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22/10/2012 #1

Avatar de seaarg

Amplificar diferencia 33mV con AO
buenas!,

Adjunto lo que estoy usando como circuito de prueba.

El AO es LM324
R4 = R2 = 100K
R1 = R3 = 1K

Conectado a V1 y a V2 estan los dos terminales de un shunt cuya caida es de 33mV cuando hay un consumo aprox de 4A

Alimentacion de operacional: 5v, alimentacion de carga: 12V (tambien probe alimentar ambos a 12v desde distintas fuentes con masa comun)

Esta aplicacion es para detectar cuando se desconecta / conecta una carga (lampara), el shunt es el fusible de la misma y esta puesto en el cable positivo.

Tension con respecto a masa para los casos:
a)- Lampara desconectada: V1 = 12v, V2 = 12v. Diferencial en shunt: 0v
b)- Lampara conectada: V1 = 12v, V2 = 11.967v. Diferencial en shunt: 33mV

En simulacion, obtengo, para estos valores: 0.2v a la salida del operacional cuando la carga esta desconectada, y 3.5v cuando la carga esta conectada (como si funcionara bien la deteccion!!)

Pero en la realidad, obtengo 5v (o cerca de 12v si alimento AO con 12v) sea cual fuere el caso, exceptuando si desconecto directamente el positivo que va hacia la carga, donde ahi obtengo unos 100mV a la salida del AO. (Pero en mi aplicacion, el positivo de la carga estaria permanentemente conectado, la carga se conecta / desconecta a traves del negativo)

¿alguna idea de que puedo estar haciendo mal? ¿El operacional elegido funciona con diferencias de potencial tan chicas? (no se como averiguarlo en el datasheet)
22/10/2012 #2

Avatar de cosmefulanito04

Para esos niveles de tensión, vas a tener que usar un amplificador instrumental ya que la tensión de offset influye.

De todas formas tal vez podrías buscar otras soluciones, como por ej. un opto que se banque esos 4A (es mucha corriente para el led, pero quien te dice, tal vez se consigue algún modelo), incluso hace poco ví un tema en el foro en la sección de uC, que había Shunts usando optos que te tiraban el valor de la corriente que circulaba (no recuerdo el tema).
22/10/2012 #3

Avatar de Gudino Roberto duberlin

Amigo, debes preveer en caso de que la resistencia SHUNT, se abra. El circuito dara salida correcta cuando no!.
22/10/2012 #4

Avatar de seaarg

@cosme,

Pense en usar un rele, pero la bobina del mismo presentaria mucha resistencia y bajaria notablemente la intensidad de la lampara. Opto con led de 4A??? no se si sera encontrable algo asi.

Por otro lado, tenes idea si el mismo LM324 se puede usar como instrumental (en la config de 3 AO)?

@gudino: Si el fusible que hace de shunt se abre, tambien es una condicion detectable. En ese caso, la diferencia de potencial seria 12v con lo cual el AO pondria su salida al maximo en teoria.
22/10/2012 #5

Avatar de cosmefulanito04

Este tema te puede servir:

Medir corriente con Microcontrolador Atmel o PIC

Pero tené en cuenta que ese componente esta pensado para medir corrientes.... tal vez (habría que ver el precio de esos componentes) se podría implementar algo más sencillo que simplemente te diga si hay o no corriente.
22/10/2012 #6

Avatar de Gudino Roberto duberlin

seaarg dijo: Ver Mensaje
@cosme,

Pense en usar un rele, pero la bobina del mismo presentaria mucha resistencia y bajaria notablemente la intensidad de la lampara. Opto con led de 4A??? no se si sera encontrable algo asi.

Por otro lado, tenes idea si el mismo LM324 se puede usar como instrumental (en la config de 3 AO)?

@gudino: Si el fusible que hace de shunt se abre, tambien es una condicion detectable. En ese caso, la diferencia de potencial seria 12v con lo cual el AO pondria su salida al maximo en teoria.
Estamos de acuerdo con lo que comentas, peero, adonde apunta mi detalle es a: NO podras saber cuando la carga este funcionando, y cuando el shunt este abierto, ya que ambos tendran el mismo estado logico.
A menos que esa condicion detectable este en otra parte del circuito.
22/10/2012 #7

Avatar de cosmefulanito04

No pude editar, esto es lo que quise comentar previamente:

Algo mucho más básico sería jugar con transistores, usando una resistencia de shunt que sirva para polarizar la juntura base/emisor. Algo así:



Es decir, ese circuito solo serviría para generar un nivel lógico (en este caso usé un led como indicador) en función de si la carga está o no conectada y si está funcionando a plena carga (osea a 4A).

Eso si, la potencia sobre la R de shunt deberá ser de por lo menos 5w.
22/10/2012 #8

Avatar de seaarg

@gudino, tenes razon. Estoy determinando la manera de discriminar switch de lampara encendido / apagado para complementar la medicion.

@cosme: Esa seria la solucion optima que haria, si no fuera porque el requerimiento es no modificar la instalacion: el shunt no puede estar sobre el negativo, sino sobre el positivo: El shunt en si es el fusible de la lampara.

Estaba haciendo unas pruebitas usando, en vez de un AO, simplemente unos arreglos de resistencias como divisores de tension, ya no tomando obviamente de los 33mV sino usando la lampara como una resistencia muy baja a masa. Si esta se desconecta, quedan reconfigurados los divisores de tension. Voy a desarrollarlo un poquito y me explicare mejor.

Eso si, si alguien sabe como puedo trabajar con estos 33mV sin modificar la instalacion (vuelvo a AO diferencial) avise!!

Esto me gusto para probar: Duda resistencia shunt.

No me seria inconveniente fabricar VCC y VEE, aunque no se si en escencia no es lo mismo que hice yo.
22/10/2012 #9

Avatar de cosmefulanito04

seaarg dijo: Ver Mensaje
...@cosme: Esa seria la solucion optima que haria, si no fuera porque el requerimiento es no modificar la instalacion: el shunt no puede estar sobre el negativo, sino sobre el positivo: El shunt en si es el fusible de la lampara.
...
Usá un PNP y que todo te quede contra Vcc, es decir el mismo circuito:



Eso si, con el fusible solo no haces nada, vas a tener que agregar si o si una resistencia.
22/10/2012 #10

Avatar de Gudino Roberto duberlin

Hola Amigo seaarg, bien comprendo lo que planteas, respecto al comentario que haces sobre utilizar una pequeña lampara como resistencia shunt, recuerda la variacion ohmica que presenta la misma, durante el encendido. Si bien esta NO seria tan abrupta, pero aun asi puede ocasionarte problemas.
PD:/ Es decir las lamparas poseen un coeficiente negativo de temperatura.
22/10/2012 #11

Avatar de seaarg

Claro, para llegar a 0.6 es necesaria la resistencia si o si, pero esto ya va en contra del requerimiento de diseño que es no modificar nada. Aunque no parezca, con una R que haga caer 0.6v se nota como se viene abajo la luz de la lampara.

Con divisores logre detectar carga desconectada / conectada, SIEMPRE Y CUANDO el interruptor que le da positivo a la carga este apagado. Al estar prendido claro, ya tengo casi 12v en el extremo de la carga y ya queda indetectable la conexion / desconexion de la carga.

@gudino: El shunt seria el fusible, no la lampara.
23/10/2012 #12

Avatar de cosmefulanito04

seaarg dijo: Ver Mensaje
Claro, para llegar a 0.6 es necesaria la resistencia si o si, pero esto ya va en contra del requerimiento de diseño que es no modificar nada. Aunque no parezca, con una R que haga caer 0.6v se nota como se viene abajo la luz de la lampara.....
Ok, entonces ni siquiera podés agregar un shunt, por lo tanto esto:

seaarg dijo:
Esto me gusto para probar: Duda resistencia shunt.
Tampoco te sirve, ya que requiere de un shunt de 0,1 ohm.

Entonces volviendo al shunt con fusible que solo genera 30mV a 4A, entonces por no poder modificar en nada la instalación, ahí si te recomiendo que pruebes con un instrumental, usa 3 operacionales del lm324 y hace esto:

http://es.wikipedia.org/wiki/Amplifi...mentaci%C3%B3n

Tené en cuena bien la polarización de los amplificadores, ya que para alimentarlos necesitas 1,5v para arriba (Vee+1,5v) o para abajo de la fuente (Vcc-1,5v).
23/10/2012 #13

Avatar de seaarg

Estoy haciendo esta prueba que adjunto, cambiando un poco el enfoque de como resolver el problema.

Uso en vez de un operacional, un comparador LM339

Otra vez, en simulacion funciona barbaro, pero tengo que ver si en la realidad haria lo mismo

Lo que no se como hacer, es como encontrar en el datasheet (bajo que nombre de parametro o algo asi) que valor minimo de mV de diferencia entre inversora y no-inversora hace que el comparador cambie su salida.

PD: Disculpas por lo desprolijo de esta captura de pantalla, en proteus voy tirando componentes asi que las conexiones cruzan para todos lados.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg shuntcomparador.jpg (159,9 KB (Kilobytes), 13 visitas)
23/10/2012 #14

Avatar de cosmefulanito04

Mirá lo único que te puedo decir es que ese modelo tiene 5mV de offset, osea sin meter nada a la entrada, ya estarías midiendo como máximo una diferencia de 5mV.

De última nos perdés nada con probarlo a ver que pasa.

Otra, fijate si podés conseguirte un OP07, es barato y tiene poco offset (75uV como mínimo) y podrías implementar un circuito como el del post que mencionaste.
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