Przetwornik A/C 8-bitowy dla zakresu 27,6V-21V do mikrokontrolera - jak ustawić?

Question

Witam szukałem na forum ale nie znalazłem niczego podobnego więc pytam: Czy jest jakiś przetwornik a/c, którego zakres pracy możnaby ustawić pomiędzy 27,6V (ref) i 21V (jako minimalną wartość) Przetwornik nie musi być dokładny 8 bitów w zupełności wystarczy. Dodam tylko iż później sygnał z...

Jerzy Węglorz · Accepted Answer

Tu nasz schemat.
Użyłem źródła napięcia odniesienia LM317, które służy do porównania napięć (i zerowania układu).
Działanie układu jest chyba jasne.
C1 i C2 po 0,1uF, żeby uniknąć oscylacji.
R1 i R2 tworza dzielnik 1:3, więc na wejście układu jest podawane napięcie 7 - 9V. Rezystory R3 i R4 "ustalają" wzmocnienie, dla napięcia wyjściowego 0 do 5V wzmocnienie powinno być 2,5x, a dla zakresu 0 do 10V - 5x.
Dzielnik R5 i R6 ustala napięcie odniesienia, powinno być 7V, żeby możliwe było wyzerowanie układu dla napięcia wejściowego 21V.
Wzmacniacz operacyjny dowolny.
Sygnał z tego stopnia podajesz wprost na przetwornik A/C, którego wejscie "ref" dajesz do zera.

Załączniki:

Wzm-28V.JPG (10.16 KB) Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.

Mam na sprzedaż:
19.01.2006 Mikrowoltomierz selektywny

Jerzy Węglorz · Answer

Witam! A może by tak przesunąć zakres w dół (szeregowa Zenerka lub wzm.op. o wzmocnieniu 1, z napieciem na wejściu - równym np. 20V) do standardowego zakresu 0 - 10V, ew. z dzielnikiem 1:2 i wtedy zakres 0 - 5V mozna podać wprost na wejście mikrokontrolera, który ma funkcję przetwarzania A/D - potem można dodać cyfrowo napięcie przesunięcia.

bolo44 · Answer

Przede wszystkim dziękuje za odpowiedz

Włąsnie też myślałem nad przesunięciem zakresu pomiarowego w jakiś rozsądniejszy przedział. Zastanwaiałem się nad dwoma rozwiązaniami nie wiem czy myślałeś o czymś podobnym?

Układ z Rys 1 miał działąć w ten sposób, że napięcie różnicowe z przedziału 27,3 V do 21,0 V będzie podawane na - wzmacniacza na wejściu + będzie stałe 21V. Muszę tylko poszukać jakiegoś przetwornika który przetwarza napięcia z przedziału 0 - 6,3 V i chyba będę w domu.

Drugi schemata jest trochę gorszy (rys 2 ) postanowiełem podzielić napięcie ze znanego przedziału przez około 5,46 uzyskując w ten sposób przedział napięciowy 5 V - 3,84 V dla przetwornika C/A - czyli ograniczam sobie zakres działania przetwornika do 1,16V.

Oczywiście wszystkie rozważania sią dla części idealnych także pomiar w obu przypadkach będzie dużo gorszy niż bym sobie tego życzył.

Jeśli ma ktoś lepszy pomysł to proszę o opis lub rysunek.

Jerzy Węglorz · Answer

1. Zrób dzielnik dla Twojego sygnału jak na schemacie Rys2, ale zamiast R1 daj Zenerkę 20V. Wówczas z dzielnika odbierasz sygnał z przedziału: 1 do 7,3V. R3 jest zbędny, a wejście "V-" w przetworniku C/A dajesz do zera.
2. W układzie na rys.1 daj sygnał z podzieleniem 1:2 na wejście "+" wzmacniacza operacyjnego, a wejście "-" z zapętleniem dla wzmocnienia x2 daj do Zenerki na 10V, wówczas masz na wejściach wzmacniacza napięcia, które są dla niego akceptowalne, a wzmacniacz możesz zasilać z nizszych napięć.

Mam na sprzedaż:
19.01.2006 Mikrowoltomierz selektywny

bolo44 · Answer

Poprawiłem rysunki proszę sprawdzić czy dobrze ?
Wydaje mi się że trzeba dodać diode D1 do w rysunku 2A aby podnieść potencjał na wejsciu V-. W ten sposób gdy napięcie V+ będzie równe 1V przetwornik wskaże 00H.

Mam jeszcze takie pytanie gdyz układ który buduje z omawianym źródłem napięcia będzia załączany przez przekaźnik zastanawiam się czy do redukcji pików, które mogą się pojawiać po zatrzaśnięciu przek. wystarczy rezystro C 4700uF. Nie wiem jak duże mogą byc te piki ale wolałbym zabezpieczyć scalaka na wszelki wypadek przynajmniej kondziorem.

Jerzy Węglorz · Answer

Rys 2 nie będzie działać: Zenerka zwiera sygnał!
Rys 1A: ZD1 powoduje, że układ ma duże (i nieliniowe) wzmocnienie. R3 powinien być zasilany z Zenerki, a nie ze źródła sygnału! W tej chwili na wejściu "- jest cały czas napięcie zenerki, więc każde napięcie na wejściu "+" powoduje maksymalne wysterowanie wzm.op.

Mam na sprzedaż:
19.01.2006 Mikrowoltomierz selektywny

_jta_ · Answer

Zenerka może nie, ale D1 na pewno - chyba, żeby ją odwrotnie podłączyć (to ma być zabezpieczenie wejścia?).
Ogólnie zastosowanie zenerki wprowadza nieliniowość i jest niewskazane. Zwłaszcza, że można prosto i dobrze.

Ogólna zasada: wzmacniacz operacyjny, do każdego wejścia podłączasz jeden opornik "wejściowy", drugi
"wyjściowy", stosunek oporności "wejściowych" do "wyjściowych" powinien być taki, jaka ma być przekładnia
napięcia - czyli jak z zakresu o rozpiętości 6.6V chcesz zrobić rozpiętość 5V, to wejściowy/wyjściowy=6.6/5.
Wyjściowy od wejścia '+' łączysz do masy, od '-' do wyjścia; wejściowy od '+' do napięcia mierzonego, od
'-' do stabilizowanego napięcia 21V (czy jakie napięcie ma odpowiadać zeru na wyjściu).
I jeszcze uwaga na zasilanie: wzmacniacze operacyjne zwykle nie potrafią dać na wyjściu napięcia równego
ujemnemu napięciu zasilania, więc powinno być ze 2V poniżej napięcia 'zero' przetwornika A/C, który jest dalej.

Promuję tematy:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

bolo44 · Answer

Założeniem diody D1 z rys 2A było to aby podwyższyć potencjał wejścia V- przetwornika chodziło mi o wykorzystanie spadku napięcia diody w kierunku przewodzenia - pomyślałem że moze to tak funkcjonować Na wejście V- nie ma wchodzić sygnał użyteczny. Poprostu chciałem aby przetwornik uznawał 1V jak mase i gdy na wejscie V+będzie wchodził sygnał 1V przetwornik ma mieć na swych wyjsciach same "0" . Ale rozumiem że pomysł z podwyższeniem tego potensjału jest kiepski bo mogę tam przecież wstawić zenerkę, która mi ustawi to napięcie na 1V.

W rys 1A faktycznie dioda nie powinna się znajdować na wejsciu + ale tak zrozumiałem poprzedni opis i stwierdziłem że może faktycznie tak będzie lepiej najwyraźniej źle zrozumiałem.

Czy mogę prosić o jakiś schemat jak byście to zrobili najlepiej żeby nie wprowadzać neiliniowości diod zenera. Byłoby miło gdyby odrazu były dobrane wartości rezystorów i typ W.O. oraz przetwornicy jeśli ktoś będzie na tyle miły to bardzo dziękuje.

bolo44 · Answer

Wielkie dzięki na użycie LM317 bym nie wpadł i musiałbym używać diod zenera ewentualnie użyłbym tl431 ale układ nie byłby tak fajny jak twój. Pozdrawiam

Jerzy Węglorz · Answer

Hej!
Zauważyłem błąd w poprzedniej wersji mojego schematu!
Rezystor R3 trzeba podłączyć do WYJŚCIA LM317, czyli do punktu, gdzie jest "Out", R5 i C2! Inaczej nie będzie dobrze działać!

Błąd poprawiłem, masz teraz wersję prawidłową.

Mam na sprzedaż:
19.01.2006 Mikrowoltomierz selektywny

_jta_ · Answer

Alternatywnie, zamiast LM317, można użyć TL431 jako wzorca napięcia - zależy co będzie tańsze.

Przypominam o zaleceniu zasilania wzmacniacza operacyjnego od strony ujemnego napięcia
napięciem nieco niższym, niż najmniejsze wymagane na wyjściu, a od strony dodatniego - nieco
wyższym (nawet po parę wolt) - prąd płynący przez opornik R4 spowoduje, że nawet wzmacniacz
taki jak LM324 czy LM358, czy nawet porządny rail-to-rail bez tego nie dałby zera na wyjściu.

Promuję tematy:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

Przetwornik A/C 8-bitowy dla zakresu 27,6V-21V do mikrokontrolera - jak ustawić?

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Post #11

Post #12

Podsumowanie tematu