość.
    Pozdr.
  • #39
    filip.jaskolski
    Poziom 14  
    Witam!

    Dziękuje JacekWro za rady i schemat. Niestety, uparłem się na tę skalę LED i wskaźnik wychyłowy mnie nie interesuje ;). Mam małą prośbę do Was. Czy moglibyście mi poradzić, jaki WO byłby dobry dla układu prostownika z poniższego linku, do prostowania napięcia wejściowego? Może być to TL082?

    http://ket5.tuniv.szczecin.pl/to/wzmacniacze/prostidl.html

    Ten prostownik miałby "przygotowywać" napięcie sterujące dla skali LED na UL1980.

    Czy moglibyście powiedzieć coś na temat wskazywania znaku ładunku? Czy macie jakiś ciekawy pomysł?

    Układ z J-FET'em i jedną diodą LED ma parę mankamentów - układ NIE wskazuje dokładnie tego, czego bym chciał, bowiem wskazuje tylko zmianę ładunku. Mój wymarzony układ, byłby to wskaźnik z diodą dwukolorową, po kolorze na (+) i (-); a w przypadku gdy w pobliżu anteny nie ma żadnego pola, dioda nie świeci się w ogóle. Do tego skala LED na UL1980.

    Pozdrawiam!

    Dodano po 1 [godziny] 32 [minuty]:

    Postanowiłem użyć TL082, według schematu:
    [problem] Elektroskop elektroniczny

    Będę musiał wtedy zbudować zasilacz:
    http://www.republika.pl/tedobczyce/02.html

    Z całego projektu (podręcznego elektronicznego elektroskopu) robi się jakiś kolos. Prosiłbym Was o jakieś porady, może niektóre rzeczy da się rozwiązać prościej!

    Pozdrawiam
  • Pomocny post
    #40
    JacekWro
    Poziom 15  
    UL1980? Toż to straszny staroć! Polecam Ci LM3914 - jest nowocześniejszy, pobiera mniej prądu i masz do wyboru wskazania: linijka świetlna lub wędrujący punkt. Kupiłem go kiedyś, ale straciłem zapał dla pewnego pomysłu ...i teraz sobie o tym przypomniałem.
    Możesz poszukać w sieci przykładów zastosowania.
    Zobacz np. tu:
    http://sklep.avt.pl/photo/_pdf/LM3914.pdf?sess_id=1063566b3ade3ddfb1fa716dbc4331a2.

    Teraz inna sprawa. Jeden FET jak najbardziej może sygnalizować rodzaj ładunku. Nie ma potrzeby komplikować jakimiś symetrycznymi zasilaczami i wzmacniaczami op. Jak rozumiem, chodzi Ci o prosty układ sygnalizacyjny, a nie o jakieś konkretne pomiary. Dziś nie mam czasu na projekt i pisanie, ale przemyśl taką koncepcję:

    Uziemiasz masę. Dobierasz punkt pracy tranzystora w taki sposób, aby w stanie spoczynkowym (tzn. przy braku ładunku) znalazł się w połowie charakterystyki przewodzenia. W przypadku jfeta oznacza to ujemną polaryzację bramki w stos. do źródła (ale nie na tyle, by go zatkać - w połowie) Wówczas dodatni ładunek podniesie potencjał bramki, powodując zwiększenie prądu DS, a ładunek ujemny przesunie potencjał bramki "w dół", a więc odpowiednio zmniejszy prąd DS.
    ...I tutaj świetnie nada się LM 3914 z opcją wędrującego punktu świetlnego. Steruje on 10 LED; w naszym układzie, w stanie spoczynkowym będzie palić się środkowy, czyli piąty led (oznaczający "zero"), a zmiany ładunku w jedną lub drugą stronę będą powodować analogicznie jego wędrowanie w lewo lub prawo.

    Problem będzie stanowić potrzeba regulacji 'zera' przed każdym pomiarem (masz chociażby zmieniającą się temperaturę, czy też zależne od miejsca odziaływanie składowej stałej od sieci - te rzeczy będą wpływać na napięcie za filtrem dp.), oraz zabezpieczenie bramki przed wystąpieniem na niej zbyt wysokich potencjałów - zwłaszcza w sytuacji, gdy napięcie GS stawałoby się większe od zera.
    Jest na to parę sposobów, może ktoś coś Ci tu jeszcze doradzi.

    Filtr za wstępnym tranzystorem jest ważny. Chcesz zbudować Elektroskop, a nie czujnik obecności pola zmienego 50Hz.
    W schemacie, jaki dałem wcześniej, częstotliwość wynosi ok 2Hz.

    Układ niekoniecznie musi działać w sposób liniowy w każdą stronę, ale dla Twojego celu wystarczy. Można zaopatrzyć go w regulację czułości i zakresu pomiarowego, ale to już wodotrysk do tematu :)
  • #41
    filip.jaskolski
    Poziom 14  
    Witam!

    Ogromnie dziękuję za odpowiedź. Teraz wygląda to znacznie prościej :).
    Niestety będzie problem ze zdobyciem LM3914 w przystępnej cenie.

    Mam jeszcze pytanie co do realizacji zmiany punktu pracy JFET'a. Napisałeś:

    JacekWro napisał:
    W przypadku jfeta oznacza to ujemną polaryzację bramki w stos. do źródła (ale nie na tyle, by go zatkać - w połowie)


    Jeśli dobrze wyczytałem z datasheet'a JFET'a, którego mam pod ręką w większej ilości (BF245), to "w pół drogi do zatkania" jest przy napięciu około -1,5V i natężeniu 10mA. Skąd wytrzasnąć takie napięcie?

    Pozdrawiam!

    Dodano po 1 [godziny] 23 [minuty]:

    Chciałbym zebrać wreszcie wszystko razem i pozwoliłem sobie zmienić trochę schemat _jta_ :
    [problem] Elektroskop elektroniczny

    Czy możecie coś powiedzieć o wartości R2 (obciążenia?)? R3 i R4 zastąpię pewnie potencjometrem.

    Prosiłbym, abyście podali jakiś sposób na negatywne spolaryzowanie bramki BF245. Powinien być to prąd o I≈10mA i U≈-1.5V .

    Pozdrawiam!
  • #42
    JacekWro
    Poziom 15  
    Nie mam ostatnio czasu, ale... lepiej późno niż wcale - jak powiedział człowiek, który się spóźnił na pociąg :)

    swallower napisał:
    Prosiłbym, abyście podali jakiś sposób na negatywne spolaryzowanie bramki BF245

    Po prostu wykonaj wtórnik źródłowy, czyli odwrotnie, niż narysowałeś.
    Podłącz dren bezpośrednio do plusa, a źródło (S) przez rezystor rzędu 1 do 10 k do masy. Normalnie spadek napięcia na tym rezystorze przy "otwartym" trazystorze automatycznie polaryzuje bramkę jako ujemną względem źródła (przy założeniu że jej potencjał jest bliski masy). O to nam właśnie chodzi. Pamiętaj jednak, że ze względu na ładunki elektrostatyczne bramka mimo tej polaryzacji może osiągać długotrwałe potencjały powodujące zarówno pełne otwarcie, jak i całkowite odcięcie BF245. Dlatego napisałem wcześniej o potrzebie wykonania układu kluczującego, który rozładowywałby okresowo bramkę (zwierał do masy). To jednak nie jest takie proste, jeśli zależy nam, aby cały układ zachowywał nadal potężną rezystancję wejściową, jaka jest wymagana w urządzeniu typu Elektroskop. Chyba, żeby wykonać kluczowanie mechaniczne, np. na kontaktronie, tak mi wpadło teraz do głowy. Musisz poeksperymentować. Ale i bez tego, zobaczysz że w samym układzie wtórnika z filtrem i wzmacniaczem, jak Ci napisałem, będziesz mieć sporo wskazań zarówno wgórę jak i wdół. Kiedy przesunąłem stopę po wykładzinie, nawet powoli, układ w odległości ok 1metra dawał maksymalne wychyły!
    No i oczywiście za filtrem dp daj jakiś pnp, np. BC547 - i dopiero nim steruj wszelkie układy.
  • #43
    filip.jaskolski
    Poziom 14  
    Ogromne podziękowania :). Układ zdaje się działa jak należy (narazie sprawdziłem tylko woltomierzem i na diodzie LED).

    Zmartwiło mnie jednak jedno - układ "siorbie" mnóstwo ładunku z badanego przedmiotu - po chwili cały ładunek odpływa, a wskaźnik (chwilowo dioda LED) wraca do stanu pierwotnego.

    Czy można jakoś zmniejszyć pobór tego ładunku? Nie chciałbym zwiększać pojemności bramki, dlatego że wtedy będzie trzeba resetować układ po każdym pomiarze.

    Interesuje mnie jakiś uśrodkowany pobór ładunku, tak żeby można było bez problemu zobaczyć wynik na skali LED, ale też tak, żeby po odsunięciu badanego przedmiotu skala się zerowała samoczynnie (niekoniecznie natychmiast).

    Pozdrawiam, FJ

    Dodano po 1 [godziny] 1 [minuty]:

    Niestety, zmierzyłem napięcia dokładniej i układ nie działa tak jak powinien. A mianowicie punkt pracy tranzystora wcale sie nie zmienił. Sprawdziłem to mierząc napięcie na oporniku między źródłem JFETa a masą - przy braku przyłożonego ładunku do bramki, napięcie jest równe zasilającemu. Przy zbliżeniu jakiegoś przedmiotu, napięcie spada praktycznie do zera.

    Czy punktu pracy nie powinno ustalać się dzielnikiem napięcia zapiętym na dren i źródło JFETa, a środkowym odczepem na bramkę? Gdy tak zrobiłem, mogłem sobie doskonale wyregulować punkt pracy, ale niestety układ nie reagował już na przyłożony ładunek.

    Co mógłbyś mi poradzić?

    Pozdrawiam
  • #45
    Użytkownik usunął konto
    Poziom 1