Optoacoplador como resistencia variable, es posible?

[seaarg]

En un oscilador, el cual tengo que controlar su frecuencia de oscilacion interpretando un pwm, puse un led enfrentado a un LDR y aislados de la luz ambiente.

De acuerdo al duty cycle del pwm, el led varia su intensidad, haciendo variar la resistencia del ldr, que hace variar la frecuencia de oscilacion.

Para no hacer esto como solucion final, y teniendo en cuenta que no consigo potenciometros digitales, pregunto:

¿Se podria utilizar un optoacoplador npn para algo asi? El transistor que contiene puede ser usado como resistor variable? (Ya se, quiza estoy imaginando mucho. No se me ocurre como y quiero quitarme esa duda).

En el circuito donde aplico esto, el preset, que cambie por esta especie de pote digital, regula la realimentacion entre la salida y una entrada de un operacional que hace de oscilador (no muy seguro de esto). De ser posible usar un transistor (opto) como resistencia y necesario adjunto circuito. (asi no cargo el foro si la respuesta es no)

Algo similar vi que se hace con mosfets trabajando en la zona lineal. El PWM se podria convertir en voltaje con una red RC.

 

[Cacho]

La respuesta es, citando a Fogonazo cuando cita a Confucio: "Depende".

Es probable que sí, que se pueda, pero también es probable que no. Subí el esquema y se verá.

Saludos

 

[seaarg]

Como no estimado Cacho. Aqui adjunto el esquematico.
La idea es reemplazar el preset R6 de 250K para ser controlado por el PWM de un micro, como dije antes, lo hice con un LDR y un LED y funciona perfecto.

Podria simplemente probar con un opto y ver que pasa, pero me gustaria saber si es factible y algun fundamento teorico para comprender mejor.

Estimo que poniendo el emisor del npn hacia el pin 7 del operacional, ya que encuentra el punto GND con el camino de menor resistencia. ¿Como lo ven? En caso afirmativo, habria que agregar algo mas ademas del opto para que funcione como un pote digital? (obvio que no interesa la linearidad del resultado, siendo tan precario).

 

[Cacho]

Según el Datasheet la frecuencia de oscilación es fo~1/(1,1*R1*C1).

Supongo por un análisis NADA serio del esquema interno (analizalo vos para ver si te cierra, que tengo sueño, ya son las 12 de la noche) que Q1 y R5 (ver el esquema interno en el datasheet de National) forman una fuente de corriente y eso es lo que hace aparecer la tensión entre 5 y 6 que controla el asunto (el VCO) para que la cosa tenga colorcito.

Por Ohm, V=I*R (uy, qué loco que soy) y entonces R=V/I
Si se replantea la fórmula de fo, queda algo como 1/(1,1*V/I*C1), o lo que es lo mismo, I/(1,1*V*C1), donde V es la tensión entre los pines 5 y 6 e I es la corriente que entrega la fuente (es constante).
Supongo que los números no son exactamente así, pero que la frecuencia va a reaccionar como 1/V.

Si es así como creo, el opto tiene que andar junto con una resistencia (que tendría que ser bastaaaaante grande para no descargar C1). Pero qué frecuencias vas a obtener... Eso averigualo o medilo.
Colector al 5, emisor al 6 y desde ahí la resistencia grandota a tierra. Probá con un transistor común nomás y andá subiendo la tensión en la base para aumentar la corriente (y la tensión con eso) y fijate cómo responde. Ojo que vas a necesitar poca correinte para subir la tensión (acordate de que la resistencia a tierra es grandota). Bueno, en realidad podés probar con el opto directamente si querés.

Saludos

 

[seaarg]

Cacho, eso es una muy buena explicacion, pero creo que hay una confusion, yo decia en mi mensaje "reemplazar el preset R6 de 250K", este preset es el que regula la frecuencia de oscilacion del arreglo de operacionales. (y no estoy segurisimo de esto, pero si se que si lo cambio la frecuencia cambia) Le pifiaste de preset jeje.

Por si buscas el capacitor, en este esquema son 3 capacitancias entre: 1) Sensor-Shield, 2) Shield-GND, 3) Sensor-GND

De hecho, la parte del detector de tono no esta en mi prototipo sino que se reemplaza por un PIC como frecuencimetro. (El mismo que genera el PWM para el resistor variable hecho con LED-LDR actualmente puesto en lugar de R6 y que busco ver si se puede reemplazar por un opto)

A pesar del sueño, sin querer me diste una idea para otro tipo de aproximacion al objetivo, y es dejar el integrado detector de tono, y variar digitalmente el preset del mismo (el que interpretaste vos) para asi detectar las distintas capacitancias que se presentaran en el sensor "buscando" la frecuencia que haga que el detector de tono ponga un alto en su salida.

Idea que me diste sin querer aparte, lo de la resistencia grande a tierra seria para que el transistor del opto trabaje, al menos lo entiendo asi ya que un transistor sin una carga no funciona. Va lo mismo para ponerlo de preset en la parte del oscilador con operacionales. La resistencia grandota seria la de 2.3M (R1+R5) pero hay una ruta de 200K a masa tambien. (R2+R3)

Todo esto es porque estoy haciendo una version mas estable de lo que postee en: https://www.forosdeelectronica.com/...iento-asistido-parking-aid-ultrasonido-33056/

Ya casi lo tengo listo, pero queria darle una solucion mas "elegante" al tema del pote digital que LED-LDR

 

[Cacho]

...pero creo que hay una confusion, yo decia en mi mensaje "reemplazar el preset R6 de 250K"...Le pifiaste de preset jeje.

¿Viste que no te mentía cuando dije que estaba dormido? (y sigo estando así).

A pesar del sueño, sin querer me diste una idea para otro tipo de aproximacion al objetivo...

Bueno, de algo sirvió
Pero ahora que veo el preset que sí es, el problema se me hace más simple (me gusta cuando eso pasa):


¿Qué te parece?
Los valores de las resistencias serán los que mejor te caigan según el opto que uses (y R3 no tiene por qué ser de 1k).

Saludos

 

[seaarg]

Jeje, yo tambien estoy con sueño pero entusiasmado!

Ese esquema que pones quiza sea viable, si lo entiendo bien no esta trabajando como resistor variable, sino que esta tirando parcialmente a masa parte de lo que pasa entre los resistores.

Mi pwm actualmente es a aprox 4000 Hz, Dada la velocidad de un opto (PC817 por ejemplo) seria bueno poner un diodo en serie al pin de pwm (apuntando al led) y un capacitor paralelo al led del opto no es cierto? Esto a fines de convertir el pwm en un voltaje que maneje la base del transistor (sin R paralela al cap porque el led seria el que descarga el mismo, con su resistencia)

A probar y se vera!, Muchas gracias

 

[asherar]

Según recuerdo de mis primeras lecturas el nombre "transistor" viene de
"transferencia de resistencia", es decir que originalmente el nombre hacía
referencia justamente al aspecto resistivo del funcionamiento.

No sé si aplica, pero yo he usado el transistor de un opto 3N35 como
resistencia variable controlada por corriente, para ajustar una frecuencia
mediante realimentación negativa.
No tengo a mano el circuito ahora, era parte de otra cosa más grande.
Si interesa lo busco y lo subo.

Lo que veo en el ciruito de Cacho es que coloca al transistor en emisor común.
Si se regula el valor de R con el diodo del opto, esto no es necesario, pudiendo
colocarse las patillas E y C como extremos del R "flotantes".

Saludos

La idea es algo así.
La resistencia entre los extremos de arriba será el parelelo entre R y Rx.
Rx = Rmín cuando el diodo esté polarizado y depende de la resistencia Ro.
Rx = Rmáx cuando la corriente sea cero en el diodo del opto (transistor abierto).
Si la tensión sobre Ro se puede variar en forma digital sos Gardel y Lepera !

 

[Chico3001]

se podria hacer mejor con un optoacoplador lineal... este tiene 2 receptores (uno a cada lado) que permite hacer una retroalimentacion de la corriente que circula por el fototransistor o fotodiodo si es el caso...

 

[alexus]

ahora, si con el opto acoplador, manejamos un transistor en la zona activa?

 

[asherar]

Sí, Chico3001, el problema de lo simple es que casi nunca es lineal.

A lo que iba yo es que no era indispensable atarse a la configuración emisor común.

 

[seaarg]

Bueno esto va tomando color!

La linearidad no seria un requerimiento al menos por ahora, ya que el LDR que estoy usando tampoco es lineal y el circuito funciona muy bien. (Toda la idea es una autocalibracion del mismo, ya que el capacitor que conectamos en el sensor varia segun humedad, temperatura, etc.)

Por otro lado se podria simular una linearidad desde el mismo micro.

Teniendo en cuenta lo que dice alejandro, se comportaria muy parecido a un preset. La tension de Ro (volts) se podria variar en forma digital poniendo entre el pin de PWM y el led del opto un rectificador con un diodo en serie + capacitor a masa.

Esta tarde pruebo ambas opciones, la de cacho y la de alejandro con el material disponible y comento. Si no te insume mucho tiempo alejandro, y podes adjuntar el esquematico que decis, te agradeceria. La opcion con el opto lineal tambien es buena pero para probarla tendria que conseguirlo. Si finalmente no requiere linearidad quedaria con el opto comun nomas.

ahora, si con el opto acoplador, manejamos un transistor en la zona activa?

Esa era mi idea en primer lugar, lo que no sabia es si se puede. Aparentemente si.

 

[asherar]

Si no se requiere mucha precision de linealidad, con combinaciones de
resistencias serie y paralelo, se aproximan muy bien funciones
que permiten corregir algunas no-linealidades.
( Ver ejemplo del zip adjunto)

La parte relevante de la idea con el opto es el circuito ese que subí antes.

 

[alexus]

lo que dije, es viable?

 

[seaarg]

lo que dije, es viable?

Aun no lo se. De todos modos, para que querrias manejar con un opto otro transistor a estos fines? se utilizaria el mismo transistor del opto.

 

[asherar]

Tal vez por cuestiones de potencia

 

[Cacho]

Lo que veo en el ciruito de Cacho es que coloca al transistor en emisor común.

Colector común. El transistor funciona en zona activa.

La corriente la limita la resistencia de emisor. Esa misma corriente es la que hará caer la tensión en la primera resistencia del loop de realimentación y con eso cae la realimentación, lo que hace que suba la ganancia del AO.
Si se abre el transistor, sube la ganancia y quedan simplemente dos resistencias en serie para hacer el cálculo como siempre.

Un poco más despierto hoy (sólo un poco, ¿eh?) me surge una cuestión: ¿Qué tensiones tenés en el loop de realimentación?
Si no llegan a polarizar el transistor del opto, estamos en problemas.

Edit: Pensando un poco más, vas a tener una señal senoidal ahí, ¿o me equivoco?.

Saludos

 

[seaarg]

Ups! no las medi aun

El circuito es alimentado con 5V y la onda es cuadrada. Si sumo el offset que me da el operacional este con fuente simple (unos 1.25v) y tengo en cuenta que no suele llegar a VCC, debe estar por los 1.25 volt en bajo y unos 4 volt en alto (adivinando... esta noche lo mido)

 

[asherar]

Colector común.

Cuando tenés razón, ... tenés razón ...

 

[seaarg]

Bueno, queria actualizarlos con las novedades.

Probe primero el circuito propuesto por Alejandro y resulta que funciono!

No puse al final rectificador sino que conecto directamente el pin de PWM del pic al opto a traves de una resistencia de 470ohm. Del lado del transistor, hay una resistencia de 100K entre colector y emisor (emisor conectado a la pata 7 del op-amp) y este conjunto reemplaza el preset 250k + res 100k en serie.

Lo unico que no esta tan bueno, es que es demasiado brusco (era de esperar) y tengo variaciones de lectura de frecuencia grandes entre cada 1% de duty cycle en el pwm. Por lo tanto, tengo que ampliar la ventana de calibracion. (para eso era, para autocalibrar el circuito en el arranque). Por lo demas, excelente!

¿Se les ocurre alguna forma de que el cambio de frecuencia entre cada 1% de duty sea mas suave? (tal vez cambiando valores de resistencias)