roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

Масштабирование напряжения

Резисторы, транзисторы, конденсаторы, микросборки, чип компоненты ...
Вопросы согласования управляющих модулей с периферией.

Масштабирование напряжения

Сообщение Hamulus » 08 июл 2016, 22:31

Подскажите, а как можно масштабировать напряжение?
То есть на входе 0,5 - 2,5 В, а на выходе должно быть 0 - 5В
Я понимаю, что можно использовать операционный усилитель с набором рассчитанных резисторов, но не могу вкурить - как привести значение к нулю. То есть чтобы 0,5 на входе соответствовало 0 на выходе.
Hamulus
 
Сообщения: 42
Зарегистрирован: 19 июн 2016, 14:48

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение ALS » 08 июл 2016, 22:39

Нужен вычитающий усилитель на ОУ.
На один вход подаете измеряемое напряжение, на второй - 0,5в.
Далее усиливается только разность между ними.
Аватара пользователя
ALS
 
Сообщения: 442
Зарегистрирован: 24 окт 2011, 23:32
Откуда: Севастополь
прог. языки: асм

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Dmitry__ » 08 июл 2016, 23:34

На положительный вход ОУ подаешь свой сигнал. На отриц. вход с выхода ОУ резистор R1. В эту же точку R2, который другим концом подкл. к низкоомному делителю R3 R4, формирующий смещение 0.5 вольт. R1/R2 = 2.5 - задает усиление = 2.5 раз. Ну делитель R3 R4 для смещения 0.5v, надеюсь посчитаешь сам.

Добавлено спустя 13 минут 21 секунду:
Ой, смещение надо не 0.5V, а 0.5 + 0.5/усиление.
Но лучше проверить :)
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6041
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Hamulus » 09 июл 2016, 00:44

вот такая схемка получилась, заработает в реальности?
http://www.falstad.com/circuit/circuitj ... 8+240+0%0A

И еще попутный вопрос: как выбирать операционные усилители?
Задача отслеживать обратную связь от сервопривода по 2 параметрам
1) текущее положение (припаиваю провод к схеме привода, чтобы снимать напряжение с внутреннего потенциометра, там как раз 0,5 - 2,5 получается
2) преобразовывать силу тока в цепи привода для отслеживания упора (то есть если серва встречает препятствие, то сила тока в цепи привода держится на максимуме и через операционный усилитель опять же преобразуется в напряжение до 5В)

То есть какой самый дешевый подойдет для этих задач и раз у меня будет использовано 3 усилителя (2 для потенциометра и один для силы тока), то можно ли использовать усилители, в которых например 3 в одной микросхеме? они же независимо могут использоваться, так?
Hamulus
 
Сообщения: 42
Зарегистрирован: 19 июн 2016, 14:48

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Dmitry__ » 09 июл 2016, 01:22

Hamulus писал(а):вот такая схемка получилась, заработает в реальности?

Я такого не советовал, не знаю что это :)
Вот что я говорил:
schemeit-project.png
schemeit-project.png (7.95 КиБ) Просмотров: 409


Рисовал тут:
http://www.digikey.com/schemeit/project/

Hamulus писал(а): можно ли использовать усилители, в которых например 3 в одной микросхеме? они же независимо могут использоваться, так?

Можно, обычно 4 шт. в корпусе. Только для измерения тока по шунту в цепи питания, надо брать ОУ: rail to rail.
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6041
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Hamulus » 09 июл 2016, 11:42

эта схема реализует ОБЕ задачи? то есть и приведение нижнего уровня к нулю (то есть вместо 0,5-2,5 получаем например 0-2) и масштабирование то есть из 0-2 получаем 0-5 или только первую задачу, то есть вычитание?
Hamulus
 
Сообщения: 42
Зарегистрирован: 19 июн 2016, 14:48

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Dmitry__ » 09 июл 2016, 15:08

Hamulus писал(а):эта схема реализует ОБЕ задачи?

Ты же ОБЕ спрашивал? ОБЕ и рисовал :)
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6041
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Hamulus » 09 июл 2016, 18:44

не вкурил полностью как работает
итак, U1 - это напряжение которое надо масштабировать
Vcc - напряжение, которое вычитаем

Для примера я поставил R1 - 125K, R2 - 100k, R3 - 10K, R4 - 1.1K
Vcc поставил 5В, то есть после делителя получается 0,5В

Ну так вот, если поставить U1 2,5, то на выходе будет 5 вольт

http://www.falstad.com/circuit/circuitj ... 8+432+0%0A

но вот если U1 упадет до 0.5, то на выходе получается 0,5В
а мне нужно чтоб был 0
http://www.falstad.com/circuit/circuitj ... 8+432+0%0A

я как-то неправильно резисторы рассчитал или всё-таки схема так не сработает?
посмотрите на мою предыдущую схему с двумя усилителями, она в симуляторе по идее правильно работает
Hamulus
 
Сообщения: 42
Зарегистрирован: 19 июн 2016, 14:48

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Dmitry__ » 10 июл 2016, 14:03

Hamulus писал(а):итак, U1 - это напряжение которое надо масштабировать

U1 - это маркировка микросхемы, напряжение которое надо масштабировать - вход :)
Hamulus писал(а):Vcc - напряжение, которое вычитаем

Это напряжение питания.

Vсмещения = Vcc*R4/(R3+R4) = 0,495v
А я говорил:
Dmitry__ писал(а):Ой, смещение надо не 0.5V, а 0.5 + 0.5/усиление.
Но лучше проверить


Hamulus писал(а):Ну так вот, если поставить U1 2,5, то на выходе будет 5 вольт

Не получается у меня в том симуляторе менять схему.
Кус= (r1+r2)/r2 = 2,25
Vвых. = (Vвх - Vсм) х Кус + Vсм. = (2.5 - 0.495) * 2.25 + 0.495 = 5v. Ok.

Hamulus писал(а):но вот если U1 упадет до 0.5, то на выходе получается 0,5В
а мне нужно чтоб был 0

Vвых. = (Vвх - Vсм) х Кус + Vсм. = (0.5 - 0.495) * 2.25 + 0.495 = 0.5v. Ok.

А если сделать как я просил: "0.5 + 0.5/усиление" = 0.7V, то R3 - 5.94K, R4 - 1K, то будет лучше, но надо все проверить.
И кста, почему усиление 2.25? Ведь надо 2.5. Внимательнее надо быть, у тебя ошибок - тыщщщщщщаа.

Нормальный симулятор (старенький) Multisim 10:
http://electrohobby.ru/multiisim.html

Добавлено спустя 7 минут 19 секунд:
У меня получилось так:
R1 - 150K, R2 - 100k, R3 - 5K, R4 - 1K
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6041
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Hamulus » 12 июл 2016, 20:43

спасибо, буду разбираться

но тут еще проблема образовалась: операционный усилитель требует двухполярного питания, а у меня же вся цепь с однополярным питанием
как с этим быть?
Hamulus
 
Сообщения: 42
Зарегистрирован: 19 июн 2016, 14:48

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Dmitry__ » 13 июл 2016, 00:02

Hamulus писал(а):но тут еще проблема образовалась: операционный усилитель требует двухполярного питания, а у меня же вся цепь с однополярным питанием

Для самой схемы 2-х полярность не нужна. Будут немного завалены сигналы у нуля. Если взять ОУ rail to rail по выходу (по входу, вроде, не обязательно), то будет совсем точно.
http://www.analog.com/ru/products/amplifiers/operational-amplifiers/rail-to-rail-amplifiers.html
http://www.chipinfo.ru/literature/chipnews/200108/4.html
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6041
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Hamulus » 13 июл 2016, 12:20

а вот нашел вообще ОУ для однополярно питания, например LM324N
такой подойдёт?
схема подключения там такая же?
Hamulus
 
Сообщения: 42
Зарегистрирован: 19 июн 2016, 14:48

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Dmitry__ » 13 июл 2016, 20:51

Любой ОУ может работать с однополярным питанием.
LM324N не пойдет, это ширпотреб, он может на выходе выдавать только Vcc - 1.5v, я же тебе сказал - нужен rail to rail по выходу, даже ссылку дал на табличку аналогдевиц, для подбора ОУ rail to rail.
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6041
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Hamulus » 14 июл 2016, 10:42

собрал ту же схему в мультисиме - а там она почему-то не работает
http://otdel-m.ru/opamp3NW.ms13

Что я сделал не так?
Там 2 цепи - одна с LM324N (чисто для эксперимента)
вторая с AD8691
В обеих схемах выходное напряжение от входного не меняется никак (хотя и разное)
Hamulus
 
Сообщения: 42
Зарегистрирован: 19 июн 2016, 14:48

Re: Масштабирование напряжения

Сообщение Dmitry__ » 14 июл 2016, 13:54

Hamulus писал(а):собрал ту же схему в мультисиме - а там она почему-то не работает

У меня не открывается схема, т.к. я не работаю в вендах, то ставил менее монстроидальную версию мультисим на виртуальную машину. Или переходи на 10-ю версию по ссылке, или делай скриншоты схемы и выкладывай сюда.

Добавлено спустя 18 минут 13 секунд:
Вот 2 скриншота, 1-я схемя 2-х полярная, 2-я однополярная. На 2-м скриншоте видно что не доходит до нуля.
sch1.PNG

sch2.PNG
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6041
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

След.

Вернуться в Электроника, электротехника

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 4

Mail.ru counter