Svenska ElektronikForumet

Hej

Jag håller på med en differentialförstärkare, en OPförstärkare som heter ua741. Tanken är att den ska förstärka upp spänningsfallet över en shunt(0,001ohm), 100ggr, så att jag kan läsa in ett rimligare värde i min ADomvandlare(batterimätare).

Av någon anledning så kan jag inte få några värden från utsignalen på operationsförstärkaren, mäter mellan out och jord, men inget.

Kan någon se vad jag har kopplat fel?

Vad menar du med inget värde? Varför kan du inte avläsa något värde på utgången? Eller menar du att spänningen mellan utgången och minus är 0 Volt?

Du har flera fel i kopplingen som gör att den inte kan fungera.

Dels att spänningen på båda ingångarna är nästan lika med matningsspänningen till OP-förstärkaren. En OP-förstärkare behöver ofta en eller ett par volts marginal till matningen. Alltså blir det svårt att mäta strömmen här utan att använda en extra spänningskälla till OP:n som är högre än batterispänningen. (detta kan man lösa på olika sätt).

Dessutom gör du det vanliga felet att förväxla GND med minus. 741:an är en OP-förstärkare som behöver dubbel matningsspänning. Om du har 12V mellan + och minus så har du i praktiken en dubbel matning på +/- 6 volt. Då har du dragit det ena 100K motståndet till fel ställe. Du har dragit det till -6V istället för till jord som alltså ligger mitt emellan + och -

För att skapa en någorlunda acceptabel "GND" för OP:n skulle du kunna skapa en spänningsdelare med två motstånd på t.ex. 10K mellan + och - och du får ut en medelspänning att använda som referens. Även utsignalen kommer att vara i förhållande till denna skapade "GND" och inte i förhållande till "minus". Nackdelen med denna koppling i det här fallet är att du fortfarande får en väldigt hög spänning på ingångarna, så det duger inte.

Ett annat alternativ kan vara att du skapar en extra spänning på 12 volt som du lägger på ovanpå "plus" och använder "plus" på batteriet som referensspänning (=GND). Då kommer dina ingångar ligga mycket nära GND och därmed minskar du risken för mätfel pga. ojämlikhet i kretsen (se nedan *)
Om du då ska mäta på t.ex. +12V och förstärka det 100 ggr kan du tänka dig att det blir helt olika mätvärden beroende på hur hög spänning batteriet levererar för tillfället även om du skulle trimma in motstånden noga.

En annan variant är att mäta strömmen på minussidan av lasten , men problemet är detsamma där när det gäller de flesta OP-förstärkare. Särskilt 741:an som kräver rejäla marginaler. Fördelen med det är dock att du kan använda batteriets "minus" som GND om du lägger på en negativ spänning som matning till OP-förstärkaren. Kanske bra när du ska ansluta din AD-omvandlare?

* Differentialförstärkare är oerhört känsliga och de kopplingar man kan hitta i litterturen (t.ex den du försökt kopiera här) är idealiska och fungerar sällan i verkligiheten då variationer förekommer i matningsspänningen och i resistanser. För att man ska kunna eliminera dessa avvikelser bör mätpunkten ligga så nära GND som möjligt.

Det finns OP-förstärkare som är specialgjorda för den här typen av mätningar, t.ex. max4070 som bara kostar 18 kr på ELFA. Den klarar av att mäta över en strömshunt på plussidan utan någon annan matningsspänning. Den har en referensutgång på 2.5V som utspänningen refererar till. U ut blir alltså 2.50 volt vid 0 mA ström genom lasten.

Åter igen (ja, jag tjatar)- när man funderar på sådana saker och vill prova sig fram, använd en Spice-simulator - det undelättar oehört och och en del uppenbara kopplingsfel hittar du själv redan vid första simuleringen.

Jag kör något som heter microcap från spectrum software (finns demoversioner), lätt att komma igång med - andra kör med Pspice eller vad dom heter numera. det fins några opensource-varianter också om man vill pilla (mycket) mera.

för sådanahär enkla kopplingar så räcker ofta demoversionerna utmärk och ua741 brukar alltid finnas i dessa - även om just denna OP-amp inte är speciellt bra för denna typ av koppling.

Det fins andra inlägg här på EF som just handlar om batterimätare och batterikapacitetsmätare (för båt) - och att mäta på den varma sidan (shunten på +-ledningen) gör det väldigt mycket knepigare precisionsmässigt än att mäta på jordsidan om din krets matning och/eller jord ärkopplad till batteriets jord.

Det bästa är om du kan mata kretsen via en galvaniskt isolerande omvandlare som ger dubbelspänning - annars har du alltid bekymret att opamparna tvingas jobba väldigt nära ändlägen av sin jord eller batterispänning och där jobbar dom inte bra eller alls.

skall du bara mäta korta tider och när du exprimenterar - kör med dubbelt 9-voltsbatteri batteri där du tar ut jorden i mitten i så fall så här i början - med rätt val av OP-ampar så kan det dra under 1 mA och därmed 100-tals timmars drifttid.




.

Hej

Tack för tipsen. Jag har provat med Max4070 kretsar, men slutade med det eftersom dom var lite svåra att löda(typ jättesmå), av någon okänd anledning så har jag grillat typ 6-7st. Misstänker att det var lödarbetet som skadade dom(kortis/förmycket värme),

Borde man inte kunna göra an spänningsdelare för att få ner spänningen till insignalerna? typ dividera med 10, så får man ju helt andra nivåer?


//Alexander

Dessutom behöver du en rail-to-rail opamp om du skall koppla som du gjort. En 741a funkar inte här.

Ett tips, läs detta:
http://www.linear.com/pc/downloadDocume ... 077,D12479

Ranstam skrev:Hej

Tack för tipsen. Jag har provat med Max4070 kretsar, men slutade med det eftersom dom var lite svåra att löda(typ jättesmå), av någon okänd anledning så har jag grillat typ 6-7st. Misstänker att det var lödarbetet som skadade dom(kortis/förmycket värme),

Borde man inte kunna göra an spänningsdelare för att få ner spänningen till insignalerna? typ dividera med 10, så får man ju helt andra nivåer?


//Alexander

som sagt det fins andra länkar här i EF om ämnet...

men problemet du kommer att stöta på är att det kräver mycket hög precision på dina motstånd i 0.1 - 0.01% nivå gentemot varandra om du skall kunna mäta något så när säkert - därför använder man speciella operational-förstärkare med dessa motstånd redan inbyggda och lasertrimmade från fabrik.

det är mycket bättre att köpa en sådan special OP-amp än att försöka bygga något liknande själv... - för om du bygger själv och vill ha precision så skall du kunna sortera och passa ihop dina 10 kOhm motstånd på 0.1 Ohms precision typ... - så kinkigt är det...

precisionen sitter i motstånden - inte i OP-ampen.

precisionen sitter i motstånden - inte i OP-ampen.

Japp. Det är ingen poäng alls att bygga sin egen instrumentförstärkare, om man nu inte vill för att lära sig.

Läs igenom följande:
http://www.analog.com/analog_root/stati ... Guide.html

Så kommer du att ha en mycket bättre grund att stå på sedan.

apropå lödning av ytmonterat

Kan vara ide med lite lödträning på ytmonerat men med billigaste möjliga kretsar - A och O för lyckade lödningar är att du har löst separat flussmedel på spruta, gärna av sirapskaraktär, när du löder kretsarna - speciellt viktigt om det är hemetsade kort.

du bör också förlöda paddarna på kortet och sedan torka av 'lagom' mycket lödten med en avlödningfläta - det skall vara en smula lödtenn kvar på padden - en lätt uppböjning - därefter smetar man på ett lager med den sirapsliknande flussen - placera kretsen på paddarna (kolla att det är rättvänt!) sedan behöver man bara dutta med lödpennan på varje pinne för att det skall löda mot padden och den mer avancerade släplöder hela sidan med bred flat spets med en droppe lödtenn på - kom ihåg det är flussmedlet som gör hela jobbet med vätning och förhindrar lödbryggor - utan den så blir det bara 'massaker'

flusset i själva lödtennet är inte på långa vägar tillräcklig för ytmontering - det funkar på hålmonterat då det var 1-2 cm tunn lödtenn som skulle tryckas i och fylla upp hålet - men ytmonterat så handlar det om mm även vid tunn lödtenn och tunna lödtennet har väldigt lite fluss i sig som lätt ångar bort på lödspetsen innan den gör någon nytta.

Lyckades faktisk löda fast min bq2018 efter mycket vedermöda och trodde helt säkert att jag pajat den, men det var helt enkelt fel i min mjukvara för kommunikation.

Hej

Tack för länkarna. Jag har nog tagit mig vatten över huvudet, blir nog lite fler försök med max4071 istället

//Alexander

Tack för länkarna. Jag har nog tagit mig vatten över huvudet, blir nog lite fler försök med max4071 istället

Säg inte det. Det finns ett värde i att bygga från scratch eftersom man lär sig så oerhört mycket mera än om man köper en färdig krets

Håller medf AndersG, även om du nu kanske inte har tid att lära en massa utan helst bara vill ha något som fungerar. Det finns jättebra böcker om hur man kopplar OP-förstärkare (och givetvis massor på nätet - det finns säkert mycket enklare beskrivningar än de länkar du fick ovan - och på svenska)

En bok jag rekommenderar är "Analog Elektronik" av Bengt Molin. Där finns det massor av teoretisk och praktisk kunskap.