एनालॉग वोल्टेज स्तर रूपांतरण (स्तर बदलाव)

Question

मेरे पास एक जॉयस्टिक है जो एनालॉग वोल्टेज को 1.5 वी और 3.5 वी के बीच कहीं बाहर रखता है।

मैं एक मोटर नियंत्रक को नियंत्रित करने के लिए वोल्टेज की इस सीमा को बदलना चाहता हूं जो 0V और 5V के बीच एनालॉग वोल्टेज लेता है।

मैं कैसे शिफ्ट करूं और ठीक से बढ़ूं?

Comments

क्या कोई मध्यस्थ माइक्रोकंट्रोलर नहीं है? यदि ऐसा है तो बस एक एडीसी का उपयोग करें।

— sptrks

मुझे लगता है कि आप यहाँ जो करना चाहते हैं, उसके बारे में विस्तार से जानना चाहते हैं। क्या आप 1.5V-3.5V से 0V-5V में एनालॉग वोल्टेज को स्केल करने की कोशिश कर रहे हैं? क्या आप एनालॉग वोल्टेज को कुछ डिजिटल आउटपुट में बदलने की कोशिश कर रहे हैं?

— bjthom

एक बूस्टर कन्वर्टर आपको 3.5 V से 5 V तक जाने में मदद कर सकता है, लेकिन 1.5 V से 0 V तक जाने में नहीं। इसका लाभ हमेशा 1 से अधिक या 1 के बराबर होता है

— Telaclavo

@Telaclavo एक बढ़ावा नहीं उपयोगी यहाँ है, क्योंकि यह शक्ति के लिए प्रयोग किया जाता है है, लेकिन हम यह मान वह 3.5 वी एक बड़ा आपूर्ति है

— clabacchio

हम जानते हैं कि वे एनालॉग वोल्टेज हैं। आपकी आपूर्ति क्या है?

— clabacchio

Answer 1

आप 5/2 = 2.5 का साधारण लाभ चाहते हैं। यह 2.5 V के आसपास केंद्रित है। यह मानकर चलना आसान है कि आपके पास 5 V पावर उपलब्ध है, जैसे मोटर कंट्रोलर से:

इसके लिए एक रेल से रेल आउटपुट ओपैंप की आवश्यकता होती है जो 5 V पावर से चल सकती है, जैसे MCP6041 और कई अन्य। R1 और R2 2.5 V बनाने के लिए एक वोल्टेज विभक्त बनाते हैं जिसके चारों ओर इनपुट संकेत प्रवर्धित होगा। C2 एक शांत और सुचारू डीसी स्तर बनाने के लिए डीसी से 5V आपूर्ति से भी अधिक शोर को दर्शाता है। Opamp एक क्लासिक सकारात्मक लाभ विन्यास में है, R4 और R3 लाभ प्राप्त करने के साथ। R1 और R2 द्वारा उत्पादित 2.5 V स्रोत की बाधा प्रभावी रूप से लाभ के उद्देश्यों के लिए R3 में शामिल होती है, लेकिन यह 100 kΩ पर 1.2 kΩ का एक छोटा योगदान है। लाभ 2.5 से थोड़ा कम होगा।

Comments

+1। अधिक सटीक, रेल-टू-रेल आउटपुट (रेल-टू-रेल इनपुट यहां आवश्यक नहीं)

— जेसन एस

@ जेसन - फिक्स्ड।

— ओलिन लेट्रोप

आपने R1 और R2 के मूल्यों को कैसे चुना?

— अब्दुल्लाह कहरामन

@abdullah: चूंकि आपूर्ति 5 V है और 2.5 V बनाने की बात है, इसलिए एक बाधा R1 = R2 थी। अन्य विकल्प वह था जो 2.5 वी स्रोत का प्रतिबाधा होना चाहिए, जो कि आर 1 // आर 2 है। लोअर बेहतर है, लेकिन लोअर का मतलब अधिक करंट भी है। मुझे लगा कि 100 kOhm के बारे में उच्च था के रूप में मैं आवारा शोर पिकअप नीचे रखने के लिए R3 के साथ जाना चाहता था। 1.2 khhms उस के सापेक्ष काफी कम प्रतिबाधा लग रहा था, और 5V आपूर्ति से लगभग 1 एमए खींचता है, जो उचित लग रहा था।

— ओलिन लेथ्रोप

@jfenwick: मैं नहीं बता सकता कि आपको क्या लगता है कि उन समीकरणों का मतलब आपकी ठीक से परिभाषित शर्तों के बिना है, जैसे "विज्ञापन"। इसके अलावा, ऐसा लगता है कि आप इस तथ्य को याद कर सकते हैं कि इस सर्किट में नकारात्मक प्रतिक्रिया है, जो लाभ निर्धारित करता है। ओपैंप का खुला लूप लाभ इतना बड़ा है कि बंद लूप सर्किट के लाभ के लिए कोई फर्क नहीं पड़ता। मुझे 5V और GND कहीं भी एक साथ आते नहीं दिखते। आपको हाथों को कम लहराते हुए अधिक विशिष्ट होना पड़ेगा।

— ओलिन लेथ्रोप

Answer 2

यह केवल एक सेशन amp के साथ संभव है। आप जो करने की कोशिश कर रहे हैं वह स्तरीय बदलाव है और बढ़ाना है । हम हर समय ये बनाते थे। वे उन रोबोटों में उपयोगी होते हैं जहां आपके पास एक छोटी एनालॉग वोल्टेज आउटपुट रेंज वाला सेंसर होता है, और आप वोल्टेज स्विंग का विस्तार करना चाहते हैं ताकि आप अपने एडीसी से अधिकतम रिज़ॉल्यूशन प्राप्त कर सकें।

हम आम तौर पर उन्हें चर ऑफसेट और लाभ के साथ बनाते हैं, ताकि हम उन्हें रोबोट पर प्रत्येक सेंसर के लिए समायोजित कर सकें।

अपनी सेटिंग्स सही होने के बाद, आप हमेशा बर्तनों के प्रतिरोध को माप सकते हैं, और इसके बजाय निश्चित मूल्य प्रतिरोधों का उपयोग कर सकते हैं।

या आप सीधे मानों की गणना कर सकते हैं:

आपको रोकनेवाला मानों को काम करने में मदद करने के लिए एक ऑनलाइन कैलकुलेटर है।

Comments

सही है, लेकिन वह अपने आपूर्ति वोल्टेज प्रदान करने की जरूरत

— clabacchio

@clabacchio - सच है। लेकिन मुझे लगता है कि हम मान सकते हैं कि 5v उपलब्ध है।

— राकेटमग्नेट 12

ध्यान दें कि यह निष्क्रिय करता है। उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस में यह एक समस्या हो सकती है यदि जॉयस्टिक को उच्च मोटर गति बनाने के लिए सहज दिशा से विपरीत ले जाना है।

— ओलिन लेथ्रोप

यह इंगित करने के लिए धन्यवाद कि इसे स्तर शिफ्टिंग कहा जाता है।

— jfenwick

Answer 3

इसके विपरीत Cybergibbons क्या कहता है, यह काफी सरल एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स है। लेकिन आपको यह निर्दिष्ट करना होगा कि आप अपने सर्किट के लिए किस आपूर्ति का उपयोग करना चाहते हैं।

आपको एक सर्किट की आवश्यकता होती है जो आपके सामान्य मोड सिग्नल (1.5 V) को 0 पर लाती है, और बाकी के 5/2 = 2.5 का लाभ लागू करता है। आप इसे आसानी से कुछ लाभ के साथ Op-Amp आधारित स्तर के मज़दूर के साथ कर सकते हैं।

एक समाधान 1.5 वी पर रखे एक संदर्भ वोल्टेज के साथ एक एनालॉग सबट्रैक्टर का उपयोग करना है, यहां तक ​​कि एक सरल समाधान भी सही जगह पर संदर्भ के साथ एक गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर है।

यह सर्किट काम करेगा:

_{^{ओपैंप सिम्युलेटर में बस डिफ़ॉल्ट है, आपको आपूर्ति के आधार पर एक और एक की आवश्यकता हो सकती है।}}

यह एक गैर inverting एम्पलीफायर के द्वारा दिया गया लाभ है $\dfrac{R_1 + R_2}{R_2}$, और संदर्भ वोल्टेज वोल्टेज को स्थानांतरित करता है।

Comments

यह सरल है अगर आप सिर्फ एक योजनाबद्ध ड्राइंग कर रहे हैं - जटिलता की आवश्यकता होती है कि सिग्नल 0-5 वी से जाना चाहिए और यह एक मोटर नियंत्रक के लिए एक इनपुट है। 0.05V इसे काटने नहीं जा रहा है - इसलिए इसे एक विभाजन आपूर्ति opamp की आवश्यकता है। इसका मतलब है कि आपको एक विभाजित आपूर्ति प्रदान करने की आवश्यकता है, जो कि बहुत अतिरिक्त प्रयास है।

— Cybergibbons

@Cybergibbons इतना नहीं है, जो उसे मिला है उसके आधार पर; और, रेल-टू-रेल op-amps का उपयोग करते हुए, वह इसके बिना भी काम कर सकता है।

— clabacchio

संभवतः। मुझे सिखाया गया है कि कुछ कारणों से नियंत्रण के लिए रेल से रेल प्रदर्शन पर निर्भर रहना थोड़ा नहीं है। सबसे पहले, रेल टू रेल वास्तव में कभी रेल से रेल नहीं है - सबसे अच्छा प्रदर्शन करने वाले ओपम्प लगभग 10mV या तो मिलते हैं, जिससे समस्याएं हो सकती हैं। दूसरा, वे उस क्षेत्र में रैखिक नहीं हैं। तीसरा, यदि आप आउटपुट को लोड करते हैं तो रेल से रेल का प्रदर्शन बहुत खराब हो जाता है (एक मोटर नियंत्रण आउटपुट को लोड कर सकता है - हमें नहीं पता)। बेशक, अगर मोटर नियंत्रक में एक मृत बैंड है तो इससे कोई फर्क नहीं पड़ता।

— Cybergibbons

@Cybergibbons अच्छी तरह से, प्रदर्शन में गिरावट के बारे में, आप सही हो सकते हैं (मुझे नहीं पता) लेकिन एनालॉग डिवाइसेस में रेल-टू-रेल op-amps है जो रेल से लगभग 2-5 mV (अधिकतम) पर जाता है। लेकिन यह समस्या मौजूद नहीं है अगर उसके पास उदाहरण के लिए 12 वी की आपूर्ति है, तो यह इस बात पर निर्भर है कि वह इसे कैसे आपूर्ति करना चाहता है। ड्राइविंग क्षमता के बारे में, वह सिग्नल को बफर करने के लिए दूसरे ऑप-एम्प का उपयोग कर सकता है, जब तक कि उसके पास सही आपूर्ति हो।

— clabacchio

@Cybergibbons - क्या यह अधिक संभावना है कि एक प्रोसेसर PWM आउटपुट पिन 10mV जमीन के भीतर जाएगा - यहां तक ​​कि 0% शुल्क चक्र पर भी?

— माइकज-यूके