LM324N - czy dobrze rozumiem datasheet...

[ethanak]

Potrzebuję podłączyć feedback serwa do ESP32. Bezpośrednio z różnych przyczyn to niemożliwe, bo po pierwsze na potencjometrze mam napięcie od 0 do 3.3V (czyi poza zakresem liniowego pomiaru ESP32), po drugie w czasie testów może się tam pojawić 6V (a to dla ESP raczej zabójcze).

Prosty układzik powinien zadziałać:

Opamp zasilany z 3.3V, 1.5V choćby z jakiegoś dzielnika.

W zakresie 0..3.3V układ powinien pozwalać na w miarę precyzyjny pomiar kąta ustawienia serwa (liniowość nie jest mi specjalnie potrzebna, bo i tak muszę skalibrować całość). Pytanie: co się stanie jeśli na linii serwo pojawi się 6V?

Według mego rozumienia nic zdrożnego - tzn. napięcie na wyjściu osiągnie 3.3V i tyle, nic się nie popsuje, a program na ESP co najwyżej rozedrze mordę że ma jakiegoś śmiecia na wejściu. Według datasheetu układ powinien być odporny na napięcia od -0.3 do 32V.

Mam rację? Wolałbym czegoś nie zjarać...

 

[pmochocki]

42 minuty temu, ethanak napisał:

Według mego rozumienia nic zdrożnego - tzn. napięcie na wyjściu osiągnie 3.3V i tyle, nic się nie popsuje, a program na ESP co najwyżej rozedrze mordę że ma jakiegoś śmiecia na wejściu. Według datasheetu układ powinien być odporny na napięcia od -0.3 do 32V.

Mam rację? Wolałbym czegoś nie zjarać...

Dokładnie tak samo interpretuję data sheet. Rozdział 6.1 mówi w jakim zakresie LM324N przeżyje. A rozdział 6.3 w jakim zakresie będzie działał poprawnie. 

EDIT:

@ethanakpiszesz, że omp amp zasilasz z 3.3V. Ale...

Vcm jest w zakresie od 0 do Vcc - 2. To nie jest problem? 

Edytowano Grudzień 25, 2022 przez pmochocki

[pmochocki]

Jakby posłuchać ekspertów to większość calmpuje napięcie diodami bat54:

https://www.analog.com/en/technical-articles/protecting-adc-inputs.html

https://www.ti.com/lit/SBAA372

[ethanak]

9 godzin temu, pmochocki napisał:

Jakby posłuchać ekspertów to większość calmpuje napięcie diodami bat54:

No tak, tyle że ja mam zupełnie inny układ.

Wzmacniacz jest zasilany jednym napięciem, na wejściu nie ma szans pojawić się napięcie ujemne, a więc raczej nie wyobrażam sobie sytuacji, w której wystąpiłoby napięcie ujemne na wyjściu wzmacniacza. Czyli dolna dioda jest niepotrzebna.

Wzmacniacz jest zasilany napięciem, które mogę bezpośrednio podać na wejście adc. Jak wynika z datasheetu, na wyjściu nie powinno pojawić się napięcie wyższe niż dopuszczalne - czyli górna dioda jest niepotrzebna.

W sumie mógłbym przeliczyć układ tak, aby uzyskać 0.3 .. 3.3 v na wyjściu dla 0..6V na wejściu, tylko wtedy tracę połowę zakresu adc...

Chyba żeby dla świętego spokoju dać jakiś rezystor i na wyjściu wzmacniacza i diodę na wejściu adc, tylko musiałbym dodatkowo dodać jakieś źródło napięcia np. 3V... chyba nie ma sensu?

[H1M4W4R1]

LM358 / LM324 są problematyczne, bo nie osiągają górnej belki zasilania (maksymalne napięcie wyjściowe jest o ok. 0.6-1.5V niższe niż napięcie zasilania). Dodatkowo układy nie za bardzo przepadają jeżeli napięcie na stykach różnicowych jest wyższe niż napięcie zasilania (czasami lubią odstawiać dziwne akcje, bo są zbudowane na zwykłych BJT). Raczej nie zdechnie, ale to co będzie na wyjściu to nikt nie przewidzi, bo co model to inne zachowanie  

Nie masz tam miejsca na drugi LM324 (lub wolnej sekcji w aktualnym), który odetnie górną belkę napięcia? Chociaż wtedy potrzeba ujemnego napięcia, a nie każdy chce się w to bawić. 

Inna opcja to Zenerka 3.6V na wejściu wzmacniacza, która odetnie wszystko powyżej oczekiwanej wartości, a strata na zakresie ADC będzie marginalna (i tak nie warto pchać się pod sam koniec zakresu ADC).

Edytowano Grudzień 26, 2022 przez H1M4W4R1

[_LM_]

Można próbować z diodą zenera lub led w obwodzie sprzężenia zwrotnego. Elementy do policzenia https://tinyurl.com/2ocbbhml

Edytowano Grudzień 26, 2022 przez _LM_

[pmochocki]

52 minuty temu, ethanak napisał:

Wzmacniacz jest zasilany jednym napięciem, na wejściu nie ma szans pojawić się napięcie ujemne, a więc raczej nie wyobrażam sobie sytuacji, w której wystąpiłoby napięcie ujemne na wyjściu wzmacniacza. Czyli dolna dioda jest niepotrzebna.

No raczej myślałem o ograniceniu tylko napięcia dodatniego. 

52 minuty temu, ethanak napisał:

W sumie mógłbym przeliczyć układ tak, aby uzyskać 0.3 .. 3.3 v na wyjściu dla 0..6V na wejściu, tylko wtedy tracę połowę zakresu adc...

Ale tak jak pisałem:

11 godzin temu, pmochocki napisał:

@ethanakpiszesz, że omp amp zasilasz z 3.3V. Ale...

Vcm jest w zakresie od 0 do Vcc - 2. To nie jest problem?

Przeciez z tym wzmacniaczem masz tylko zakres od 0 do 1.3V.

A może jednak tak jak w tych dokumentach...  proponowałem wybrać wzmacniacz operacyjny rail to rail np. MCP6001. Zasilić go 6V i na wyjściu ograniczyć zasilanie od góry diodami przed podaniem na ADC. Co jest nie tak z takim podejściem?

EDIT 

Jeśli zasilanie wzmacniacza 6V jest problematyczne to znów można rozważyć użycie MCP6001 zasilanego 3.3V i zabezpieczyć wejście diodami BAT54... 

Edytowano Grudzień 26, 2022 przez pmochocki

[ethanak]

A widzisz, tego ograniczenia nie doczytałem.

Zakres do 1.3V spokojnie wystarczy, tylko muszę rezystory przeliczyć. Mogę po prostu nie włączać dzielnika w esp (i pewnie na zdrowie mu to wyjdzie). W każdym razie dzięki za zwrócenie uwagi!

[pmochocki]

Jeśli zakres 1.3V Tobie starczy to jesteś w domu. Tylko musisz założyć że dla ponad 1.3V masz "undefined behavior". 

[ethanak]

W czasie normalnego działania nie ma prawa się to zdarzyć - mogę przyjąć, że wzrost napięcia powyżej pewnej wartości oznacza "kabelek od gnd się u...lił"

[ethanak]

@H1M4W4R1 tam są cztery serwa, czyli jeden scalak mam wykorzystany. I tak będę najpierw robił jakieś próby, ale jeśli będzie potrzebny drugi wzmacniacz to raczej jako separator od razu za serwem, a na tamtej płytce mam zasilanie 6V. Zobaczymy co mi wyjdzie.

@_LM_ o zenerce myślałem na samym początku, muszę sprawdzić jakie mam w szufladzie

[_LM_]

Zobacz na ten schemat który później dokleiłem. To zadziała bez diody zenera co nawet jest lepsze ze względu na to jakie szumy i nieliniowość taka dioda wprowadza do układu. Schemat wziąłem z książki "Sztuka Elektroniki" więc jest zapewne sprawdzony. 

Edytowano Grudzień 26, 2022 przez _LM_

[ethanak]

@_LM_ Tutaj nieliniowość akurat nie przeszkadza - i tak muszę skalibrować układ, a ponieważ kąt wychylenia ramienia nie zawsze jest liniowo zależny od kąta ustawienia serwa i tak musiałbym wprowadzać dodatkowe przeliczenia.

Ale jak mówiłem: zanim zacznę bawić się w projektowanie płytki i tak muszę wszystko posprawdzać, a wolałbym mieć prostszy układ nawet kosztem większej komplikacji programu (ja jestem z tych co lepiej się czują z klawiaturą niż z lutownicą)

A, i co najważniejsze: nie zależy mi na dokładnym odczycie pozycji ramienia, raczej na stwierdzeniu czy w czasie startu całego urządzenia ramię znajduje się w pozycji bliskiej czy dalekiej od docelowej i wybrać trajektorię ramienia.

 

 

Edytowano Grudzień 26, 2022 przez ethanak

[_LM_]

Tak przy okazji, co to za serwa które pozwalają na odczyt pozycji? 

[ethanak]

@_LM_ Każde z dolutowanym kabelkiem do ślizgacza potencjometru.