LusoRobótica - Robótica em Português

Electrónica => Electrónica Geral => Tópico iniciado por: CBX em 04 de Agosto de 2012, 18:39

Título: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: CBX em 04 de Agosto de 2012, 18:39
Boas

estou a tentar usar um ampop configurado como amplificador diferencial para ler uma determinada corrente, estou a usar um esquema semelhante ao seguinte:

(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fwww.maxim-ic.com%2Fimages%2Fappnotes%2F746%2F746Fig04.gif&hash=e876f9a9c6bcf03b7857aec309bf19340253092f)

o ampop é um lm358, r1 a r4 são 100k 1% e a RS é de 1ohm 5W

usei vários leds para simular uma carga e o que acontece é que o output do ampop ronda os 0,5v independentemente do numero de leds ligados...

só aqui tenho lm358 e tl084, mas o resultado é semelhante

estarei a ligar alguma coisa mal ou é da "raça" dos ampops?

obrigado
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: beirao em 04 de Agosto de 2012, 18:45
Tens Rs ligado à fonte e o outro pin ligado a que?

Opa sem valores é mais complicado.. por um lado podes estar a passar demasiada corrente na resistência, o que faz com que o ampop sature a saída. Já agora, nenhum dos ampops que falaste é rail-to-rail, portanto para aí 1V acima de V- e abaixo de V+ é para o lixo... ;)

Diz valores de Vcm, e de correntes que tas a ler
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: CBX em 04 de Agosto de 2012, 21:44
Tens Rs ligado à fonte e o outro pin ligado a que?

ao load

Citar
Opa sem valores é mais complicado.. por um lado podes estar a passar demasiada corrente na resistência, o que faz com que o ampop sature a saída. Já agora, nenhum dos ampops que falaste é rail-to-rail, portanto para aí 1V acima de V- e abaixo de V+ é para o lixo... ;)

Diz valores de Vcm, e de correntes que tas a ler

demasiada corrente não é, o máximo foram uns 150ma

nos pinos da Rs lí 12v e ~11,86 que corresponde aos tais 150ma do load...

que ampop recomendas então para isto? de preferência barato  :P
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: beirao em 09 de Agosto de 2012, 11:33
Ou seja, estás a dizer que a tensão Vout (para I=150mA) deveria ser 140mV ? Pois lá está, isso sem rail-to-rail esquece..

Procura no site da texas, eles mandam amostras grátis! Eu tou a fazer um projeto onde uso AD820/AD824. São caros mas muito bons. Agora para a tua aplicação, penso que qualquer rail-to-rail chega...
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: CBX em 09 de Agosto de 2012, 15:10
obrigado, vou dar uma volta ao site da ti então
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: Njay em 09 de Agosto de 2012, 16:20
A saída do LM358 deveria chegar ao GND, isso não é problema (basta ver na datasheet).

O teu problema é que provavelmente estás a alimentar o AMPOP com a mesma tensão Vcm, e isso é que ele não consegue fazer, a tensão comum nas entradas tem que ser cerca de 1.5V abaixo do Vcc do LM358 (mais uma vez -> datasheet). Só resolverias isto com o LM358 se o alimentasses com uma tensão 1.5V - 2V acima de Vcm.

Não sei se pelo facto de um AMPOP ser rail-to-rail isso também te garante que a tensão de modo comum é rail-to-rail, portanto tens que ver bem a datasheet do AMPOP que escolheres, pode não bastar dizer "rail-to-rail". Tu só vais usar o rail negativo, e se até o velhinhíssimo LM358 faz GND, qualquer um dos novos também deve fazer.
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: CBX em 09 de Agosto de 2012, 16:50
segundo a datasheet a tensão comum vai de 0 a V+ - 1,5v

isso poderá ser um problema, teria de usar outra fonte de alimentação ou um stepup e isso vai-me aumentar o custo final bastante  :(

parece que vou ter de optar por um ic dedicado

obrigado aos dois
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: Sérgio_Sena em 09 de Agosto de 2012, 21:34
Boas

estou a tentar usar um ampop configurado como amplificador diferencial para ler uma determinada corrente, estou a usar um esquema semelhante ao seguinte:

(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fwww.maxim-ic.com%2Fimages%2Fappnotes%2F746%2F746Fig04.gif&hash=e876f9a9c6bcf03b7857aec309bf19340253092f)

o ampop é um lm358, r1 a r4 são 100k 1% e a RS é de 1ohm 5W

usei vários leds para simular uma carga e o que acontece é que o output do ampop ronda os 0,5v independentemente do numero de leds ligados...

só aqui tenho lm358 e tl084, mas o resultado é semelhante

estarei a ligar alguma coisa mal ou é da "raça" dos ampops?

obrigado


Deste muito pouca informação, para te podermos ajudar convenientemente.
- Qual a tensão de alimentação ?
- Single ou simétrica ?
- Qual a gama de correntes a medir ?
- As correntes só circulam numa direcção ?

Suposições ::
VDD: single +5V
Irs máx: 1A (logo uma queda de tensão máxima de 1V)

Como esses ampops não são rail-to-rail, tem que se fazer algo para ajudar, ou seja, temos que colocar uma VREF no sinal de entrada, para que o sinal IDLE seja acima da tensão mínima do low-rail.

# vais criar uma tensão de referência de cerca de 2V, com um divisor resistivo  e um ampop para fazer de buffer, e vais alimentar R4 no pino que está ligado ao ground. A tua tensão IDLE à saida vai ser então ~VREF.

# Tens carga na saída do Ampop? coloca uma resistência de 100 < R < 1000 OHM. Testa o melhor valor.

Assim que começares a dar corrente, a tensão na saida vai subir ~linearmente~, ou seja (2V + Irs*Rs).


Supondo que queres medir correntes unidireccionais de 5A, então RS poderá ser composta por 4 resistências de 1 OHM de 2W cada, que dá uma equivalência de 250mOHM.
Então, para 5A, o teu VOUT = 2V + (Irs*(Rs/4)) = 2V + 1.25V = 3.25V


Supondo que tens VDD=5V e correntes bidireccionais de 5A, então colocas o teu VREF=2.5V, e tens uma variação de -5A<i<+5A, o que dá ~ 1.25V<V<3.25V.
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: CBX em 09 de Agosto de 2012, 22:31

Deste muito pouca informação, para te podermos ajudar convenientemente.
- Qual a tensão de alimentação ?
- Single ou simétrica ?
- Qual a gama de correntes a medir ?
- As correntes só circulam numa direcção ?

alimentação: +15v single
corrente: de 0mA a 1A apenas numa direcção

Citar
# vais criar uma tensão de referência de cerca de 2V, com um divisor resistivo  e um ampop para fazer de buffer, e vais alimentar R4 no pino que está ligado ao ground. A tua tensão IDLE à saida vai ser então ~VREF.

não percebi bem esta parte, será muito pedir um desenho? ;D

Citar
# Tens carga na saída do Ampop? coloca uma resistência de 100 < R < 1000 OHM. Testa o melhor valor.

não, está ligada directamente a ao ADC no atmega8

obrigado
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: beirao em 09 de Agosto de 2012, 23:24
A saída do LM358 deveria chegar ao GND, isso não é problema (basta ver na datasheet).

O teu problema é que provavelmente estás a alimentar o AMPOP com a mesma tensão Vcm, e isso é que ele não consegue fazer, a tensão comum nas entradas tem que ser cerca de 1.5V abaixo do Vcc do LM358 (mais uma vez -> datasheet). Só resolverias isto com o LM358 se o alimentasses com uma tensão 1.5V - 2V acima de Vcm.

Não sei se pelo facto de um AMPOP ser rail-to-rail isso também te garante que a tensão de modo comum é rail-to-rail, portanto tens que ver bem a datasheet do AMPOP que escolheres, pode não bastar dizer "rail-to-rail". Tu só vais usar o rail negativo, e se até o velhinhíssimo LM358 faz GND, qualquer um dos novos também deve fazer.

O conceito de rail-to-rail quer dizer que as entradas e saída (caso seja rail-to-rail in/out) podem ser iguais às tensões de alimentação, certo? Portanto não percebi as tuas dúvidas quanto ao funcionamento do ampop rail-to-rail neste circuito... ;)
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: senso em 09 de Agosto de 2012, 23:29
Porque muitos op-amps rail to rail, não têm muita corrente de saida quando a voltagem de aproxima dos rails, ou seja, a impedância vai subindo/variando e pode-te causar problemas, já pensaste em usar um monitor de corrente, tipo o MAX4173H(falo neste porque ando a desenhar uma plaquinha que o usa), e para o que queres parece-me perfeito e podes usar uma resistência de 0.005 ohms, o que te dá muito menos perdas de energia, o contra é o preço..
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: Sérgio_Sena em 09 de Agosto de 2012, 23:35
Parece-me que ele quer uma solução barata e rápida, com os componentes que tem ali com ele.

Claro que pode melhorar o sistema com componentes especificos e de boas marcas, mas isso só lhe vai arrasar o orçamento que já deve estar no limite.

Já lhe foram dadas várias ideias com os componentes que ele tem, agora só tem que experimentar! :)
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: Sérgio_Sena em 09 de Agosto de 2012, 23:41
Porque muitos op-amps rail to rail, não têm muita corrente de saida quando a voltagem de aproxima dos rails, ou seja, a impedância vai subindo/variando e pode-te causar problemas, já pensaste em usar um monitor de corrente, tipo o MAX4173H(falo neste porque ando a desenhar uma plaquinha que o usa), e para o que queres parece-me perfeito e podes usar uma resistência de 0.005 ohms, o que te dá muito menos perdas de energia, o contra é o preço..



Chip interessante. BOm preço para peça unitário. Se fores fazer mts peças, fica-te mais barato usar Ampops. 5mOhm é uma trilha de PCB :) fica barato

Já agora, a titulo de curiosidade e também te pode interessar, para medições de corrente AC/DC, uso uma configuração em Amplificador Instrumentação, com amplificação variavel (comutavel através de FETs) consoante a corrente que estou a medir.
Para AC uso "shunts" na casa dos micro-Ohm, e para DC resistências de mili-Ohm ou normalmente pistas de PCB calculadas à décima do milimetro. PCB fica muito mais barata do que as resistências.
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: senso em 09 de Agosto de 2012, 23:52
Pois, não li na parte inicial que é para projecto comercial/quantidade, se fosse para uso caseiro, era uma questão de pedir samples se fosse para usar um ou dois.
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: CBX em 10 de Agosto de 2012, 00:23
não é projecto comercial, é para um projecto pessoal, uma fonte de alimentação que ando a desenvolver, tenho por aqui MAX4080, mas uma vez que estou a usar mais ampops, em vez de ter um ic para cada coisa usava um quad ampop que me simplificava muito o design da placa, a pcb passava a ser de face simples e uma vez que estou a usar componentes thu hole ficava mais facil de "tweakar"
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: Njay em 10 de Agosto de 2012, 06:23
O conceito de rail-to-rail quer dizer que as entradas e saída (caso seja rail-to-rail in/out) podem ser iguais às tensões de alimentação, certo? Portanto não percebi as tuas dúvidas quanto ao funcionamento do ampop rail-to-rail neste circuito... ;)

As dúvidas foram porque problema que salientaste foi a saída ter 140mV que eu interpretei como estando mto perto do rail negativo, juntamente com o facto de que eu tinha a ideia que rail-to-rail se referia apenas ou essencialmente à saída. Entretanto já me fui informar e de facto implica tb as entradas (muita boa info na net, como sempre), o que até faz um certo sentido se pensarmos que em algumas montagens temos a saída a realimentar entradas.

CBX, como esse circuito gasta pouco, se tiveres uC e um pino livre, podes tentar fazer umas experiências juntando 2 diodos e 2 condensadores para fazer um elevador de tensão capacitivo, assim podes obter uma tensão cerca de 5V-0.7V-0.7V acima de Vcm para alimentar o LM.

Update: é a isto que me refiro, uma "Dikson charge pump":
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fupload.wikimedia.org%2Fwikipedia%2Fen%2Fthumb%2F7%2F7b%2FDickson_doubler.svg%2F220px-Dickson_doubler.svg.png&hash=56ae5a783ceba66d8910eaefefaf84b1cc96c921)
Vin é Vcm, o clock é o pino do micro que dá e Vo é Vin(Vcm) + 5V - 2 quedas de diodo e vai alimentar o ampop. Qdo o pino do uC tá a zero, o 1º condensador carrega com Vin-0.7V através do 1º diodo, e depois o pino passa para 5V levando a tensão do 1º condensador para cima esses 5V, que depois carregam o 2º condensador pelo 2 diodo (este diodo impede que o condensador final descarregue "para trás" quando o pino do uC vai a 0V e o 1º condensador fica só com Vin-0.7V).
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: CBX em 10 de Agosto de 2012, 15:59
esse clock terá que frequência? e os condensadores que valor?

vou testar com um 555 e ver o que dá

obrigado mais uma vez
Título: Re: Duvida - Amplificador diferencial
Enviado por: Njay em 10 de Agosto de 2012, 16:38
Qto maior o clock, menores podem ser os condensadores, e vice-versa. Agora terás que simular e/ou experimentar, ou fazer as contas se tiveres com paciência :) (eu não estou!)