hobby-cnc

Welcome to my
Robotic site.

 

 

Opamps deel2
door Dre Jansen

Deze keer gaan we optellen en aftrekken, als er nog ruimte over is, dan zal de schmitt trigger als dagsluiting fungeren.

Een kleine herhaling:

Wanneer we punt -A-, ede + ingang, hoger is dan de de - ingang, die we -B- genoemd hebben, dan BEWEEGT de uitgang zich omhoog.

Die uitgang hebben we -C- genoemd. De op of neer gaande beweging van de uitgang is zeer snel, vanwege de oneindig hoge versterking van de opamp.

Omdat die versterking zo groot is, is liet kleinste verschil al genoeg om de uitgang naar boven of beneden te doen bewegen. Een kale versterker is daarom eigenlijk onbruikbaar.

Door deze versterker door middel van weerstanden een gedrag te geven, kunnen we een en ander naar onze hand zetten.

Dat gaan we nu verder doen.

We gebruiken nog steeds cie schaalverdeling 0...100 V.

De sehakelling bevat drie weerstanden, en die zijn allen 10 Kohm. Als ik op RI een spanning van 60V aansluit, clan zal de stroom zich stabiliseren op een waarde waarbij de stroom door bijde weerstanden gelijk is, want dan is de boel in evenwicht.

robobits_1_06_2

Dat is alleen als bijde ingangen gelijk zijn, dus 50 V, Punt A ligt immers vast aan 50V. Aan de andere kant van R1 staat 60 V, dus er staat 10 V over deze weerstand. de stroom is: 10 V / 10 Kohm = 1 mA. Door die andere weerstand, moet dan ook 1 mA vloeien. Welke weerstand'? Nou welke dacht je?

Kan door R2 stroom lopen? Nee toch, die is

 immers nog nergens anders op aangesloten. Die 1 mA loopt de opamp IN, en kan daarom niet anders zijn dan 40V .

Dan sluiten we nogmaals een spanning van 60 V aan, maar nu op die andere weerstand. R2 dus.

Dan gaat er ook door die weerstand een stroom van 1 mA vloeien, immers nog steeds is punt - gelijk aan punt -t-.

Om dat te bereiken moet er meer stroom IN de opamp lopen, juist ja, 2 mA!

Welke spanning is nodig om door een 10Kohm weerstand 2 mA te doen stromen? 10 Kohm X2mA=20V

De spanning is nu 20 V lager dan de 50 V aan de ingang. 30 V dus. Dan het optellen, waarover ik het had:

(60-50) + (60-50) = -(30-50) 10 + 10 = -20 Jawel, -20, want het was een inverterende versterker. De uitkomst is negatief. Dat hadden we ook al in het eerste deel gelezen. Optellen kennen we nog van de lagere school, dus

Toch vind ik het persoonlijk wat lastig, niet alleen ik.

Daarom naken we een volgende afspraak, en daar gaan we het verdere verhaal mee door. Ik vind die schaal met 100 delen wel aardig, zodat ik die nogmaals wil gebruiken.

Ik neem een soortgelijke schaal, maar nu negatief.

Er is dus cen spanning positief 100 delen. EN een negatieve spanning van 100 delen, volt voor mijn part.

Het midden ligt nu niet op 50 schaaldelen, maar op 0 V.

Dan gaan we nogmaals met de zelfde schakeling werken.60 V op bijde ingangen, levert door elke weerstand een stroom op van 60 V / 10 Kohm = 6 mA. BIJDE weerstanden leveren 6 mA, zodat er 12 mA de opamp in moet. Daartoe moet er een negatieve spanning van -12 mA X 10 Kohm = -120 V nodig.

Dat gaat niet, want er was maar -100 V beschikbaar. Dat is dan jammer, de uitkomst klopt niet. Hiermee is dan meteen gezegd dat er grenzen zijn aan het verhaal.

Overnieuw!

Zet een spanning van 10 V op elke

weerstand, en er loopt weer keurig 1 mA door deze weerstanden. De weerstand aan de uitgang verwerkt -2 mA en de bijbehorende spanning is -2 X 10 = -20 V.

Dat er -2 mA loopt, wil alleen maar zeggen, dat deze stroom de opamp IN loopt. Nu kan je nog zeggen, "ach een kniesoor die daar op let". Pas op, want we staan pas aan het begin, verder op is het een belangrijk stukje gegeven. Stel je eens voor: De diepvrieskast stelt zich in op +20 ° in plaats van -20 °. Smakelijk eten! Dat simpele minnetje is niet onbelangrijk!

Nu zetten we op R2 een spanning van 30 V en zie wat er gebeurd: Door R1 loopt 1 mA door R2 loopt 3 mA en door R3 gaat 4 mA de bijbehorende negatieve spanning: -40 V. Ook hier weer 10 + 30 = -40

Stel, ik wil een temperatuur regelaar maken, waarbij de ene temperatuur twee maal zoveel invloed heeft als cie andere. Moe?

Verander R2 in een weerstand van 20 Kohm en je hebt je zin.

Weer die 10V opRI en 30V op R2enje ziet dat de stroom door R1 blijft 1 mA, maar die andere stroom wordt de helft, dus ook zijn invloed wordt gehalveerd. 1,5 mA dus. Ja, wel een grotere stroom, dat wel, maar die temperatuur was dan ook DRIE maal zo groot als cie temperatuur op de andere ingang.

De uitgangsspanning is nu 10 -+-'/2X30 = 10 -I 15 = -25 V

De invloed van de ingang op R1 heeft veel meer invloed dan die van R2. Waarvoor handig is, komt later aan de orde. Voor voorlopig is het alleen (naar ter informatie.

Aftrekken, ook al geleerd op de onderbouw van de basisschool.

We houden nog steeds dc schaal die nu van 0 tot 100 loopt aan, maar ook die van 0 tot -100 wordt aangehouden. Het midden is daarbij op het nulpunt komen te liggen. Precies, dat was al afgesproken. en dat blijft zo.

Stel, we hebben keurig een spanning van 10 V op de -13- ingang aangesloten, dat geeft een negatieve uitgang van 10 V op -C.

-A- heeft immers de waarde van 0 V.

Stel, we zetten daar eveneens cie waarde 10 V op

Voelt u al'? Ja toch! er is geen verschil tussen -A- en -B- als de uitgang 0 V is.

Hier is een typisch geval van: 10 - 10 = 0. Als we 5 V op de -A- ingang zetten, dan blijft er nog maar 5 V aan de uitgang staan. 10 - 5 = 5, dat noemen we aftrekken.

robobits_1_07_1

Dus.... Zet 150 V op punt -B- en 75 V op punt -A- en je meet 75 V op punt -C

NEE clan gaat het stinken!

Je mag NOOIT een ingang of uitgang aan een

hogere spanning blootstellen dan de voedingsspanning.

Jawel hoor, zie ik sommigen al denken. inderdaad, gelijk heb je. maar laten we het hier niet moeilijker maken dan dat het al is. Optellen en aftrekken in slechts een enkele rekenles leren vraagt al genoeg hoofdbrekens!

Dan het bijbehorende plaatje:

Dan is er wat "vergeten", want die ene weerstand boven ingang -B- zit er nog.... Wat dacht je van het sommetje: "3 + 5 - 6 = 2" Juist ja, ik heb meteen maar laten zien dat je optellen en aftrekken ook door elkaar heen kan gebruiken. Dat gebeurd in de praktijk ook. Maar dat bedoelde ik niet, hoor ik je denken....

Ik bedoelde de voeding, die +100 en -100 schaaldelen, die zijn niet getekend!

Welnu. liet is zo vanzelfsprekend dat elektrische apparaten voeding nodig hebben, dat dat niet telkens weer getekend moet worden. Daarom is dat niet vergeten, maar gewoon uit lamlendigheid worden die lijnen niet getekend.

De lijnen worden wel getekend als er meerdere onderdelen op worden aangesloten, maar de aansluitdraden van de opamp laat men ook dan weg. Veel lijnen geven een ingewikkelde indruk, en elektronica moet zo eenvoudig mogelijk blijven. Het leven is al moeilijk genoeg. Bovendien: wat je niet tekent, kan je ook niet fout tekenen!

Zijn we het al een beetje zat?

Nee?

Dan heb ik nog een toegift: de Schmitt trigger.

robobits_1_08_1

Een moeilijke naam, maar die meneer SChmitt heette nu eenmaal zo, en die trigger, Tja, toen je als kleine mens M/V over cie kamervloer kroop, vond je het woord "stoel" ook moeilijk, je noemde dat ding "toet", ik wel tenminste.

Nu ik wat ouder ben, heb ik geen moeite meer met de "ST" klank. (Als ik nuchter ben natuurlijk)

Zo vergaat het ook met de schmitt trigger, effe wennen, en je weet niet beter. Het woord "trigger" betekend zoiets als "op een gegeven commando een taak uitvoeren".

Dat commando kan van een bepaalde spannings situatie komen.

Waarom?

Welnu, stel je hebt een lamp, die aan gaat als het donker wordt. De duisternis valt in, de lamp gaat aan. maar er schuift een wolk voor de zon vandaan. Dan is het weer net iets lichter, en de lamp gaat weer uit.

Dan komt er weer een wolk, lamp aan, wolk weg, lamp uit.

Uiteindelijk is het zo donker, dat de lamp met of zonder wolken aan blijft.

Elke avond dat gesodemieter, de buren zullen u

liefhebben.

Nee, meneer Schmitt deed er tenminste wat aan.

Als het donker genoeg is, om de lamp aan te zetten, dan moet een beetje helderheid niet de lamp uit zetten. Het moet BEDUIDEND

helderder worden alvorens de lamp weer aan lui mag.

Wat "beduidend helderder" is, dat mag u zelf uitmaken, dit is meestal met een potmetertje in te stellen. "diff" staat er bij, dat staat voor differentie. (= Verschil)

Grappig he, dat ondersteboven geschreven ingang!

Welnu, het is gewoon de inverterende sehakelling, alleen de

-A- en de -B- ingangen zijn gewisseld. Natuurlijk had ik die twee woorden kunnen omdraaien, want in draw is dat perfect geregeld, toch heb ik het zo laten staan, alleen maar om aan te geven dat er niet zo veel veranderd is met (lie eerste tekening in liet vorige verhaal.

De werking:

Stel, er staat 25 V op de ingang, eis omdat in deze situatie ingang -A- hoger is dan ingang - B-, is de uitgang hoog.

De stroom loopt van deze uitgang IN de sturende schakeling.

Stel. die sturende schakeling is laagohmig, clan loopt er een stroom van (100-25)V / (10+ 1)Kohm = 75 V / 11 Kohm = 7 mA De uitgang van de opamp is laagohmig en 100 V

Aan ede ingang staat cell laagohmige voedingsbron van 25 V

Over de serieschakeling van bijde weerstanden staat dan een spanningsverschil van 75 V.

Er loopt geen stroom in of uit dc aansluiting tussen bijde weerstanden, want vorige maand al hadden we afgesproken dat de ingangsweerstand van de opamp oneindig hoog zou zijn. Op punt -A- van de opamp staat de deelspanning van de serieschakeling. 75V / 11 x 1 = 7V NEE! Daarbovenop

natuurlijk nog die 25 V die aan de ingang te vinden is, dus totaal staat op punt -A- een spanning van 7V + 25V 32V.

Nu gaat de spanning aan de ingang van de schakeling langzaam naar beneden, en daalt tot OV

Dan is er 100V over de serieschakeling van bijde weerstanden, en zal er een stroom van 100/11-9 mA vloeien. Op punt -A- staat in deze situatie weer de deelspanning over de weerstanden. PLUS de spanning op de

ingang van de schakeling.

Die ingangs spanning is 0V de deelspanning is: 100V/11=9V.

De uitgang is nog steeds hoog, want ingang - A- is nog steeds hoger dan ingang -13-.

Verder daalt de spanning, nu gaat het naar een waarde van -10V De uitgang, 100V de ingang -10V, de stroom 110V/11Kohm 10mA

De spanning op de + ingang, weer: 110V / 11 Kohm = 10V.

Let op WEER de spanning aan de ingang optellen. Dit is nu -10V Dus 10V -i- (-10V) = OV.

Het nu zijn bijde opampingangen gelijk aan elkaar! Dus de uitgang beweegt niet meer, maar blijft nog wel op het voorgaande hoge nivo staan.

Dan, ja, dan daalt de ingangspanning nog een hele microvolt.

Dan is de spanning iets minder dan de -10V die we aanvankelijk hadden. Afgerond, noemen we dit nog steeds -10V.

Nu is de uitgang tegengesteld, want de + ingang is nu iets lager dan de - ingang. Dc uitgang is daardoor tegengesteld dus -100V. Weer even rekenen:

De spanning over de weerstanden is nu -100 -(-10V) = -90V (twee keer - wordt weer +) Dat is geleerd in de eerste klas van cie 1,'1'S of MAVO, dat moet lukken.

Nee? clan kan je dat ook als volgt voorstellen: Een schuld van 100 gulden, ik los een schuld van 10 gulden af. ik heb nog steeds schuld, maar wel minder, nog 90 gulden. Ongeveer net zo gaat het met volton.

op het knooppunt van bijde weerstanden staat nu: -90V / 1 I Kohm = -8V. Tel daarbij de - 10V van de ingang op, en je komt aan -18V. Ook hier weer: een schuld van 8 gulden, weer een lening van 10 gulden, wordt een schuld van 18 gulden.

De ingangs spanning wordt weer 0V, nu is de uitgang nog steeds -100V. dc spanning op het knooppunt van weerstanden is nu -9V. Dit is ook de ingangs spanning van de opamp, want de ingang van cie schakeling was nu weer OV.

Dan wordt ede ingang weer +10V

Juist ja, weer liet kritieke punt, dat we ook hadden toen de ingang -10V was.

De trigger spanningen zijn: +10V en -10V. Als er een wolkje voor de lichtsensor schuilt, dan zal dit geen hinderlijk knipperen te weeg brengen.

Die triggerspanning is te varieren; als je een vair de weerstanden, bijvoorbeeld R I als potmeter uitvoerti. Dan kan daarmee het verschil, de differentie, tussen de bovenste triggerspanning en onderste triggerspanning te verkleinen.

Tot zo ver deze maand, volgende maand Differentiator, integrator, hoog en laag doorlaat filter.

Moeilijke woorden'? welnee, zoek maar o1) in cie dikke van dale. De woorden zijn moeilijker dan de schakelingen.

Groeten, Dré Jansen

Dit artikel komt uit het maandblad Robobits
 van de HCC gebruikers groep Robotica.
Wilt u meer weten over deze onderwerpen ?
kom dan naar onze Gebruikers dagen
 iedere eerste zaterdag van de maand.
sporthal "De Dissel" te Hooglanderveen

 

copyright © 2000 - 2007 Majosoft
www.majosoft.com

netherlands
england
germany

Heeft u ook een leuke hobby en wilt u die ook graag tonen ? Stuur een email naar majosoft at outlook dot com Wij maken voor u de site als u de gegevens aan kan leveren.

Do you have also a nice hobby and you want to show it. Please send an email to majosoft at outlook dot com . We make the site if you can deliver the information.

Haben Sie auch ein Hobby und wollen sie das sehn lassen. Bitte schicken Sie eine email zu majosoft at outlook dot com . Wir machen die zeite fur ihn, wenn sie uns die information geben.

[Robotic] [Projects] [Radio Control to PC interface] [Kermit] [Robotic Arm] [Robot arm 2] [Info] [Datasheets] [PICmicro microcontrollers] [Maandblad] [Beginners..... B+ boardje] [Het PeeWee interface] [Opamps deel1] [Opamps deel2] [Geisoleerde Accu Bewaking] [IR-PROXIM] [Inleiding digitale bouwstenen] [Digitale logische bouwstenen] [Het aansturen van Solid State Relais] [Finite State Machines om een Robot gedrag te Leren] [PWMDRV-S-M-L voor kleine tot grote motoren] [SENSOREN IN DE TUINBOUW] [Ombouw radiografisch bestuurbare rc auto naar Robot auto] [Grondbeginselen van de digitale logica] [SENSOREN IN DE TUINBOUW2] [U2352B A TCM] [Eenvoudige tiptoets] [Stappen motor sturing] [Robotic Links] [bijeenkomsten] [HCC Robotic Day  8 jan 2005] [HCC Robotic Day]