opamp - hur gör jag ?

Övriga diskussioner relaterade till komponenter. Exempelvis radiorör, A/D, kontaktdon eller sensorer.
Användarvisningsbild
Glenn
Inlägg: 36713
Blev medlem: 24 februari 2006, 12:01:56
Ort: Norr om Sthlm
Kontakt:

opamp - hur gör jag ?

Inlägg av Glenn »

Jag har aldrig använt opampar förutom i byggen där andra redan har konstruerat nåt och jag bara byggt, jag har aldrig ens satt mej in
i hur dom fungerar, utom rent allmänt vad det är typ.

Det jag vill göra nu är att läsa av ett värde från en 500ohm pot med en PIC, genom ena ADC-kanalen då förstås, rent logiskt sett skulle jag
då kunna göra en spänninsgdelare med ytterligare ett 500ohm motstånd, men det skulle ju ge ett värde på mellan 0-2.5V att mäta, och
efterssom jag inte kan ändra VREF till nåt annat än 5V så halverar jag ju direkt upplösningen, inte bra.

Då tänkte jag på om man inte kan ta en opamp, och använda den som multiplikator ? elelr kommer detta bli dumt ? ..om det är en bra ide,
vad ska jag titta på för egenskaper när jag väljer komponent ? och hur beräknar jag värden osv ?

Och hur blir det egentligen med linjäriteten ? ..Inte så lockad av att behövba ha nån tabell för att kompensera..

Notera även att även om det är just detta jag vill göra denna gången så är det ett återkommande problem med resistiva sensorer så jag
skulel hellre gå mer på djupet så man har koll till nästa gång och kan klura ut en lösning själv.

Tips på bra sidor med grundläggande teori om sådant här tas också tacksamt emot, jag tittade lite i mina elektronikböcker men ingen tar
uppo detta, dom är oftast mer grundläggande analogteknik, eller så inriktar dom sej på rör, eller är uteslutande för digitalteknik.
Användarvisningsbild
Glenn
Inlägg: 36713
Blev medlem: 24 februari 2006, 12:01:56
Ort: Norr om Sthlm
Kontakt:

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av Glenn »

En ironisk sak är f.ö att jag satt och försökte räkna lite igår, och det gick mindre bra efterssom jag suger på matte.

Det ironiska är att jag hatade matte i skolan, men alla tjatade om hur viktigt det var att kunna.. MEN, egentligen har jag ENBART haft nytta av
matte (förutom de fyra räknesätten och procent typ) när jag sysslat med PIC-programmering, då har det å andra sidan många gånger
blivit ett hinder :(
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26647
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av Icecap »

1: Varför 500 ohm? Det är ett lågt värde och för att få ett märkbart spänningssving ska det gå en del ström.
2: Om du gör en spänningsdelare MÅSTE du linjerisera! Det är förvisso inget större problem (matteformel) men ändå.
Användarvisningsbild
Glenn
Inlägg: 36713
Blev medlem: 24 februari 2006, 12:01:56
Ort: Norr om Sthlm
Kontakt:

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av Glenn »

Ja, jag hade inte valt 500ohm om jag hade kunnat välja, tyvärr är den fast monterad :(

Finns det nåt smartare sätt så det blir linjärt ? som jag inte tänker på nu ? poten i sig är ju linjär, men det är ju svårt att läsa en resistans med en ADC utan att konvertera den till spänning :)
Användarvisningsbild
jesse
Inlägg: 9240
Blev medlem: 10 september 2007, 12:03:55
Ort: Alingsås

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av jesse »

Du har inte inbyggd förstärkning i PICens ADC? Eller att du kan använda en lägre referensspänning i ADC än VCC?
Det hade varit enklast.

Visst kan du få det linjärt med en OP som förstärkare. Om du sätter ett motstånd på 4k5 från VCC till potens ena ände, potens andra ände till gnd, så har du på "tappen" 0-0.5 volt... (har du tillgång till potens alla tre uttag?)

Sedan är det bara att koppla OP:n som en icke-inverterande förstärkare 10x så får du ut 0-5 volt om du använder en OP med rail-till rail egenskaper (t.ex. MPS6001). Det blir exakt linjärt eftersom du återkopplar genom en resistor-spänningsdelare.

Bild
Non-inverting Amplifiers
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26647
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av Icecap »

Som jesse skriver: om du har tillgång till alla 3 uttag från potentiometern är det enkelt, har du inte det blir det en aning mer besvärligt men inte omöjligt alls men du kanske ska skriva OM du har alla 3 uttag...
Användarvisningsbild
Glenn
Inlägg: 36713
Blev medlem: 24 februari 2006, 12:01:56
Ort: Norr om Sthlm
Kontakt:

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av Glenn »

Ja och nej, det finns inte nu, men jag kan löda dit en tamp med lite pill om det underlättar :)

Det gör ju förvisso att jag måste ha en ny sladd med fler ledare i, men det kan det nog vara värt.
Nerre
Inlägg: 27223
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av Nerre »

Jag förstår inte, om du nu ska använda en 500 ohms pot som spänningsdelare, varför hakar du på ytterligare 500 ohm?

Poten är ju en spänningsdelare i sig, koppla de yttre benen till jord och Vcc och vips har du en variabel spänning på mittenstiftet.

Nackdelen med att köra poten rakt av är då förstås att strömmen blir relativt hög. Med 5 V och 500 ohm får du ju 10 mA genom poten. Men det är ju bara 50 mW så om det inte är en batteridriven applikation är det väl inte så farligt.


Om du bara har tillgång till två av potens ben är det väl egentligen ingen pot utan en reostat (ett variabelt motstånd)?


Det är ju liksom bara att försöka härleda namnet potentiometer. Det hörs ju att det har med potential att göra. D.v.s. en variabel spänningsdelare.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26647
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av Icecap »

Ett "vanligt" potentiometer tål inte speciellt mycket ström genom släparen! Motståndsbanan eldas upp ganska snabbt om det är plast eller kol, alltså ska strömmen vara låg.

Med en enkel konstantströmsgenerator kan man få en linjär spänning ut och med en op-amp kan man sedan lägga denna spänning i rätt område. Då op-amp'en kommer att behövas i vilket fall som helst är det frågan om vad som är enklast:
Att pilla dit en ny kabel med 3 ledare eller bygga med 2 st transistorer och 2 st motstånd extra.

Är det en enhet som är hembyggt kan det vara huggit som stuckit men är det en enhet som köps "färdig" är det ingen tvekan: håll den original!

Det som är svårt med op-amp-delen är att välja rätt op-amp! Allt beror på vilka matningsspänningar som finns, vad man vill ha ut. Om vi utgår ifrån att det ska vara 0-5V ut samt att VDD är 5V ser vi redan där att det blir lite problem. Återkommer till detta.

Första steg är strömmen genom potentiometern, 1mA tycker jag är rimligt men det värde är inte huggit i sten.
Det ger då 0,5V vid 500 ohm och 0V vid 0 ohm. Denna spänning ska sedan förstärkas 10gg i en op-amp, en ganska enkel koppling. I en icke-inverterande koppling blir det (se jesse's inlägg) blir det så att Rf = 9*Ri.

Och problemen då? Rail-to-rail! Det är svårt att göra op-amp som kan jobba ända "ut" till GND / VDD, det fattas alltid lite men de moderna kan jobba mycket nära så man förlorar inte så värst mycket. Men det betyder att man ska tänka till lite.

Om t.ex. det är mycket viktigt att båda ytterställningar på potentiometern ska kunde avkännas kan det vara vettigt att ha lite mindre förstärkning samt ett litet seriemotstånd, detta betyder att 0 ohm kanske ger 0,2V efter op-amp'en och att 500 ohm ger 4,8V efter op-amp'en.

På det vis släpper man krångel och möjlig olinjäritet från A/D & op-amp när signalen kommer alldeles för nära GND/VDD.
Nerre
Inlägg: 27223
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av Nerre »

Ytterligare ett problem, som man inte får glömma, är brus.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26647
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av Icecap »

Absolut! Och ström genom släparen i ett potentiometer ger brus! Man kan förvisso avkoppla en hel del med lite kondensator parallellt med Rf men det beror ju på vilken snabbhet på respons det ska finnas. Till detta tillkommer termisk brus.
Användarvisningsbild
jesse
Inlägg: 9240
Blev medlem: 10 september 2007, 12:03:55
Ort: Alingsås

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av jesse »

Icecaps förslag om en konstantströmgenerator var ett bra förslag. Men fortfarande får du 10mA genom poten om du ska ha 5V spänningsfall (för ADCn). Går det kanske att göra en konstantströmsgenerator med en OP som på något vis samtidigt förstärker spänningen 10x ? Jag skulle vilja att du kommer ner under 1 mA i poten.

Angående brus kan det filtreras bort, lite olika beroende på vilken koppling man väljer.
sodjan
EF Sponsor
Inlägg: 43251
Blev medlem: 10 maj 2005, 16:29:20
Ort: Söderköping

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av sodjan »

Glenn, exakt varför kopplar du den inte "som vanligt" ?
Är redan inkopplingen klar ?
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26647
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av Icecap »

jesse: jag skriver i mitt inlägg med konstantströmgeneratorn just att strömmen inte får vara stor eller hur? Vilket är orsaken till att man behöver en op-amp.

Citerar mig själv: "...alltså ska strömmen vara låg."
Samt "...strömmen genom potentiometern, 1mA tycker jag är rimligt..."
Användarvisningsbild
jesse
Inlägg: 9240
Blev medlem: 10 september 2007, 12:03:55
Ort: Alingsås

Re: opamp - hur gör jag ?

Inlägg av jesse »

jag trodde du menade att göra en konstantströmsgenerator med OP:n och köra strömmen genom poten och mäta spänningen över den. I så fall får du bara 0.5V vid 1mA eller 10mA vid 5V... Men du tänkte först en konstanströmsgenerator och sedan en OP som förstärker detta till 0-5V spann?

Men min fråga var kanske omde tgick att kombinera dessa - att göra en konstantströmsgenerator som skickar 1mA genom poten och får ut 0-5 volt vid Rpot = 0-500Ω. Men det kanske inte går med bara en OP?
Skriv svar