Kurs elektroniki II - #4 - komparatory napięć

[RakietowyKim]

Cytat

Jednak zmniejszanie napięcia potencjometrem w pewnym momencie spowoduje przełączenie stanu komparatora – prąd dostarczany przez R6 przestanie wystarczać i potencjał wejścia nieodwracającego będzie mniejszy niż odwracającego. Spowoduje to, że na wyjściu komparatora pojawi się potencjał maksymalnie kilkuset miliwoltów, co możemy uprościć do masy (minusa z baterii). Dioda zaświeci się. Przez R6 prąd zacznie płynąć w drugą stronę – od wejścia nieodwracającego do wyjścia, dzięki czemu znowu napięcie różnicowe zostanie zwiększone, tym razem z przeciwną polaryzacją.

Chodzi o to że jeśli napięcie różnicowe wejścia nieodwracającego względem odwracającego będzie powiedzmy -0.4v.  To dostaniemy

- 0.4v + 0.0001v,

i to napięcie różnicowe zostanie zwiększone (przez prąd płynący po linii R6) o tę przeciwną polaryzację powiedzmy ( + 0.0001v) dobrze rozumiem?

Edytowano Lipiec 27, 2022 przez RakietowyKim

[fnx4]

Chciałbym zrobić układ z kursu w symulatorze obwodu. Jednak nie bardzo wiem jakie parametry komparatora wpisać.

[Treker (Damian Szymański)]

@fnx4 szczegółowe informacje na temat działanie elementy i wszystkie jego parametry znajdziesz w dokumentacji technicznej. Zerknij do niej i wyciągnij właściwe informacje 🙂 Jeśli jeszcze nie korzystałeś z takich dokumentów to sprawdź ten artykuł: Czym jest dokumentacja techniczna (datasheet)? W razie problemów dokładne omówienie dokumentacji konkretnie tego komparatora znajdziesz też w naszym najnowszym e-booku: Jak czytać noty katalogowe?

[ilex]

Dlaczego w układzie podanym w tym artykule korzystamy z filtru z kondensatorów? Nie do końca rozumiem co w tym przypadku chcemy osiągnąć poprzez filtrację zasilania. Po usunięciu obydwóch kondensatorów z układu nie zauważyłem żadnych zmian podczas kręcenia potencjometrem. Spodziewałem się, że może będą jakieś zmiany w pozycji, w której dioda miga (tj. gdy jeszcze nie użyliśmy sprzężenia zwrotnego).

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Treker (Damian Szymański)]

@ilex to po prostu dobra praktyka. W tym konkretnym przypadku kondensatory na zasilaniu wiele nie zmienią, ale gdyby ten układ był częścią "czegoś większego" to wtedy pomogłyby one z filtracją linii zasilania. Bez tego układ mógłby działać niepoprawnie. Nie tyczy się to tylko tego układu, tylko ogólnie przypadków, gdzie używa się różnego rodzaju układy scalone.

[warp]

Witam

Utknąłem nieco na tej części kursu. Wg opisu na stronie kursu, w przypadku podłączenia wyższego napięcia do wejścia nieodwracającego (PIN2) niż do wejścia odwracającego (PIN3) powinniśmy otrzymać na wyjściu (PIN7) napięcie zbliżone do napięcia zasilania (w moim przypadku 6V).

Jednak jak bym nie robił, w takiej sytuacji otrzymuje napięcie na wyjściu w przedziale 1.4V-2.1V.

W zestawie do kursu otrzymałem dwa komparatory LM311, na obydwu jest ten sam efekt.

Do testów zbudowałem uproszczony układ jak w załączeniu. Nie wiem z czego to wynika i gdzie popełniam błąd.

Jeśli na wejście nieodwracalne podam napięcie niższe niż na wejście odwracalne - wartość napięcia na wyjściu jest zgodna z tym co opisane jest w kursie - w okolicach 0V.

[Treker (Damian Szymański)]

@warp witam na forum 🙂 Wydaje mi się, że w swoich rozważaniach pominąłeś, że prawdziwy komparator posiada wyjście typu otwarty kolektor (więcej w sekcji: Czym jest wyjście typu otwarty kolektor?). Jeśli nie chcesz podłączać nic do wyjścia komparatora to dodaj tam chociaż rezystor 10k (między wyjścia a dodatnią szynę zasilania) i wtedy wykonaj pomiary.

[warp]

Rzeczywiście, po podłączeniu rezystora, napięcie przed jak i za rezystorem jest zbliżone do 6V. Muszę jeszcze doczytać o otwartym kolektorze.

Bardzo dziękuję za pomoc.

[4321]

Matematyka mi się nie zgadza z rzeczywistością:

Suma rezystancji w obwodzie przyłączanym do wyjścia nieodwracającego -> 24,6 kOm; opór częsci przyłączanej do wyjścia nieodwracającego (skrajne pozycje potencjometru) -> 9,9 kOm lub 14,6 kOm; napięcie baterii 6,39V

Uwyj = 6,39 (9,9/24,6) = 2,57V i dokładnie tyle pokazuje mi miernik

 Uwyj = 6,39 (14,6/24,6) = 3,79V a miernik pokazuje 3,7 V. Skąd ta różnica? Zrozumiałbym niedokładność elementów, miernika itp. gdyby mi się rozjechały oba wyniki, ale jeden?

Drugie pytanie:

To zdjęcie pokazuje wspomniany wcześniej obwód. Pomiar rezystancji wynosi 24,6 kOm. 

Jednak kiedy podepnę przewód zasilający to miernik pokazuje coś takiego:

Pomiary pojedynczych elementów też są dziwne - wszystkie rezystory 10 kOm dają wynik około 7 kOm

Skąd takie dziwaczne wyniki przy podpiętym niebieskim przewodzie?

Wspomnę jeszcze, że sam proces mierzenia wygląda dziwacznie - normalnie po przyłożeniu sond do rezystora od razu pokazuje się rezystancja, która jeszcze trochę skacze o pojedyncze omy. W moim przypadku wygląda jakby się to "ładowało" - miernik staruje od około 2 i pomału rośnie do 10,99

 

EDYCJA.

Jeśli chodzi o pierwsze pytanie to zapalająca się dioda jest 'winna' tej różnicy, jeśli ją odłączę z układu to pomiar zgadza się z wyliczeniami. 

Zagwozdki z drugiego pytania dalej nie mogę rozwiązać.

Edytowano Maj 28, 2023 przez 4321

[Treker (Damian Szymański)]

Dnia 28.05.2023 o 13:06, 4321 napisał:

Skąd takie dziwaczne wyniki przy podpiętym niebieskim przewodzie?

Wspomnę jeszcze, że sam proces mierzenia wygląda dziwacznie - normalnie po przyłożeniu sond do rezystora od razu pokazuje się rezystancja, która jeszcze trochę skacze o pojedyncze omy. W moim przypadku wygląda jakby się to "ładowało" - miernik staruje od około 2 i pomału rośnie do 10,99

Niebieski przewód idzie do szyny zasilania, w której jest kondensatory. W takiej sytuacji wynik pomiaru będzie zakłócony. Ogólnie pomiar wartości np. rezystora powinien być wykonywany na samym rezystorze. Jeśli element ten znajduje się w jakimś układzie to pomiar będzie zakłócony przez to, że prąd może (zależnie od danego układu) płynąć też wtedy przez inne elementy.

[Kolumb]

Przeczytałem trochę postów  w tym temacie i mam także swoje spostrzeżenia jeżeli moje rozumowanie jest błędne proszę mnie skorygować.

Komparator przedstawiony w kursie  LM311 którego zdanie jest porównanie napięć na wejściu odwracalnym i nieodwracalnym daje wynik na wyjściu (nóżka 7) zbliżony do zera  GND   lub napięcie zbliżone do  dostatniej linii zasilania Vcc( np. 6 V) i niby wszystko proste ale nie zupełnie. Po pierwsze jak napisano  w tym kursie  LM 311  jak większość   komparatorów ma tzw.  otwarty kolektor  OC i w zależności czy tranzystor  jest zatkany -lub nie to płynie przez niego prąd lub  nie płynie prąd . Gif  przedstawiony przez @Treker z 20maj 2016 jest zrozumiały. Pozwoliłem sobie także przedstawić mały gif który po wstawieniu czerwonej linii jest według mnie jest poprawny bo jak tego nie będzie to woltomierz zawsze pokaże "0".Jeżeli na wyjściu nr 7 przy stanie wysokim mamy napięcie zbliżone do linii zasilania  ale linii zasilania nóżki "7" bo przecież mogę zasilać wejście odwracalne i nieodwracalne  np szyny  6V ,sama komparator  nóżka "8" z szyn  9V  a nóżkę  "7"wyjście  z szyny 3V. Mogę także podłączyć diodę  pod nóżkę 1 (pod emiter tranzystora -komparatora )i przy stanie niskim będzie świecić tylko na nóżce "7" będzie  napięcie 1-2 V  w zależności  od diody . Mogę zasilać  wejście  odwracane  z wyjścia nóżka "7" przez rezystor i kondensator i dodatkowo sprzężenie zwrotne z wejściem nieodwracającym  i da mi to efekt migającej diody(cyklicznie zmieniający się stan niski wysoki).  Dużo się rozpisałem ale po części zrozumieć działanie komparatora i mogę dalej z tym układem eksperymentować.

[Treker (Damian Szymański)]

@Kolumb ilustracja, którą wstawiłeś to demonstracja ogólnej zasady działania komparatora. To, że dalej przy ćwiczeniach wykorzystujemy LM311, który wyposażony jest w wyjście OC to niezależna sprawa. W tym przypadku rezystor jest faktycznie potrzebny, aby na wyjściu pojawiło się odpowiednie napięcie. Tak właściwie to temat, który poruszyłeś ma więcej wspólnego z samym tematem wyjścia typu open-collector, niż z samymi komparatorami. Takie wyjścia spotyka się w wielu innych sytuacjach. Temat ten jest też poruszony np. tutaj: czym jest rezystor pull-up. Jeśli chcesz zobaczyć bardziej skomplikowany przykład to zajrzyj tutaj: https://forbot.pl/blog/kurs-stm32l4-zewnetrzna-pamiec-eeprom-i2c-id47820 i przeczytaj sobie fragment od samego początku do nagłówka "Jak przebiega komunikacja przez I2C?".

[Artur4]

Siemka ☺️

Mam mały problem z komparatorem. Chodzi o to że jak łącze jego wyjście z wejściem nieodwracającym przez rezystor 1MΩ to dioda nadal świeci niezależnie od położenia potencjometru (znaczy się są różnice w jasności bo dosłownie jak potencjometr jest w położeniu w którym dioda powinna być wyłączona to się tli ale mimo wszystko jakiś niepożądany prąd sobie tam płynie). Układ zbudowany został poprawnie według schematu pokazanego na kursie, więc nie sądzę że mogłoby to być to. Może to jest jakaś właściwość prądu o której nie wiem🤔. Jeśli to ważne to dzieje się tak przy podłączeniu diod niebieskiej, czerwonej, zielonej i białej (przy żółtej tego nie widać, ale woltomierz nadal pokazuje ze jakiś prąd tam płynie). Wiem że może to i pierdoła ale nie daje mi spokoju😅. Byłbym wdzięczny za pomoc🤩

[Gieneq]

@Artur4 cześć, możesz przesłać zdjęcie układu? 

[Artur4]

@Gieneq Oczywiście 😉

Mam nadzieję że da się coś z nich odczytać😅

Edytowano Wrzesień 19, 2023 przez Artur4