Opinioni critiche su mio primo circuito

[apollokid]

Eh, ma ci avevo già provato e non funzionava la sottrazione, l'LM358 sotto il mezzo volt non so perché ma non scendeva ed io ho pensato fosse perché 0V è troppo vicino al negativo di alimentazione.
Anche a salire però maxvarese mi ha ricordato di un problema simile e che ho erroneamente trascurato: l'LM358 non arriva mai fino alla Vcc in uscita ma si ferma a circa 1,5V in meno, questo vuol dire che con questo circuito perdo l'ultimo 12,5% della lettura massima del sensore (perché mi fermerei a soli 3,5V di tensione di uscita dall'operazionale)
Non ho esperienze con nessun altro operazionale al di fuori dell'LM358, ma da quanto ho capito usando un rail to rail potrei risolvere (io sto aspettando un set di LM6142 che ho ordinato per altri scopi ed arriveranno se va bene a Febbraio).
Comunque vada avrei ugualmente bisogno della doppia alimentazione perché questi sensori riescono a scendere fino a 0 volts e quindi a leggere una pressione inferiore a quella atmosferica pur non essendo dei sensori di pressione assoluta e questa caratteristica mi serve per gli esperimenti che devo fare (evidentemente la lettura sotto i 0,5V non è più lineare) . Questo è un motivo per cui devo poter arrivare anche a -0,5V in uscita dall'operazione (che sarebbero gli 0 volts del sensore)

[Maxvarese]

Una possibile soluzione per quanto riguarda l'amplificatore differenziale.
Manca il circuito che crea la tensione di riferimento, che utilizza l'altro op amp dell' integrato.
Quando potrò te lo spiegherò.
Con questo schema,alimentando con una pila da 9V, la tensione in uscita può andare da - 0,5 a + 6 Volt.

[apollokid]

Ho capito cosa mi stai suggerendo e mi sembra una buona idea. Se tengo la massa ad una tensione più bassa rispetto a come ho fatto io riesco a coprire l'escusione di tutto il segnale prodotto dal sensore anche usando un LM358 (è sufficiente infatti alimentare l'ML358 con una tensione positiva superiore a 4,5V - 0,5V + 1,5V = 5,5V). Io comunque ho bisogno anche di una 5V per alimentare il sensore, ma posso benissimo tirar fuori anche quella. Diciamo che servirebbe tirar fuori da una pila a 9V non due alimentazioni ma 3.
Sta sera ci ragiono con calma... (ieri avevo anche iniziato a butttar giù i calcoli per provare ad eliminare l'operazionale OpAmp2A, non sono riuscito a finire ma sono convinto di essere sulla buona strada)

[Maxvarese]

Questa è una possibile soluzione che utilizza un Lm358.
Premetto che questa non è ne l'unica ne la migliore soluzione possibile.

Il circuito è ingrado di convertire una tensione da 0 a +5V proveniente dal sensore,in una da -0,5 a +4,5 V
con un alimentazione singola di 9 Volt.

Il circuito così com'è ha il difetto di avere uno spostamento della tensione di riferimento quando la batteria è prossima al esaurimento.
Volendo una tensione di riferimento più stabile si può ricorrere a un tl431.

[apollokid]

Molto interessante l'uso di un led (che può fungere anche da spia ON/OFF) per derivare la 0.5V, del 7805 ti confesso che ne ho a casa 10 comprati tempo addietro per altri scopi e non c'avevo nemmeno pensato ad usarli in questo circuito (li avevo presi un paio di anni fa ma ero ancora troppo una burba ed alla fine avevo preferito optare per convertitore 12V-5V già pronto come quello allegato)

Non mi è chiara però la parte di destra del circuito: come fa -1.4V ad essere a metà tra 0V e +7,6V? E poi, perchè la batteria è messa con il + verso lo zero volts?

[Maxvarese]

Per quanto riguarda la batteria hai ragione, è un mio vizzio disegnarla al contrario, ma il polo positivo va sopra.

Hai capito perfettamente il led serve da indicatore d'accensione e da generatore di tensione di riferimento, anche se visto la presenza del 7805 potresti ricavare la tensione di 0,5 V con un partitore a partire dalla 5V in questo modo il partitore farebbe anche da zavorra per il 7805.

Quello di ottenere una tensione duale anche se non simmetrica sollevando la massa attraverso la caduta di due diodi è un vecchio espediente.

Come funziona:

Il potenziale non è assoluto, ma relativo al nostro riferimento che è convenzionalmente la massa.

La massa è collegata al negativo di batteria attraverso due diodi in serie, quando nel circuito circola corrente, la caduta di tensione sui diodi fa sì che la massa abbia una differenza di potenziale di +1,4 V rispetto al negativo di batteria, quindi il negativo di batteria si trova a -1,4V rispetto la massa.
Questa tensione negativa sul rail d'alimentazione negativo dell' op amp gli permette di portare la sua uscita sotto zero di quanto basta.

Nb.
Questo metodo può essere utilizzato senza compromettere la precisione della conversione a patto che il circuito abbia un assorbimento pressoché costante.(come in questo caso)

[apollokid]

Perdonami se ti faccio un altro paio di domande, anche così non ne capisco ancora bene il funzionamento. Non dovrebbe essere derivata in questo modo la tensione negativa (che riguarda solo i terminali di alimentazione dell'operazionale)?

circuito.jpg (51.59 KiB) Visto 2199 volte

Ho poi delle lacune ma non so perchè suggerisci di mettere quei due condensatori che ho cerchiato in rosso. Sono penso dei filtri passabasso messi sulle alimentazioni, la necessità di fare una cosa simile l'ho vista per ora data la mia poca esperienza con l'SN74HC14 (crea dei disturbi sull'alimentazione e nel datasheet dice appunto di mettere un condensatore da 0.1µF in parallelo all'alimentazione il più vicino all'integrato. Non chiedermi però perchè ho già usato proprio questo, mi serviva un Trigger di Smith per delle prove e l'ho scelto tra tanti perchè l'avevo visto già usare in un video).
Sugli operazionali i condensatori li ho visti per ora solo in parallelo alle resistenze di retroazione o sugli ingressi (diventando quindi filtri attivi)

[apollokid]

Mi correggo, lo schema che ho postato nel mio post precedente non va bene, non capisco però nemmeno come funzioni il tuo, o c'è un errore nello schema o non lo capisco. La Vcc- deve avere infatti un potenziale inferiore alla GND, ma dato che il potenziale della batteria più basso è il negativo ne consegue che la GND dovrà per forza essere ad un potenziale superiore al negativo della batteria.

[apollokid]

L'ho riguardato meglio ed ho capito come funziona.
Mi rimane un dubbio sulla precisione data caduta di tensione sui due diodi perché non sono in grado di affermare che i vari assorbimenti rimarranno perfettamente costanti a regime. La tensione di un diodo forse potrebbe variare tra 0.6 e 0.7V se la corrente e' molto bassa e visto che questo circuito è classificabile come uno strumento di misura che deve leggere tensioni nell'ordine di 4V potrebbe dare origine ad un errore di misura non trascurabile.
È però una soluzione che voglio però sperimentare lo stesso per vedere come si comporta sul campo.

[Maxvarese]

Proprio perché gnd si trova a un potenziale superiore al negativo di batteria la tensione diventa duale anche se non simmetrica.

Hai ragione sui diodi, per questo nelle note ho scritto che questo circuito va bene se l'assorbimento rimane pressoché costante. Altrimenti si introduce un errore, che a seconda dei casi può essere tollerato o corretto.
(Dipende dalle tue specifiche di progetto.)
Nel tuo caso l'incognita è rappresentata dal sensore di cui io ingnioro il comportamento, mentre per quanto riguarda il circuito considerando che L'uscita sarà collegata all' ingresso ad alta impedenza dell' oscilloscopio credo non ci siano problemi.

Per quanto riguarda i condensatori da 100nF tra i rail d'alimentazione e massa è buona norma metterli.
Apportano molteplici benefici, il loro principale lavoro, è quello di sopperire a eventuali assorbimenti impulsivi dell' integrato ma non solo.