Skocz do zawartości
Komentator

Kurs elektroniki II - #2 - komparatory napięć

Pomocna odpowiedź

Mam dwa pytania:

1. Skąd bierze się zakres napięć na wejściu nieodwracającym w granicach od ~2,85V do ~3,15V.? Z wartości R1=R2=10k i P1=5k nie potrafię tego wyliczyć (spodziewałbym się raczej 2.4 - 3.6V).

2. Czy układ LM311 można by (przez odpowiednio dobrane rezystory) podpiąć do sieci 230V (zero do wejścia odwracającego, fazę do nieodwracającego) i w ten sposób uzyskać na wyjściu informację, czy napięcie jest w danej chwili dodatnie, czy ujemne, a w konsekwencji na zboczach sygnału informację o przejściu przez zero i wykorzystać w mikrokontrolerze jako sygnał wejściowy do sterowania fazowego (np. ściemniaczem)?

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

@misklap gratuluję spostrzegawczości z dzielnikiem napięcia. Faktycznie był tam błędny zakres - już poprawiłem. Błąd wynikał pewnie z tego, że wpisane zostały tam wartości, które zmierzono na złożonym układzie. Nowy komplet baterii, niedoskonałość rezystorów, błąd pomiaru i wyszła taka błędna wartość. Teraz jest już dobrze. Jeśli chodzi o drugie pytanie, to takie próby byłyby ekstremalnie niebezpieczne. Co więcej sam komparator i rezystory to będzie zdecydowanie za mało, aby zrealizować poprawnie działający i bezpieczny układ tego typu. Na tym etapie nauki raczej radziłbym unikać "zabaw" z napięciem sieciowym.

Przy okazji informacja dla @lponker, symbol komparatora został zaktualizowany 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Witam, a ja znowu mam problem ze zrozumieniem zakresu regulacji napięcia na te wejście nieodwracające przez potencjomet. Mianowicie w kursie jest napisane, że z racji dzielnika napięcia przez rezystory R3 i R4 po 10k na wejście odwracające wchodzi około 3V, natomiast na nieodwracające niby 2,4 - 3,6V. Tak więc, jeżeli potencjometr P1 zjechać do 0 Ohm wyszedłby taki sam dzielnik jak na wejście odwracające, więc napięcie około 3V. Jeżeli ustawić potencjometr na max 5k to korzystając ze wzoru z https://ea.elportal.pl/dzielnik.html i włączając ten potencjometr P1 5k po stronie rezystora R1 to napięcie wyjdzie Uwy = Uwe*R2/R1+P1+R2 = 6*10/25 = 2,4V. Wychodzi na to, że zakres powinien wynieść 2,4 - 3V.

Myślę, że skoro już parę lat nikt takiego problemu nie miał to gdzieś popełniam błąd w mojej analizie, więc prosiłbym o poprawienie mojego podejścia.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
(edytowany)

Cześć, mam pytanie odnośnie komparatora napięć. Zbudowałem obydwa układy z ćwiczeń i działały bez problemu. Zastanowił mnie jednak pewien szczegół. Dioda poprzez rezystor podłączona jest do zasilania (VCC + 6V) oraz do wyjścia komparatora LM311 (nóżka 7). Jeżeli na wyjściu nóżce numer 7 pojawi się napięcie wysokie  (+) to czy nie spowoduje to zwarcia napięciem (VCC + 6V) idącego z zasilania poprzez rezystor i diodę do nóżki numer 7 komparatora ? Ładunki dodatnie napięcia jakby "wpadają na siebie". Może to głupie pytanie ale mnie nurtuje. Jak zmierzyłem napięcie między nóżką 7 komparatora, a masą GND (-) ma ok 4,5V gdy dioda nie świeci, oraz ok 0,2V gdy dioda świeci. Na zdjęciu pierwszym w rozdziale o komparatorze wyjście (nóżka 7 (+) ) jest połączona do masy (GND (-) ), ale już na zdjęciu drugim całego układu wyjście (nóżka 7 (+) ) jest podłączona poprzez diodę i rezystor do VCC (+). To mnie trochę myli 🙄 gdyż o ile w przypadku schematu pierwszego rozumiem dlaczego dioda świeci lub nie, to w przypadku schematu drugiego już nie do końca jest to dla mnie jasne skoro nie ma podłączenia do GND (-)

1.png

2.png

Edytowano przez MaxHardcr

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
(edytowany)

Bazuje na wiedzy zdobytej z poprzedniej części kursu 😉 Mam dwie sprawy.

Pierwsza:

Przy diagramie ze sprzęgłem, jeżeli chodzi o podwyższony próg przełączenia (potrzebe większego V) rozumiem tak, że R6 robi za dzielnik napięcia, przez co na wejście komparatora musimy podłączyć większe napięcie(Tak bym rozumial, gdyby R6 był podłączony dn GND). Kompletnie nie czuje natomiast sytuacji, gdy przełączamy się powrotnie.

Z tego co wiem, to nieświecąca dioda oznacza stan wysoki na wyjściu komparatora (6V), dioda blokuje przepływ, więc wszystko idzie przez R6 -> P1 -> R2 i do GND. (Tutaj mogę się mylić, może czegoś nie zrozumiałem jeśli chodzi o prawa Kirchoffa). Końcowo nie czuje tego co powoduje tutaj, że prąd popłynie w inną stronę?

No muszę przyznać, że po prostu tutaj się pogubiłem gdzie jakie napięcie będzie, w którą stronę prąd płynie, gdy komparator na wyjściu ma stan wysoki.

Druga:

Zasada działania komparatora: Dlaczego z V+ wychodzi 2,7V?

Edytowano przez Mati200

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

@Mate6250, witam na forum 😉 Widzę, że to Twoje pierwsze kroki na Forbocie, oto najważniejsze informacje na start:

  • Chcesz przywitać się z innymi członkami naszej społeczności? Skorzystaj z tematu powitania użytkowników.
  • Opis najciekawszych funkcji, które ułatwiają korzystanie z forum znajdziesz w temacie instrukcja korzystania z forum - co warto wiedzieć?
  • Poszczególne posty możesz oceniać (pozytywnie i negatywnie) za pomocą reakcji - ikona serca w prawym dolnym rogu każdej wiadomości.

Dnia 21.04.2019 o 22:58, Mate6250 napisał:

Witam, a ja znowu mam problem ze zrozumieniem zakresu regulacji napięcia na te wejście nieodwracające przez potencjomet. Mianowicie w kursie jest napisane, że z racji dzielnika napięcia przez rezystory R3 i R4 po 10k na wejście odwracające wchodzi około 3V, natomiast na nieodwracające niby 2,4 - 3,6V. Tak więc, jeżeli potencjometr P1 zjechać do 0 Ohm wyszedłby taki sam dzielnik jak na wejście odwracające, więc napięcie około 3V. Jeżeli ustawić potencjometr na max 5k to korzystając ze wzoru z https://ea.elportal.pl/dzielnik.html i włączając ten potencjometr P1 5k po stronie rezystora R1 to napięcie wyjdzie Uwy = Uwe*R2/R1+P1+R2 = 6*10/25 = 2,4V. Wychodzi na to, że zakres powinien wynieść 2,4 - 3V.

Myślę, że skoro już parę lat nikt takiego problemu nie miał to gdzieś popełniam błąd w mojej analizie, więc prosiłbym o poprawienie mojego podejścia.

Masz rację, popełniasz drobny błąd w analizie 😉 Zakładasz, że potencjometr można ustawić "na zero", co jest błędne. Potencjometr ma trzy wyprowadzenia, opór zmienia się miedzy środkową nóżką oraz skrajnymi. Jeśli przekręcisz potencjometr na maksa w jedną stronę to opór między nóżką numer 1 i 2 będzie wynosił 0Ω, a między 2 i 3 będzie 5kΩ. Jak przekręcisz potencjometr w drugą stronę to sytuacja się odwróci. Będziesz miał 5kΩ przy 1 i 2 nóżce, a 0Ω między 2 i 3. Musisz więc rozważać sytuację, gdy w dzielniku występują zawsze dwie wartości (5+10=15k oraz 10k), które "zamieniają się miejscami". jak podstawisz do wzoru takie wartości to wyjdzie Ci wspomniany zakres 2,4-3,6V.

@MaxHardcr nie porównuj tych dwóch rysunków tak dosłownie. Pierwszy to tylko symboliczne, ogólne przedstawienie działania komparatora. Pokazujemy co dzieje się na wyjściu w zależności od wejścia. Nie jest to jednak schemat "prawdziwego", działającego układu z wykorzystaniem używanego dalej komparatora. 

@Mati200 rozumiem, że nie chodzi Ci o żadne sprzęgło tylko sprzężenie zwrotne, tak? R6 nie robi tam za dzielnik napięcia, tak jak napisane jest w artykule. Rezystor ten sprawia, że mały prąd z wyjścia układy trafia z powrotem na jego wejście co stabilizuje działanie układu.

  • Pomogłeś! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

@Treker Trochę zamieszałem, tak, chodzi o sprzężenie zwrotne 😉 Jeszcze raz chciałbym podejść do tematu. Gdy dioda świeci to rozumiem, że prąd płynie jak na następującym schemacie (swieci.png). Gdzie "XV" to napięcie wynikające z "dzielnika prądu" 😉 W mojej głowie to wygląda logicznie, bo trzeba przekręcić bardziej P1 by napięcie zwiększć.

Natomiast jeśli chodzi o moment, gdy dioda nie świeci (nieswieci.png) To 6V cały czas wchodzi do (+) i jest porównywane z (-). Do tego napięcie wychodzące z P1 jest niższe, więc prąd nie popłynie w kierunki (+) - wiem, że tak do końca nie jest, bo by nie działało, ale nie rozumiem zachodzących tu zasad 😞 Byłbym bardzo wdzięczny za szersze wytłumaczenie.

swieci.png nieswieci.png

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
(edytowany)

Dzięki wielkie! Rozeznałem się trochę w temacie, porobiłem symulacje, którą mocno polecam sprawdzić ponieważ pokazuje animacje ruchu ładunku. Do tego również można przesuwać po prawej napięciem nieodwracającym. Z tego wszystkiego wyszły mi następujące wnioski:

R1: 5k, R2: 10k

U(-) = 3.3V, U(+) = 3V

Przychodzi tutaj teraz kwestia prawa ohma oraz spadki napięć.

2.thumb.png.d2e1d2c577035cb48010e4f3aaccf72b.png

Kiedy komparator nie jest nasycony jego wyjście robi za uziemienie, więc Uzas = 3V. Spadek napięcia na R1 wynosi 1V, Uwyj = 2V.

I = 3V/15kO = 0,0002A

Ur1 = 0,0002A*5kO = 1V (spadek napiecia na R1)

Uwęzła = U(+) - Ur1 =3V-1V = 2V  (dlatego trzeba dać większe U(+), które wpływa na Ur1)

1.thumb.png.d1724400d0f096e4b5f2b05a1e782966.png

Kiedy komparator jest nasycony, potencjał wyższy przewodzi do niższego (6V -> 3V). Uzas w taki razie jest 6V-3V = 3V. Spadek napięcia na R2 wynosi 2V, Uwyj = 4V.

I = (6V - 3V)/15kO = 0,0002A

Ur2 = 0,0002A*10kO = 2V (spadek napiecia na R2)

Uwęzła = Uout - Ur2 = 6V - 2V = 4V (Dlatego trzeba jeszcze zmniejszyć U(+), które wpływa przez prąd na Ur2)

Z tego wszystkiego wychodzi mi, że histereza = sprytne dodanie dzielnika napięcia tak ja wspominałem wcześniej 😉 Chyba, że ten dzielnik ma inną nazwę, bo standardowe nie są przyłączane do masy (ten woltomierz na dole ma ukryte połączenie z masą) tylko z powrotem do układu. Dajcie znać czy gdzieś nie popełniłem błędu.

Edytowano przez Mati200
  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Chyba faktycznie wczoraj się nie dogadaliśmy, odpisałem tak, bo jeden rezystor nie może sam pełnić roli dzielnika napięcia, a myślałem, że chodzi Ci o coś takiego. Grunt, że udało Ci się samodzielnie dojść do rozwiązania tej zagadki 😉

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
Dnia 23.04.2019 o 10:03, Treker napisał:

@Mati200 wczoraj miałem jeszcze dopisać linki do dodatkowych materiałów, ale widocznie mi umknęło... Zerknij jeszcze na 2 poniższe filmy, może będą dla Ciebie pomocne w tym kontekście:

Na kanał Reduktor Szumu 🙂 natknąłem się już kilka razy. Prowadzący wygląda mi na jakiegoś mega zakręconego zawodowca podobnie jak gość z EEVBlog. Także polecam!

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Po zmierzeniu woltomierzem wyszło gdy dioda świeci: -0,42 V a gdy nie: 0,50 V. Czyli wychodzi na to, że gdy świeci na wejściu odwracającym (-) jest większe napięcie a gdy nie świeci to z kolei napięcie jest większe na wejściu nieodwracającym (+). Bynajmniej tak to rozumiem, że ma to związek z napięciem różnicowym a konkretnie ze znakiem przed pomiarem na woltomierzu.

 

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

@Davis wszystko zależy od podłączenia układu i tego co dokładnie mierzysz 😉 Pokaż proszę schemat, na którym bazujesz i powiedz co dokładnie (i gdzie) mierzysz.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Gość
Napisz odpowiedź...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utwórz nowe...