LM324 Opamp İle Voltaj Takipçide Sorun Var?

[azimli]

LM324 opampını kullanarak voltaj takipçisi yaptım.

Bildiğimiz gibi opamp voltaj takipçisi olarak çalışırken,girişine gelen geriliminin değerini değiştirmeden yalıtarak çıkışına aktarır.İki ayrı devreyi izole etmek yalıtmak için kullanılır.

Bu devre ile amacım opampın girişine gelen gerilimi yalıtarak ama değerini değiştirmeden pic mikro işlemcisinin adc pinine verip bu değişken gelen gerilimi picde değerlendirmekti.

Devreyi şöyle kurdum:
opamp çıkışından pic mikro işlemcisi için gelen analog sinyali 0-5volt aralığına getirmek için opampı 5 voltun 1,2 volt fazlası olan 0volt-6,2volt ile besledim.Yani opamp besleme gerilimi simetrik değil.

opamp girişine gelen 0-5volt aralığındaki voltajları voltaj takipçisi özellikli devresi ile çıkışına yine 0-5volt olarak aktarıp pic mikro işlemcisine veriyor.buraya kadar sorun yok.

yalnız opampın girişine gelen gerilim simetrik voltaja yani - voltaja dönünce sorun çıkıyor.opampın girişine gelen gerilim -5 / +5 volt aralığında simetrik ve tepeden tepeye 10 volt potansiyel farka eşit bir gerilim.

biz opampı simetrik beslemediğimiz için girişine gelen gerilim simetrik olunca bu gerilim - voltaja doğru büyüdükçe lm324 opmapın çıkış gerilimi yine pozitif yöne doğru artıyor ve mikro işlemciye hatalı bilgi girişi oluyor.

birazdaha açık ifade ile opmapın:
girişi:          çıkışı:
0volt           0volt  
+2.5volt      +2.5volt
+5volt         +5volt
-1 volt         +1 volt

biz opamp giriş gerilimi - simetrik gerilime doğru gitsede yani opampın girişine 0 voltun altında negatif bir gerilim gelsede opamp çıkışını 0 voltta tutmak ve işlemciye yanlış bilgi gitmesini önlemek istiyoruz bu sorunu nasıl çözebiliriz.

opampı simetrik beslemekte faydalı olmuyor opamp girişine gelen negatif gerilimler bu sefer opamp çıkışından negatif olarak çıkıyor.hem bu şekilde işlemci pininede negatif ters gerilim gitmiş oluyor.
mikro işlemci adc pin girişine negatif (-) gerilim gitmesi zararlı olurmu bu şekilde picde hiç adc kullanmadım.

[xenix]

Sinyali opampa 1k gibi bir direnç ile gir. Sinyalin opampa girdiği yer ile ground arasına schottky diyot at. Diyotun anodu groundda, katodu da opampın girişinde olsun. Böylece sinyal - değerlere gitse de opampın girişi -0,3V un altına düşmez, çünkü diyot iletime girecek. Girişinde -0,3V olduğu halde opamp saçmalamıyorsa bu yöntem sorununu çözecektir.

Piclerin girişlerine en düşük -0,7V uygulayabilirsin. Gerilim daha da düştüğünde picin içindeki pin-ground arası koruma diyodu devreye girecektir. Bu noktadan sonra diyottaki akım 20mA yı geçerse diyot ve giriş bozulur.

Mikrodenetleyici girişinde yeterince yüksek bir direnç kullanırsan bu sorunu da çözersin. Faz sıfır geçiş takibi yapmak için ±310V arası değişen faz gerilimini 1megaohm ile doğrudan pice giriyorum. Pic içindeki diyotların akımları ±310µA e limitlendiğinden sorun olmadan çalışıyor.

[hasangurlek]

İşte size hem balık hemde olta takımı



Vout = ( - ( R2 / R1 ) . Vin ) + ( ( 1+ ( R2 / R1 )) . VBias )

Formüldeki (-) işaretine dikkat, çıkış terslendiği için giriş voltajı arttıkça çıkış voltajı düşecektir.

Bu devre ile -5/+5volt aralığını 5-0 Volt olarak okuyabilirsiniz. 0 volt giriş opamp çıkışında 2.5 volt üretir. ADC de okuyacağınız 0-2,5 volt arası değerler girişin +, 2,5-5 volt arası değerler girişin - işaret taşıdığını gösterir. Çıkışı doğrultmak için bir tersleyici opamp katı daha kullanabilirsiniz.

0,3 volt kayıp önemli değilse rail to rail opamp kullanıp 5 volt ile besleyebilirsiniz.

Yapabileceğiniz olası bağlantı hatalarına karşı MCU yu korumak için ADC portu girişine seri 1K dan küçük bir direnç bağlayabilirsiniz.

Umarım işinizi görür.

[azimli]

verdiğiniz bilgilere teşekkür ederim,

xenix hocam sizin önerdiğiniz devreyi kurdum güzel çalışıyor sağolun.
opamp girişi -0,3 volt gerilime kadar opamp çıkışını 0V. da tutabiliyor.
opamp girişi bu haliylede -0,3 voltun altını görmediğinden opamp çıkışı 0V. değerinde sabit kalıyor.devredeki sorun çözülmüştür.

picin pdf dosyasında adc pin giriş direnci maksimum 500R olabilir diye verilmiş biz bu direnci devremizde 470R olarak kullanıyoruz.buna Rs ön direnç deniyor pdf dosyada.

xenix hocam size bir şey daha sormak istiyorum  bu konuda da bilginizin çok olduğunu formdaki mesajlarınızdan görüyorum.
0 volt / +24 volt  tam DC gerilimle 12 volt sabit mıknatıslı fırçalı 100W gücünde bir DC motoru opto kuplör ile P kanal mosfet (IRF9540) ile pwm hız kontrollü sürmek istesek nasıl bir opto kuplör devresi kurmamızı tavsiye edersiniz.

formda verilen TLP250 li devre çok iyi tetiklemiyor.
devrenin bağlantısı şu şekilde TLP250 nin 2 nolu ayağı 330R dirençle pic'e gidiyor 3 nolu ayağı toprağa diğer taraftaki ayaklardan 5 nolu uç ile 8 nolu uç arasına 15 volt zener diyot bağlanıyor zenerin kotot ucu 8 nolu bacakta anodu 5 nolu bacakta 5 nolu bacaktan 1K dirençle toprağa bağlantı yapılıyor TLP250 nin 6-7 nolu pinlerinden 22R dirençle IRF9540 ın geyti bağlanıyor. +24V. da 8 nolu bacağa veriliyor.

umarım devreyi anlatabilmişimdir.

bu devrede zannediyorum IRF9540 yalıtıma rahat geçebiliyorda.
iletime çok geç giriyor oda IRF9540 ın geytinin 0volt da toplam 1022R dirençle sürülmesinden kaynaklanıyor galiba.

burda direncin değerini düşürmek istesek bu sefer zener diyot ısınıp yanıyor. zeneri çok güçlü kullansak bile direnç değeri 1k dan 470R ye iniyor ancak ama 470R altını kullanmak mümkün olmuyor zener çok ısınıyor.

burada nasıl bir sürme tekniği uygulansa daha uygun olur.
p kanal mosfet transistörler +24V. beslemeli devrelerde optokuplör ile nasıl kullanılabilir?

[xenix]

5 ile 8. bacak arasına, yani TLP250 nin driver beslemesine paralel kondansatör koyman gerekir. Eğer koymadıysan sorun bundan kaynaklanıyor. Kondansatör koymazsan, dediğin gibi iletime geçirirken 1022ohm kullanır. Bu değer çok fazla. Kondansatör koyarsan, kondansatör üzerindeki 15V 22ohm ile Vsg e aktarılmış olur.

+ kutbu 8. bacak, -  kutbu 5. bacakta olacak şekilde 100µF ve 100nF kondansatörü paralel bağla.

[azimli]

xenix hocam kusura bakmayın devredeki 100nF. seramik kutupsuz kondansatörü yazmayı unutmuşum TLP250 nin 5 ve 8 nolu pinlerine yani zenere paralel bu kondansatör denediğim sorunlu dediğim devrede vardı.

Verdiğiniz bilgilere göre devreye yalnızca 100uF. kutuplu elektrolitik dc kondansatörü ilave edip kondansatörün + kutbunu TLP250 nin 8 nolu pinine - kutbunuda 5 nolu pinine bağlayıp sonuca bakacağım.Devreyi tekrar elektronik karta çizip imal edip kurmam gerekecek bu da biraz zaman alıyor.

hocam mesajınızdan anladığım kadarı ile buradaki kondansatörler devre p kanal mosfeti iletime geçirirken yani mosfetin geytine toprak verirken geytin toprağını 1k direnç üzerinden değilde kondansatörün - kutbundan alıyor.burada olay bumudur hocam.ve 100nF. değer benim devremde bu iş için yetmiyordu herhalde.

sizin önerdiğiniz devre eminim ki iyi çalışır p kanal mosfet iletimede yalıtımada iyi şekilde 22R direnç üzerinden girip çıkar.

ama eğer devre bu mantıkla çalışıyorsa yani IRF iletime geçeceği toprağı direkt dc kutuplu kondansatörün - kutbundan alıp 22R üzerinden iletime geçiyorsa biz zenerin anodunu ve direncin bir ucunu niye TLP250 nin 5 nolu pine bağlamak zorunda oluyoruz ve bağlmadan olmuyor onu anlayamadım.

yardımınız için teşekkür ederim.

[xenix]

Yeni devre basmadan devreye lehimleyin elektrolitik kondansatörü, hemen görelim sorunu çözüp çözmediğini, belki başka yerde sorun vardır.

1 direnç, ve 1 zener ile en basit regülatör yapılmış olur. Kullandığınız devrede de zener ve direnç 15V güç kaynağı gibi davranıyor. TLP250 nin sürücü kısmını besliyor. Devre çalışırken kondansatörler üzerinde 15V olduğunu gözlemleyin. Eğer daha düşük gerilim varsa besleme yetersiz kalıyordur,  1k direncin değerini düşürmeniz gerekebilir.

[azimli]

denemeyi eski bir kart üzerinde devreyi değiştirip düzenleyerek yaptım.
sonuç güzel kondansatör sorunu çözdü.Teşekkürler.