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17/09/2016 #1


Salidas a colector abierto - escoger nivel de voltaje (lm339) - resistencias pull-up
Recurro a vuestra amplia sabiduría a ver si podéis ayudarme con un pequeño problema que me he encontrado en la realización de un circuito.

Tengo tres comparadores de ventana, hechos con LM339, cuya entrada es una misma senal.
La señal varia y dependiendo del rango de voltaje en el que caiga, se activara la salida de un comparador u otro.
VER ESQUEMA:

Dependiendo de cual sea la salida que esta activa, se debe obtener un voltaje fijo.

Estos son los voltajes que necesito:
Si se activa la salida del Comparador 1 Vo = 1.2V
Si se activa la salida del Comparador 2 Vo = 3V
Si se activa la salida del Comparador 3 Vo = 4.8V

Las salidas del LM339 son a colector abierto, así que esto es lo que he hecho:

1-. Solo estara activa la salida de un comparador, no se activan dos o mas a la vez porque los rangos son distintos, esto lo simplifica un poco.

2-. He considerado las salidas a colector abierto de la siguiente manera:
Si V+>V- como un transistor en saturacion, (o un switch que conecta a tierra).
Si V+<V- como un transistor en corte (o un switch que se abre).

Partiendo de lo anterior, he conectado en la salida de los comparadores,un diodo, una resistencia en serie, con otra de 10 k comun a las otras salidas, y luego 5V de alimentacion, para obtener el nivel de voltaje deseado, (un divisor de Tension).
Los diodos, son para garantizar que solo una rama queda conectada, la resistencia de la salida y la comun de 10 k, pues la rama no se activara a menos que la salida se ponga a tierra (T en saturacion).

Sin embargo, al tratar de simular en proteus el circuito, no obtengo los valores de voltaje que necesito.

Definitivamente estoy haciendo algo mal pero no he descubierto que es, pero creo que tiene que ver con las salidas a colector abierto, quizas las estoy utilizando mal.

Agradecido de antemano.

P.D.

El circuito es un control de velocidad que genera una señal PWM, con 3 valores fijos de ciclo de servicio, para 3 rangos de temperatura (o sea, tres velocidades para cada rango de temperatura). La generacion de la señal PWM se hace con un comparador y una señal diente de sierra de frecuencia y voltaje pico a pico pre-establecidos.

La temperatura se sensa con un LM35 cuya senal pasa por un amplificador no inversor de ganancia 10, y luego esta salida se compara en los tres "comparadores de ventana".
18/09/2016 #2

Avatar de Daniel Meza

Hola, bien, veamos... siguiendo el funcionamiento que pretendes el circuito anda armado al revés.

Me explico, lo que se requiere es que si la señal de entrada está en tal rango se active una salida pero a un voltaje determinado:

Entrada [V]-------Salida [V]
2.6-3 --- 1.2
3-4 --- 3.0
4.8-5 --- 4.8

Para poder "jugar" con la tensión de salida debes de servirte de los divisores de tensión justo como lo has pensado, salvo que para que funcione bien la ventana 1, por ejemplo, debe de activar el divisor de tensión cuando la entrada se encuentre en el rango de 2.6-3V; para ello debes de invertir la lógica de las entradas de cada comparador, así la ventana dará una señal en bajo (no alto) dentro del rango establecido. Así con las demás ventanas.

Los diodos están de más, para calcular el valor de cada resistor debes de servirte de la fórmula del divisor de tensión

Vx= VccR11/(R11+R12).....Ventana 1

Si lo analizas de esta forma verás que cuando una ventana está activa (salida en bajo) las demás estarán en alto (desconectadas) y no interferirán en el divisor de tensión "total".

Resumiendo: Quita los diodos y conecta en lógica inversa las entradas inversora y no inversora de cada comparador.

Saludos

PD- Espero haberme explicado, cualquier duda comentas.
18/09/2016 #3


Hola, Daniel Meza.

A ver, tal parece que me he enredado con lo de la salida en colector abierto.

Ahora, creo entender que:
- Si la salida esta en alto, se pone una alta impedancia (por eso al conectar una resistencia de pull-up) aparecerán 5 V en ese pin de salida, es como si estuviera el pin en circuito abierto).
- Si la salida esta en bajo, se pone una baja impedancia. Por ello, necesito que los comparadores den la salida en bajo, porque la baja impedancia conectara la rama a tierra y circulara corriente por las resistencias en serie, haciendo el divisor.

¿Es así?

Como yo lo había montado, al activarse la ventana, se ponía en alto la salida (alta impedancia), pero si necesito que la salida sea en bajo, ¿debo intercambiar las entradas de la ventana? por ejemplo: En la ventana 1, donde antes habia puesto 2.6V ahora conectaria 3V y viceversa. ¿Es correcto?
Esto ultimo lo he hecho ya en Proteus, pero no parece funcionar, obtengo 0V a la salida siempre (con resistencia pull-up conectada a Vcc para probar).
04/10/2016 #4


Finalmente he resuelto el problema, al conectar la salida de cada comparador a una compuerta NAND, con la salida de la compuerta NAND conectada al catodo del diodo. Una XOR también serviría.

Saludos
04/10/2016 #5

Avatar de Daniel Meza

Muy bien, perdón por no contestar antes a las dudas, me enredé con las notificaciones del foro.

Como yo lo había montado, al activarse la ventana, se ponía en alto la salida (alta impedancia), pero si necesito que la salida sea en bajo, ¿debo intercambiar las entradas de la ventana? por ejemplo: En la ventana 1, donde antes habia puesto 2.6V ahora conectaria 3V y viceversa. ¿Es correcto?
Esto ultimo lo he hecho ya en Proteus, pero no parece funcionar, obtengo 0V a la salida siempre (con resistencia pull-up conectada a Vcc para probar).
Esto es afirmativo, para este tipo de circuitos es mejor hacer la prueba real, proteus no es muy bueno simulando componentes analógicos.

Pero bueno, lo importante es que ya lo solucionaste.
¿Cómo fue la conexión final?. No se entiende del todo, ¿usaste la NAND como inversor?

Saludos
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