Operazionali: consulenza (2)

Allego un piccolo schemino in FidoCAD per una veloce consulenza sugli operazionali (Franco, se ci sei, batti un colpo!) ;-)

In pratica, voglio far si che OP1, superata una certa soglia di tensione dell'uscita cella, vada a uno e polarizzi leggermente l'ingresso del lettore. Ovviamente, gli ingressi di OP1, sarebbero farciti di resistenze per variare le soglie. OP2 serve a separare l'uscita di OP1 dal suo stesso ingresso (un diodo farebbe caduta di tensione).

Che mi dite, funzionerebbe?

[FIDOCAD ] MC 30 30 0 0 115 MC 20 30 0 0 115 MC 20 20 0 0 115 MC 30 20 0 0 115 LI 30 40 20 40 LI 30 20 20 20 LI 20 30 15 30 LI 30 30 35 30 LI 30 20 125 20 LI 30 40 125 40 LI 35 30 35 39 LI 35 41 35 50 SA 30 20 SA 30 30 SA 20 30 SA 30 40 LI 15 80 125 80 TY 78 53 4 2 0 0 0 * OP2 LI 35 50 70 50 LI 70 60 70 70 LI 70 70 95 70 LI 95 70 95 55 LI 15 30 15 80 LI 35 60 35 50 LI 35 70 35 80 LI 60 95 100 95 SA 125 20 SA 125 40 SA 125 55 SA 125 80 TY 10 10 4 2 0 0 0 * Cella di carico TY 120 28 4 2 0 0 0 * Exc TY 121 66 4 2 0 0 0 * Out SA 35 50 SA 95 55 SA 35 80 LI 60 65 60 79 LI 60 95 60 81 LI 95 55 125 55 MC 35 60 0 0 580 TY 43 63 4 2 0 0 0 * OP1 TY 129 19 4 2 0 0 0 * + TY 129 39 4 2 0 0 0 * - TY 129 53 4 2 0 0 0 * + TY 129 78 4 2 0 0 0 * - LI 41 12 45 12 LI 45 12 45 17 LI 8 12 5 12 LI 5 12 5 45 LI 5 45 12 45 LI 18 45 33 45 LI 36 45 45 45 LI 45 45 45 42 LI 45 37 45 22 LI 79 48 79 41 LI 79 39 79 20 LI 88 54 88 41 SA 88 40 SA 79 20 MC 100 95 0 0 080 SA 110 55 LI 110 95 110 81 LI 110 79 110 55 TY 80 44 4 2 0 0 0 * + MC 70 50 0 0 580 TY 89 51 4 2 0 0 0 * -
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And®ea
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And®ea ha scritto:

Per i pigri: ;-))

formatting link

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And®ea

And®ea ha scritto:

Ciao Andre' :-)

Non so, forse non ho capito cosa intendi fare, ma a me sembra che OP1, essendo ad anello aperto, sarebbe sempre in saturazione, in dipendenza dalla differenza di tensione che gli dai, più gli offset immancabili. OP2, invece, tenta di seguire la tensione che gli proponi al morsetto "+"... Insomma, hai due sorgenti che "combattono"...Non mi è chiaro cosa tu voglia effettivamente ottenere, e forse sto prendendo una cantonata, ma mi sembra che quel circuito non possa funzionare.

M

PS mi riferisco al .gif...sono un pigro :-)

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Michele Ancis

Michele Ancis ha scritto:

Ciao a te! ;-))

In pratica, OP1 sarebbe un trigger che va a 1 quando la differenza di potenziale dell'uscita cella è superiore ad un certo valore. Ovvio che metterò varie resistenze sugli ingressi.

Esatto. Senza OP2, se OP1 va ad uno, rimarrà sempre in questa condizione perchè gli tornerebbe indietro la sua stessa tensione; inoltre OP2 "avrebbe" il compito di guadagnare 1, cioè, lasciare il segnale inalterato.

Però... la domanda è: funzionerà? Cerco qualcuno che non mi faccia saldare su una 1000 fori per niente! :-))

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And®ea

Il Tue, 11 Oct 2005 19:23:09 +0200, And®ea ha scritto:

Si ma Andre manca la reazione, anche nel trigger. Di solito gli OpAmp si usano con una reazione, anche se positiva nel caso del trigger. In altri termini, l'uscita del tuo Op1 NON influisce in alcun modo sull'ingresso, né dell'OP1 né dell'OP2.

Non sono le resistenze sugli ingressi, quelle che mancano IMO, bensì *la reazione*, ossia una resistenza tra uscita e morsetto non invertente.

Non vedo il percorso attraverso il quale - con o senza OP2 - OP1 possa "tornare sui suoi passi"...prova ad indicarmelo sul circuito.

Si è un buffer, però lui si comporta come una sorgente di tensione che

*impone* alla sua uscita una copia dell'ingresso al morsetto "più". Dunque, a seconda di ciò che trova al suo morsetto "più", OP2 forza la sua uscita a quel valore. Diciamo che vale 1V. Contemporaneamente, l'altro OP1 è saturato all'alimentazione positiva o negativa...dunque anche lui cerca di imporre una tensione. Forse mi sbaglio, ma non vedo un percorso che porti il segnale dall'uscita all'ingresso, in modo da - appunto - reazionarlo. Tieni conto che l'uscita di OP1 *non* torna indietro attraverso OP2, perché OP2 è "unidirezionale".

Guarda, quel circuito IMO non funziona proprio. Perché non mi dici cosa vuoi fare?

M
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Michele Ancis

Michele Ancis ha scritto:

Ma si, lo so... Forse ho sbagliato nello schema a non mettere un quadrato con scritto Trigger! Quello che conta è l'idea.

Prova a pensare lo schema senza OP2. ;-)) Cosa accadrebbe se OP1 andasse alto e poi la condizione che ha mandato alto il trigger cessasse? O si creerebbe un perfetto oscillatore oppure una memoria. :-)

Ecco, ti sei risposto da solo! :-)

Michele, non hai capito il senso della domanda. :-D Se non conosci il principio di funzionamento di una cella di carico, ignori alcuni aspetti fondamentali come la tensione di piedistallo in uscita; la domanda "funziona?" era volta proprio a questi aspetti intrinsechi del sistema di pesatura.

In pratica, quello schema servirebbe a modificare la lettura di una pesa se il segnale della cella supera un certo valore, ma se quel segnale scende sotto una certa soglia (stabilita da OP1), la lettura del peso deve tornare alla normalità, consentendo allo strumento di leggere il valore di zero. Questo perchè lo strumento ha un'uscita che piloterebbe... boh... tralasciamo. Fatto sta che non è possibile modificare nulla in quell'impianto se non "ingannando" il sistema stesso.

Ora, il valore di "ZERO" si ha quando la cella (rappresentata da quel ponte resistivo) è pari al carico a vuoto della piattaforma e corrisponde a qualche millivolt. Ci sono altri aspetti che in fin dei conti non mi sono chiarissimi e difatti... sto chiedendo al news group proprio perchè le cose non sono così semplici e soprattutto, non mi sono così chiare! :-P

Boh.. spero di essermi spiegato.. :-) (PS: GRAZIE delle risposte date finora, Michi!)

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And®ea

Il Tue, 11 Oct 2005 20:56:01 +0200, And®ea ha scritto:

No ma Andrea...è un Operazionale o uno Schmitt Trigger? Quello che conta è il simbolo, altro che l'idea :-)

Senza OP2, e senza reazione, quello che hai disegnato è un Operazionale allo stato brado. Semplicemente, satura su o giù a seconda degli ingressi e dell'offset interno. Se ora mi dici che quello NON è un operazionale, ma un Trigger di Schmitt, allora le cose cambiano, è ovvio. Ma, beninteso, cambiano pure se quelle che hai disegnato come resistenze diventano condensatori ;-)

Boh...

Ammetto la mia ignoranza: non so cosa sia una cella di carico...perché non mi mandi un link? Forse sarà presunzione la mia, ma un circuito con due operazionali penso di poterlo ancora capire. Sai com'è, non voglio pensare di aver buttato nel cesso 10 anni di vita :-DDD

Guarda, ora me la son presa a cuore e voglio capirci qualcosa!! Mandami un link dove si parla di questi circuiti, cosa fanno, dove si usano ecc..

Ti ripeto che a me quel secondo buffer sembra inutile, se non dannoso.

M

PS...Più lo guardo e più mi sembra sbagliato...OP2 segue il suo ingresso non invertente, giusto? presenta dunque in uscita di tensione "x". Si comporta come un generatore di tensione, impone la tensione x. Sullo stesso nodo, arriva il tuo Trigger che sta o a "alto" o a "basso". Ma ci arriva attraverso una resistenza. Hai dunque un altro generatore di tensione, con una resistenza serie, che arriva al nodo di uscita. Mbé? Non c'è modo per OP1 di alterare la tensione *imposta* da OP2 in uscita. OP2 se ne frega di quello che fa OP1.

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Michele Ancis

"And®ea" ha scritto nel messaggio news:4VT2f.43515$ snipped-for-privacy@nntpserver.swip.net...

1) Una cella di carico, in genere, ha 2 fili di alimentazione e 2 fili di uscita, diciamo Va e Vb. Il circuito di condizionamento, sempre in genere, fornisce Vo:

Vo=G(Va-Vb)

dove G è il guadagno.

2) Quello che stai facendo tu è leggere solo uno dei due valori di tensione, cioè, solo Va (o solo Vb) e ciò è male, poichè tale fattore dipende da fattori che non hanno molto a che vedere con il peso applicato, tipo la temperatura esterna.

3) Si allega simulazione con SwitcherCad

formatting link
Vedrai che ha ragione Michele, il primo Op è sempre saturato, il secondo insegue solo Va (o Vb...)

----------------------------------------------------------- Version 4 SHEET 1 2072 1332 WIRE -592 512 -592 304 WIRE -512 304 -592 304 WIRE -512 304 -512 272 WIRE -512 320 -512 304 WIRE -464 176 -464 160 WIRE -464 192 -512 192 WIRE -464 192 -464 176 WIRE -464 400 -512 400 WIRE -464 448 -464 400 WIRE -464 480 -464 448 WIRE -400 192 -464 192 WIRE -400 304 -400 272 WIRE -400 320 -400 304 WIRE -400 400 -464 400 WIRE -256 304 -400 304 WIRE -256 480 -256 304 WIRE -192 0 -192 -64 WIRE -128 512 -592 512 WIRE -128 512 -128 368 WIRE -96 0 -96 -64 WIRE -96 480 -256 480 WIRE -96 512 -128 512 WIRE -64 464 -64 432 WIRE -64 608 -64 528 WIRE 16 496 -32 496 WIRE 32 496 16 496 WIRE 32 624 32 496 WIRE 64 368 -128 368 WIRE 64 464 64 368 WIRE 128 512 128 432 WIRE 128 624 32 624 WIRE 256 432 128 432 WIRE 256 464 64 464 WIRE 288 416 288 384 WIRE 288 560 288 480 WIRE 384 448 320 448 WIRE 384 512 128 512 WIRE 384 512 384 448 WIRE 384 624 208 624 WIRE 384 624 384 512 WIRE 448 448 384 448 WIRE 592 448 448 448 F FLAG -96 80 0 FLAG -192 80 0 FLAG -96 -64 +v LAG -192 -64 -v FLAG 288 560 -v FLAG 288 384 +v FLAG -64 608 -v FLAG -64 432 +v FLAG -464 176 +v FLAG -464 448 -v FLAG 448 448 Vout2 FLAG 16 496 vout1 SYMBOL voltage -96 -16 R0 WINDOW 123 0 0 Left 0 WINDOW 39 24 132 Left 0 SYMATTR SpiceLine Rser=0 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 5 SYMBOL voltage -192 96 R180 WINDOW 0 24 104 Left 0 WINDOW 3 24 16 Left 0 WINDOW 123 0 0 Left 0 WINDOW 39 24 -12 Left 0 SYMATTR InstName V2 SYMATTR Value 5 SYMATTR SpiceLine Rser=0 SYMBOL res 224 608 R90 WINDOW 0 0 56 VBottom 0 WINDOW 3 32 56 VTop 0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 1k SYMBOL res -496 288 R180 WINDOW 0 36 76 Left 0 WINDOW 3 36 40 Left 0 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value {R1} SYMBOL res -384 288 R180 WINDOW 0 36 76 Left 0 WINDOW 3 36 40 Left 0 SYMATTR InstName R3 SYMATTR Value {R2} SYMBOL res -496 416 R180 WINDOW 0 36 76 Left 0 WINDOW 3 36 40 Left 0 SYMATTR InstName R4 SYMATTR Value {R2} SYMBOL res -384 416 R180 WINDOW 0 36 76 Left 0 WINDOW 3 36 40 Left 0 SYMATTR InstName R5 SYMATTR Value {R1} SYMBOL Opamps\\UniversalOpamp -64 496 R0 SYMATTR InstName U1 SYMBOL Opamps\\UniversalOpamp 288 448 R0 SYMATTR InstName U2 TEXT -600 -40 Left 0 !.param R2=R1+R_Cell-5 TEXT -600 16 Left 0 !.step param R_Cell 1 10 1 TEXT -594 -112 Left 0 !.tran 1 TEXT -600 -64 Left 0 !.param R1=5k

----------------------------------------------------------- Saluti,

--
simone.bern
Mr. Heisemberg is not the only one who can affect a measurement by looking at it
(Robert A. Pease)

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simone.bern

simone.bern ha scritto:

[..]

1) Una cella di carico, in genere, ha 2 fili di alimentazione e 2 fili di uscita, diciamo Va e Vb. Il circuito di

Insomma...serve un ampli differenziale.

cioè, solo Va (o solo Vb) e ciò è male,

il peso applicato, tipo la temperatura

ragione Michele, il primo Op è sempre saturato,

Ahò, e tutto senza simulare! Sono trooooopo avanti...LOL!

M
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Michele Ancis

Michele Ancis ha scritto:

^^^^^^^^^

appunto ;-)

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Michele Ancis

simone.bern ha scritto:

Ciao Simone. ...e ciao Michele, scusate ma sono un po' preso con altri lavori e leggo solo ora le vostre risposte.

uscita, diciamo Va e Vb. Il circuito di

cioè, solo Va (o solo Vb) e ciò è male,

Non capisco questo particolare. Non leggo un valore perchè l'uscita tensione-cella ce l'ho sempre riferita tra l'uscita dell'operazionale e il "-" della cella stessa. Cosa sbaglio?

Michele aveva ragione in pieno, mi erano sfuggiti alcuni particolari. ULP! :-P

Rifo lo schema anche se secondo me basterebbe un solo inseguitore di tensione. Correggetemi se sbaglio.

formatting link

Ora la bilancia leggerebbe il peso? Gli operazionali verrebbero alimentati direttamente dalla tensione di eccitazione della cella. In questo schema, ho escluso i fili "Sense" della compensazione lunghezza del cavo, la temperatura, ecc.

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And®ea

simone.bern ha scritto:

Ciao Simone. ...e ciao Michele, scusate ma sono un po' preso con altri lavori e leggo solo ora le vostre risposte.

uscita, diciamo Va e Vb. Il circuito di

cioè, solo Va (o solo Vb) e ciò è male,

Non capisco questo particolare. Non leggo un valore solamente, perchè l'uscita tensione-cella ce l'ho sempre riferita tra l'uscita dell'operazionale e l'"out -" della cella stessa. Cosa sbaglio?

Michele aveva ragione in pieno, mi erano sfuggiti alcuni particolari. ULP! :-P

Rifo lo schema, anche se secondo me basterebbe un solo inseguitore di tensione. Correggetemi se sbaglio.

formatting link

Ora la bilancia leggerebbe il peso? Gli operazionali verrebbero alimentati direttamente dalla tensione di eccitazione della cella. In questo schema, ho escluso i fili "Sense" per la compensazione lunghezza del cavo, temperatura, ecc.

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And®ea

"And®ea" ha scritto nel messaggio news:rCq3f.44176$ snipped-for-privacy@nntpserver.swip.net...

cioè, solo Va (o solo Vb) e ciò è male,

Tutta la tua descrizione è quantomeno imprecisa, e quindi costringi a fare un po' di interpretazioni. Effettivamente la mia precisazione non era attinente. Però, ti cito: "" In pratica, OP1 sarebbe un trigger che va a 1 quando la differenza di potenziale dell'uscita cella è superiore ad un certo valore. Ovvio che metterò varie resistenze sugli ingressi. ""

Ora, suppongo che tu intenda dire che "OP1 è un comparatore a trigger di schmidt". Disegnato come lo hai disegnato tu è un comparatore e basta. Inoltre parli di resistenze sugli ingressi, il che non ha molto senso, poichè scalare il valore

*critico* e con impedenza di uscita non trascurabile dei segnali in uscita dalla cella ti porta solo guai. E in generale il tuo schema non funziona o funziona in maniera non affidabile.

Diciamo invece che tu intendi OP1 come un *blocco funzionale* che funziona come comparatore a trigger di schmidt. Allora, devi inserire un primo stadio con un ampli differenziale, e un secondo stadio con un comparatore a trigger di s. vero e proprio. Il dimensionamento va tutto calcolato. Inoltre, inserendo questi due inseguitori (o anche uno solo), ti basta qualche frazione di mV di Vos e ti sballano la misura. Quindi devi prevedere delle compensazioni. A questo punto, però, hai un sistema la cui dipendenza dalla temperatura è tutta da valutare.

Infine, ti suggerisco di simulare il tuo sistema, ho già disegnato buona parte del circuito, quindi ti ci vuole poco. Ovvio che devi dimensionare il ponte della cella in funzione dei dati reali, oppure fare una qualche stima. Io l'ho disegnata un po' a casaccio.

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simone.bern

simone.bern ha scritto:

po' di interpretazioni

Hai ragione... :-PP

schmidt".

Si.

del circuito, quindi ti ci vuole poco.

Emmm... Simone, non ho molto tempo, ti prego, non farmi imparare ad usare altri programmi. :-)) Quindi, resettiamo tutto!! :-D

Secondo me ora dovrebbe funzionare.

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And®ea

And®ea ha scritto:

un po' di interpretazioni

schmidt".

parte del circuito, quindi ti ci vuole poco.

Andre...ma hai capito chi sono? Forse il mio cognome non l'hai mai sentito...vediamo se ci arrivi :-)

Un paio di considerazioni sparse. Misure di precisione con questi circuiti è qualcosa che non ho mai fatto e di cui non ho esperienza, io sto dall'altra parte dello spettro ;-), però mi sembra che l'operazione che ti proponi di fare sia un minimo delicata. Probabilmente non è niente di impossibile - mantenendosi nei ranghi della "normale precisione" - ma necessita di un lavoro di progettazione e simulazione...

In altri termini, dal punto di vista del metodo, io ti direi: o prendi un circuito già fatto, che sai che funziona in un caso analogo, e gli fai ZERO modifiche, oppure, se vuoi spippolare non puoi esimerti dall'usare gli strumenti dello spippolatore: carta e penna, conoscenza della teoria dei circuiti, simulatore.

Tutto questo, però, richiede tempo! Siccome mi sembra che tu non ne abbia tanto a disposizione, forse è meglio partire da "circuiti conosciuti". Sono certo che in letteratura si trovano.

Per il tuo circuito in esame, quello che io sono in grado di vedere è che tu "copi" - con due buffer - la tensione differenziale in uscita dalla cella di carico. In più, hai un Trigger che fornisce una specie di "flag", o alto o basso.

Io non so come si faccia a rendere questo "flag" indipendente da variazioni di temperatura e balle varie, ma non direi che sia un argomento liquidabile in due mosse...

Tra l'altro, se non ho capito male, tu vuoi non tanto "copiare" la tensione differenziale in uscita dalla cella, quanto *amplificarla*. Insomma, per quel che ho capito io, ti serve un ampli differenziale *di precisione*...

Ripeto, se non hai esperienza di simulatori et similia, forse è meglio che ti concentri sui blocchi funzionali di base, e cerchi di ottenerli "off the shelf".

M

Hint: casomai non mi avessi individuato...Come va la musica?

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Michele Ancis

"And®ea" ha scritto nel messaggio news:uxr3f.44198$ snipped-for-privacy@nntpserver.swip.net...

Se lo dici tu... Vediamo, qui c'è una cella di carico di esempio, non credo che la tua cella abbia caratteristiche troppo dissimili:

formatting link
(codice 206-0290) Tra le caratteristiche trovi l'escursione di tensione differenziale massima, ovvero 20 mV (2 mV/V x 10V alimentazione). Per ogni kg, hai circa 20mV/250 = 80uV

-tu chiedi se un circuito, che opera con livelli di tensioni di questo ordine, descritto e disegnato in maniera imprecisa può funzionare...

-non capisci o non vuoi capire i rilievi che ti vengono sollevati

-non hai tempo per simulare il circuito

-infine ti rispondi da solo

Che ti devo dire ? Vai avanti e facci sapere come è andata.

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simone.bern

Michele Ancis ha scritto:

Mah... ti dirò: la prima volta che ti ho letto ho detto: è lui. Poi, la "razionalità" rovina tutto ma ora mi confermi. Ciao Miki. ;-)

Secondo me, faccio prima a prendere una mille fori e pasticciare.

Già.

Vai sul sito che ho in firma e sottoscriviti! Salutami Ricciariccia. ;-)

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And®ea

simone.bern ha scritto:

che la tua cella abbia caratteristiche

Beh... non ne ho una sola; faccio il bilanciaio e ne vedo tutti i giorni, di celle. :-) Ad ogni modo, si, è simile.

ovvero 20 mV (2 mV/V x 10V alimentazione).

Il principio è quello.

descritto e disegnato in maniera

Si..

Ma no, perchè? Io ho capito tutto!! Allora ti è sfuggito un post dove ti davo anche ragione! :-)

Vero.

ARGH!

OKAY! Promesso. ;-))))))

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And®ea

And®ea ha scritto:

Uela' :-)

Per carità, ognuno dispone del proprio tempo e delle proprie energie come meglio crede. Ho la sensazione però che il tipo di "pasticcio" in cui ti sei cacciato si presti molto male alla soluzione "cut and try".

Farollo!!

M
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Michele Ancis

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