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Amplificador operacional LM35 ADC 10 bits

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acubo
Respuestas: 9
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(@acubo)
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Registrado: hace 18 años

Hola de nuevo,
estoy buscando algún amplificador que me permita tener más precisión de la que tengo en la actualidad en un sistema que utiliza un conversor AD de 10 bits y un sensor LM35. El caso es que con este conversor, la precisión máxima que podré alcanzar es de 0,5 grados. Quería conectar un amplificador que me diera por lo menos el triple de precisión que me da el sensor. Es decir, si del sensor sale una tensión de 5 mV, que del amplificador salgan 15 mV. Si pudiera ser de 5 aumentos, mejor todavía, mi termómetro tendrá mucha más precisión.
El problema que tengo es que no tengo fuente de alimentación simétrica, y la mayoría de los que he visto utilizan dos tensiones de referencia, como +5 y -5. Yo podría poner una fuente simétrica, pero en mi micricontrolador, un LCDX (BasicX 35) no hay ningún pin con -5v, si el de +5 y GND.
El problema es que tampoco sé demasiado, bueno, sé bastante poco, y me he puesto a mirar Data Shets y me lío como un persiana....
Si me podeis echar una mano. Muchas gracias!!!
Un saludo

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acubo
Respuestas: 9
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(@acubo)
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Registrado: hace 18 años

Gracias por las respuestas!

Bueno, os cuento un poco más, en primer lugar utilizo un microcontrolador LCDx, que lleva un LCD con un BasicX-35 y un teclado..... el ADC tiene un margen de tensión de entrada de 0 a 5 V CC (el sistema es de 5V) e informarán sobre los niveles de tensión medidos con el formato de valores lineales de 10 bits (de 0 a 1.023). La resolución es de aproximadamente 4,9 mV. En BasicX tengo dos opciones para leer una entrada del conversor, una me da el resultado de del intervalo [0,1023], y la otra me da el voltaje de 0,0 a 1,0, no dimensional. Esta última no la he provado, pero vamos, que la resolución es de casi 5 mV, con esto, tengo que podré detectar con esa resolución como máximo dos cambios por gado, osea, la resolución del termómetro será de 0,5 ºC. El LM35 me da un VOUT de 0 + temp * 10 mV.

El caso es que si pongo un amplificador, que me de un salto de 30 mV o de 50 mV por cada 10 mV de tensión del sensor, podré detectar cambios de bastante menos de medio grado. Eso es a lo que me refiero. Y con la fuente regulada que me trae el circuito no puedo cambiar el Vref del conversoir ni meter -V al amplificador en caso de lo ponga....

Otra cuestión, hay que poner la resistencia en Vout del LM35 para desacoplarlo de la capacidad del cable?

Venga, muchas gracais por las respuestas!

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acubo
Respuestas: 9
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(@acubo)
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Registrado: hace 18 años

Bueno, creo que he encontrado la manera de hacer esto.
Con un amplificador operacional como el LM158, bueno, mejor con medio LM158, este lleva dos ao, y un par de resistencias calculando la ganancia que se quiere tener.... y solucionado. Ahora habrá que hacer muchos números y ver qué necesitamos.
Por ejemplo, yo quiero medir con el LM35 un rango más o menos de 0 a 100 ºC. Según esto, tenemos, VO min será 0*10mV = 0V, y VO max será 100*10mV= 1V. Yo quiero que a mi ADC le entren entre 0V y 5V. Le meto una ganancia con el AO de 4,5, por ejemplo, para no tener problemas con la tensión máxima y quemar el conversor, y me quedaría que cada grado produce 4,5 * 10mV = 45mV. Podría detectar con la resolución del conversor de 4,8mV saltos de aproximadamente 0,1ºC, lo cual es lo que quiero. Además me quedaría otro 1/2 LM158 dentro del integrado con el que me parece que se pueden hacer filtro y demás, que para esto de los sensores está muy bien.

Qúe os parece esto que he pensado? Me equivoco seguro.....
Venga, gracias!!!!

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heli
Respuestas: 748
 Heli
(@heli)
Ardero
Registrado: hace 19 años

Hola Acubo, tus calculos son correctos, pero no del todo. Sirven para un AO ideal, con uno real la cosa cambia un poquito.
Quieres una entrada de 0V (a cero grados) a 1V (a 100 grados) que es lo que da el LM35. Si amplificas con un factor de 4,5 (0,5V de margen hasta 5V muy buena idea) el AO te dará 4,5 V a 1V de entrada, pero tendrá problemas para darte los 0V a 0V de entrada.
Normalmente los AO tienen una pequeña caída de tensión interna en los transistores de salida, por lo que no puedes obtener 0 a 5V si lo alimentas entre 0 y 5V. Eso solo lo hacen los llamados AO "rail to rail" que sí pueden dar salida en todo el margen de alimentación. Igual que no puede llegar la salida a 5V (no hay problema porque has proyectado que se quede en 4,5V) tampoco puede bajar a 0V. Esa es la razón de que, para una variación de tensión de 0 a 5V se utilice una alimentación simétrica de -8 y +8 V, por ejemplo.
En el LM158 el VOH (voltaje máximo de salida) VCC - 1,5V. El margen de 0,5 V que has dejado se te queda pequeño, solo podrás sacar 3,5V si lo alimentas a 5V. El VOL (voltaje mínimo de salida) es de 5mV a 20mV, nunca tendrás cero total.
Datasheet del lm158:
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet- ... LM158.html
Puedes buscar un AO "rail to rail" que sea fácil de conseguir en tu proveedor habitual (busca en Maxim) o poner la famosa fuente simétrica. Si te sirve de ayuda yo he usado un MAX232 para elevador/inversor de tensión. Lo alimentas a 5V y en la pata 2 tienes +10V y en la 6 -10V, si sacas menos de 15 mA funciona OK, aunque hay circuitos específicos para esta función.

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acubo
Respuestas: 9
Topic starter
(@acubo)
Active Member
Registrado: hace 18 años

Hola! Buena solución! Si , ya había leído por este foro que los AO no funcionaban bien cerca de los límites. Iba a utilizarlo para controlar una temperatura dentro de un rango de 15 a 40 ºC, con más precisión, por lo que supuse que la ñapa podía funcionar bien en ese rango, además me lo confirmas con los datos que me das del LM158, podría funcionar. Pues dependiendo de cómo vea, puede ser que le meta al cacharro que quiero hacer, en una caja de tamaño mediano algún tipo de fuente de alimentación simétrica, por cierto, eso son circuitos integrados también verdad? Me parec haberlo visto. Bueno, también está el tema de que el microcontrolador que estoy utilizando, un LCDX, con un BasicX tiene entradas analógicas que sólo pueden controlar tensiones de 0 a 5 V. Aunque no quiero controlar tensiones negativas, me dan igual temperaturas de menos de 10 grados. Bueno, ya veremos también quiero meter una sonda de pH, que todavía no he visto ninguna ni su hoja técnica, a ver qué tensiones dan a la salida. Lo mismo le tengo que poner un circuito externo de recogida de datos de los sensores. Bueno, ya os contaré, que sin un poco de ayuda no soy nadie.
Venga, un saludo y muchas gracias!

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ranganok
Respuestas: 3875
(@ranganok)
Ardero
Registrado: hace 19 años

acubo, si lo que quieres es controlar una pecera haberlo dicho antes...

😛

te recomiendo q tb le metas un led y un receptor para medir la turbulencia del agua.

S2

Ranganok Schahzaman

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