Autor Tema: Acondicionamiento señal analógica  (Leído 11511 veces)

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Desconectado Nocturno

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Acondicionamiento señal analógica
« en: 06 de Diciembre de 2008, 21:51:17 »
Hola amigos,
tengo que diseñar un circuito que capture 6 señales analógicas desde un PIC. Las señales vienen de unos potenciómetros lineales que están alimentados a 10V y que, por tanto, pueden entregar cualquier tensión entre 0V y 10V.

He diseñado esta pequeña etapa acondicionadora, en la que incorporo un operacional seguidor de tensión, ya que creo que el divisor de tensión resistivo no me serviría.

En la protoboard funciona bien, pero ¿creéis que le falta / sobra algo y podría mejorarse?



Desconectado gera

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #1 en: 06 de Diciembre de 2008, 22:17:39 »
Hola Nocturno!
Una sola sugerencia: En lugar de hacer un seguidor y luego un divisor de tension, podrias poner el AO en configuracion de amplificador no inversor con ganancia 1/2.
No se si hace diferencia, inclusive utilizas la misma cantidad de componentes, pero es a lo q estoy acostumbrado yo. Saludos!

"conozco dos cosas infinitas: el universo y la estupidez humana. Y no estoy muy seguro del primero." A.Einstein

Desconectado Javicho

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #2 en: 06 de Diciembre de 2008, 22:31:44 »
La ganancia de un no inversor no es acaso [1+(R_de_realimentación/R_del_Pin"-"_a_GND)] ?
la ganancia en el mejor de los casos es 1, como obtienes 1/2? o estoy equivocado.

La configuración está bien, yo le agregaria un 10uF y 0.1uF en la alimentación del opamp lo mas cerca posible del pin de VCC.

Javicho.

Desconectado migsantiago

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #3 en: 06 de Diciembre de 2008, 22:37:40 »
Hola Nocturno

No olvides considerar el offset del ampop en su salida. Talvez no sea importante en la resolución de tu circuito.

Desconectado Javicho

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #4 en: 06 de Diciembre de 2008, 22:45:25 »
No olvides considerar el offset del ampop en su salida. Talvez no sea importante en la resolución de tu circuito.

Ah verdad, esto me hizo acordar algo ... si alimentas el opamp con 5V su pin Vout (pin1) máximo te entregará 5V-1.2V=3.8V aprox, hay otros opamps que son rail-to-rail que si entregan en su salida hasta el voltaje de su fuente de alimentación. En todo caso pudes alimentar al opamp con 9V o 12V según el voltaje que tengas mas disponible.

Javicho.

Desconectado RALF2

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #5 en: 06 de Diciembre de 2008, 23:09:24 »
Que tal amigos!
Nocturno el voltaje de 0 a 5 volt lo aplicas directamente al ADC del pic, si la velocidad de conversion no es muy critica, para ti, podria servir a y siempre y cuando lo que que comenta migsantiago no sea relevante  :mrgreen:

Sino debes revisar la resistencia de entrada al ADC que no debe ser muy alta dependiendo del pic deberia ser menor de 2K ohm sino mal recuerdo.

Saludos

Desconectado gera

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #6 en: 06 de Diciembre de 2008, 23:21:47 »
La ganancia de un no inversor no es acaso [1+(R_de_realimentación/R_del_Pin"-"_a_GND)] ?
la ganancia en el mejor de los casos es 1, como obtienes 1/2? o estoy equivocado.

La configuración está bien, yo le agregaria un 10uF y 0.1uF en la alimentación del opamp lo mas cerca posible del pin de VCC.

Javicho.
jaja muy buena javicho, q animal q soy. Estaba pensando en el amplificador inversor, cuya ganancia es Rf/R, y ahi podes obtener 1/2. En fin, mejor me cayo la boca jeje
saludos!

"conozco dos cosas infinitas: el universo y la estupidez humana. Y no estoy muy seguro del primero." A.Einstein

Desconectado manutek

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #7 en: 07 de Diciembre de 2008, 02:23:21 »
kamarada nocturno:
seria factible que configures en el registro ADCON1 los bit PCFG3 PCFG2 PCFG1 PCFG0 =0001 para que PORTA,3 sea referencia de 10v?
No es la conciencia del hombre la que determina su ser, sino, por el contrario, es su ser social el que determina su conciencia

Desconectado Nocturno

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #8 en: 07 de Diciembre de 2008, 03:16:00 »
Hola Nocturno!
Una sola sugerencia: En lugar de hacer un seguidor y luego un divisor de tension, podrias poner el AO en configuracion de amplificador no inversor con ganancia 1/2.
No se si hace diferencia, inclusive utilizas la misma cantidad de componentes, pero es a lo q estoy acostumbrado yo. Saludos!
No sé cómo hacerlo: tengo entendido que las ganancias siempre son superiores a 1 en los no inversores. Y no me vale usar un inversor porque no alimento con tensión negativa.

La configuración está bien, yo le agregaria un 10uF y 0.1uF en la alimentación del opamp lo mas cerca posible del pin de VCC.

Javicho.
Sí, no los he pintado todavía por simplificar, pero estarán. Gracias

No olvides considerar el offset del ampop en su salida. Talvez no sea importante en la resolución de tu circuito.
No hay problema, Migsantiago. El operacional irá alimentado a 12V, mientras que el potenciómetro entregará una señal que no subirá de 10V.

Nocturno el voltaje de 0 a 5 volt lo aplicas directamente al ADC del pic, si la velocidad de conversion no es muy critica, para ti, podria servir a y siempre y cuando lo que que comenta migsantiago no sea relevante  :mrgreen:
Sino debes revisar la resistencia de entrada al ADC que no debe ser muy alta dependiendo del pic deberia ser menor de 2K ohm sino mal recuerdo.
La velocidad no es crítica. ¿Te refieres al divisor de tensión con resistencias?, ¿debo usarlas de un valor menor?

kamarada nocturno:
seria factible que configures en el registro ADCON1 los bit PCFG3 PCFG2 PCFG1 PCFG0 =0001 para que PORTA,3 sea referencia de 10v?
Imposible: el ADC del PIC no puede leer tensiones superiores al Vdd del PIC. En mi caso voy a usar un PIC de 5V, así que en ese rango deberá quedar la entrada.

Gracias a todos



Desconectado flacoclau

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #9 en: 07 de Diciembre de 2008, 05:22:38 »
Hola, yo pondría el divisor resistivo a la entrada del OA y luego dicho OA como está en seguidor, ¿cual es la diferencia? el resultado en tensión es el mismo pero tienes menor impedancia de salida del acondicionador hacia el ADC, mejor velocidad de respuesta y menor ruido.
Las personas con buena ortografía me atraen textualmente.

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Desconectado Nocturno

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #10 en: 07 de Diciembre de 2008, 05:42:46 »
Pero la señal analógica de entrada proviene de un potenciómetro, que no es más que otro divisor resistivo: no creo que funcione bien si lo hago como dices porque serían dos divisores en serie, ¿no te parece?.

¿Porqué mejor velocidad de respuesta?, ¿las resistencias restan velocidad?

Desconectado BrunoF

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #11 en: 07 de Diciembre de 2008, 09:05:12 »
¿Porqué mejor velocidad de respuesta?, ¿las resistencias restan velocidad?

Claro Don Manolo!

Las resistencias quitan velocidad al conversor, ya que el ADC interno de estos uC cargan un capacitor, y a mayor impendacia de entrada, pos mayor tiempo para cargarlo. Eso también te dará mayor estabilidad. No se que uC estarás utilizando, pero en la sección del ADC del datasheet correspondiente podrás encontrar seguramente la máxima impendancia recomendada para una conversión decente.

Saludos!
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Desconectado Nocturno

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #12 en: 07 de Diciembre de 2008, 09:18:00 »
Pues gracias por la aclaración.
En cualquier caso para esta aplicación me bastará con samplear lentamente, cuatro o cinco veces por segundo nada más.

Desconectado Gonzalo_BlackHawk

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #13 en: 07 de Diciembre de 2008, 10:34:12 »
Pero la señal analógica de entrada proviene de un potenciómetro, que no es más que otro divisor resistivo: no creo que funcione bien si lo hago como dices porque serían dos divisores en serie, ¿no te parece?.

Mientras la resistencia de entrada del segundo divisor resistivo sea por lo menos 10 veces mayor que la de salida del potenciómetro no debería haber problemas en el comportamiento del divisor resistivo.
El circuito más compacto que yo utilizaría (resignandome a la alimentación simple y a utilizar un LM324) es el siguiente:



El capacitor de 47 nF y la resistencia en serie de 100K forman un filtro pasa-bajos, porque aunque el potenciómetro en si no provee voltajes con niveles de ruidos importantes, el movimiento humano de giro del potenciómetro no es tan homogéneo como uno cree, sobre todo al tratar de atinarle a una posición del cursor.
La alimentación del LM324 debería ser de por lo menos 7 V, aunque yo utililizaría 9 o 10. De todas formas si no te queda otra que utilizar alimentación simple, vas a tener que acostumbrarte a perder exactitud en la zona de operación cercana a los 0V, donde a ojo ya te puedo decir que no vas a tener menos de 10 mV de offset.
Obviamente las resistencias de 100K que sean al 1%, o sino coloca un potenciómetro en reemplazo a ambas resistencias para poder regular con precisión un factor de división por 2.

Nos vemos.
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"La muerte esta tan segura de vencer que nos da toda una vida de ventaja."

Desconectado migsantiago

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Re: Acondicionamiento señal analógica
« Respuesta #14 en: 07 de Diciembre de 2008, 11:53:19 »
Hola

En cuanto al offset me refería al offset que todo ampop entrega a su salida cuando en vez de dar 0V da 20mV o algo por el estilo (dependiendo del ampop a emplear). Esto se corrige en unos ampops con el Offset Nulling (potenciómetro para ajustar 0V). Este método es poco útil en condiciones de temperatura variable ya que el offset de salida depende de ella y habría que estar ajustando el pot a cada rato.

Si la señal analógica de entrada del circuito de Manolo oscila en el tiempo, el offset se podría eliminar usando un filtro pasa altas.

Si 20mV de error no afectan en tu medición, no hay problema.  :mrgreen:

Sobre la impedancia de entrada del PIC16, Microchip recomienda 2.5kohms. Cualquier impedancia mayor a 2.5kohms retrasa la carga del hold&sample como menciona Bruno.

Y tengo una pregunta, si el voltaje de entrada al ampop es de +/-10V, ¿la fuente del ampop no debería ser de algo mayor a +/-10V?