Схемы на lm358 своими руками – Описание и применение операционного усилителя LM358. Схемы включения, аналог, datasheet

Логический пробник микросхем своими руками. Схема на LM358

Это логический пробник TTL микросхем с питанием непосредственно от тестируемой схемы. Он имеет три светодиода, указывающих появление на его входе состояний:

  1. низкий уровень (LED2)
  2. высокий уровень (LED1)
  3. промежуточное состояние (LED3)

Стоит напомнить, что на выходах цифровых TTL микросхем низкое состояние (обозначается «0» или «L») имеет напряжение 0…0,4 В, а высокое состояние (обозначается «1» или «H») 2,4…Vcc [В]. В то же время, есть микросхемы с уровнями: «0» — 0…0,8 В и «1» — 2,0 …Vcc [В]. Отсюда диапазон напряжения для промежуточного состояния составляет 0,81…1,99 В.

Основой зонда является сдвоенный операционный усилитель LM358. Благодаря подобранному делителю напряжения, появилась возможность достаточно точно сигнализировать о возникновении логических состояний на входе датчика (выводы 3/6 U1).

Возможны следующие состояния на входе:

1. Высокое состояние

Делитель напряжения R3/R4+R5+R6 подает на компаратор напряжение Vhi = 1,99…2,21 В (с учетом диапазона Vcc и 5% допуска R6). Значение этого напряжения можно рассчитать по формуле: Vhi = Vcc*(R4+R5+R6)/(R3+R4+R5+R6) [В].

Если напряжение Vin на входе будет выше Vhi (Vin>Vhi), то на выходе U1A появится высокое состояние, откроется транзистор T1 и загорится светодиод LED1. В это время выход U1B будет в низком состоянии.

2. Низкое состояние

Делитель напряжения R3+R4/R5+R6 подает на компаратор напряжение Vlo = 0,70…0,79В (с учетом диапазона Vcc и 5% допуска R6). Значение этого напряжения можно рассчитать по формуле: Vlo = Vcc*(R5+R6)/(R3+R4+R5+R6) [В].

Если напряжение Vin на входе будет ниже Vlo (Vin<Vlo), то на выходе U1B появится высокое состояние, откроется транзистор T2 и загорится светодиод LED2. В это время выход U1A будет в низком состоянии.

3. Промежуточное состояние

Делитель напряжения R1/R2 формирует напряжение Vz = 1,41…1,79 В (с учетом диапазона Vcc и 5% допуска R1/R2). Значение этого напряжения можно рассчитать по формуле: Vz = Vcc*R2/(R1+R2) [В]. Это значение находится в допустимых пределах напряжения для промежуточного состояния.

Следовательно, если вход пробника не подключен (висит в воздухе) или вход пробника подключен к выходу TTL, где преобладает состояние высокого импеданса (обозначается «Z») или на входе пробника имеется напряжение из диапазона промежуточного состояния (Vhi>Vin>Vlo), то на выходах компаратора U1A и U1B будет низкое состояние (LED1 и LED2 выключены).

Транзисторы T3 и T4, соединенные параллельно с резисторами R9…R11, образуют логический элемент «ИЛИ-НЕ». Его входы подключены к выходам компаратора, а его выход к базе транзистора Т5. Только когда на обоих входах будет низкое состояние, на его выходе появится высокое состояние, которое включит транзистор T5 и включит светодиод LED3.

Датчик лучше всего подходит для тестирования статических состояний, поскольку он не обнаруживает прямоугольные сигналы с частотами выше 125 кГц. В зависимости от частоты входного сигнала одновременно загораются разные светодиоды:

  • <70 кГц — LED1 и LED2.
  • 70-95 кГц — LED1, LED2 и LED3.
  • 95-125 кГц — LED2 и LED3.
  • > 125 кГц — LED3.

источник

Регулятор напряжения на lm358 схема

На делителе R2 — IC1 собран источник опорного напряжения на 2,5 вольт. R3 служит для регулировки выхдного напряжения, R5 (многооборотный) — оегулировка тока, R1 — шунт, VD1 и VD2 развязывают выходы ОУ. R6-C1, R7-C2 — компенсация обратной связи, чтобы небыло свиста трансформатора.

Как подлючать вроде понятно со схемы, но все же.

К входу схемы подключить БП, к выходу — нагрузку. И выход оптопары подключить к штатной оптопаре на БП, при этом отключть ее от того, к чему она подключена в БП.

Переменными резимторами установить требуемые параметры тока и напряжения.

После правильной сбоки схема должна заработать сразу.

Что касается пациента на модернизацию — тут все просто: Все что до трансформатора трогать не следует. То что после трансформатора трогать не надо если не надо получать от ИИП болше напряжения чем он расчитан, если все же надо, то заменить конденсаторы на напряжение побольше за желаемое. Например: БП с номинальным напряжением 12В — спокойно даст 19 Вольт, конденсаторы надо заменить на 25 вольтовые. Все что касается стабилизации напряжения на данном БП надо демонтировать.

Сейчас эта схема питает светодиод на 10 Вт.

Вот что получилось у меня, так сказать пробный вариант —

Операционный усилитель LM358 стал одним из самых популярных типов компонентов аналоговой электроники. Этот небольшой компонент может быть использован в самых разнообразных схемах, осуществляющих усиление сигналов, в различных генераторах, АЦП и прочих полезных устройствах.

Все радиоэлектронные компоненты следует разделять по мощности, диапазону рабочих частот, напряжению питания и прочим параметрам. А операционный усилитель LM358 относится к среднему классу устройств, которые получили самую широкую сферу применения для конструирования различных устройств: приборы контроля температуры, аналоговые преобразователи, промежуточные усилители и прочие полезные схемы.

Описание микросхемы LM358

Подтверждением высокой популярности микросхемы являются ее рабочие характеристики, позволяющие создавать много различных устройств. К основным показательным характеристикам компонента следует отнести нижеследующие.

Приемлемые рабочие параметры: в микросхеме предусмотрено одно и двухполюсное питание, широкий диапазон напряжений питания от 3 до 32 В, приемлемая скорость нарастания выходного сигнала, равная всего 0,6 В/мкс. Также микросхема потребляет всего 0,7 мА, а напряжение смещения составит всего 0,2мВ.

Описание выводов

Микросхема реализована в стандартных корпусах DIP, SO и имеет 8 выводов для подключения к цепям питания и формирования сигналов. Два из них (4, 8) используются в качестве выводов двухполярного и однополярного питания в зависимости от типа источника или конструкции готового устройства. Входы микросхемы 2, 3 и 5, 6. Выходы 1 и 7.

В схеме операционного усилителя имеются 2 ячейки со стандартной топологией выводов и без цепей коррекции. Поэтому для реализации более сложных и технологичных устройств потребуется предусматривать дополнительные схемы преобразования сигналов.

Микросхема является популярной и используется в бытовых приборах, эксплуатируемых при нормальных условиях, и в особых с повышенной или пониженной температурой окружающей среды, высокой влажностью и прочими неблагоприятными факторами. Для этого интегральный элемент выпускается в различных корпусах.

Аналоги микросхемы

Являясь средним по параметрам, операционный усилитель LM358 имеет

аналоги по техническим характеристикам. Компонент без буквы может быть заменен на OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C, NE532, OP04, OP221, OP290. А для замены LM358D потребуется использовать KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G. Интегральная микросхема выпускается в серии с другими компонентами, которые имеют отличия лишь в температурном диапазоне, предназначенные для работы в суровых условиях.

Встречаются операционные усилители с максимальной температурой до 125 градусов и с минимальной до 55. Из-за чего сильно разнится и стоимость устройства в различных магазинах.

К серии микросхем относятся LM138, LM258, LM458. Подбирая альтернативные аналоговые элементы для применения в устройствах важно учитывать рабочий температурный диапазон. Например, если LM358 с пределом от 0 до 70 градусов недостаточно, то можно использовать более приспособленные к суровым условиям LM2409. Также довольно часто для изготовления различных устройств требуется не 2 ячейки, а 1, тем более, если место в корпусе готового изделия ограничено. Одними из самых подходящих для использования при конструировании небольших устройств являются ОУ LM321, LMV321, у которых также есть аналоги AD8541, OP191, OPA337.

Особенности включения

Существует много схем подключения операционного усилителя LM358 в зависимости от необходимых требований и выполняемых функций, которые будут к ним предъявлены при эксплуатации:

  • неинвертирующий усилитель;
  • преобразователь ток-напряжение;
  • преобразователь напряжение-ток;
  • дифференциальный усилитель с пропорциональным коэффициентом усиления без регулировки;
  • дифференциальный усилитель с интегральной схемой регулирования коэффициента;
  • схема контроля тока;
  • преобразователь напряжение-частота.

Популярные схемы на lm358

Существуют различные устройства, собранные на LM358 N , выполняющие определенные функции. При этом это могут быть всевозможные усилители как УМЗЧ, так и в промежуточных цепях измерений различных сигналов, усилитель термопары LM358, сравнивающие схемы, аналого-цифровые преобразователи и прочее.

Неинвертирующий усилитель и источник опорного напряжения

Это самые популярные типы схем подключения, применяемые во многих устройствах для выполнения различных функций. В схеме неинвертирующего усилителя выходное напряжения будет равно произведению входного на пропорциональный коэффициент усиления, сформированный отношением двух сопротивлений, включенных в инвертирующую цепь.

Схема источника опорного напряжения пользуется высокой популярностью благодаря своим высоким практическим характеристикам и стабильности работы в различных режимах. Схема отлично удерживает необходимый уровень выходного напряжения. Она получила применение для построения надежных и высококачественных источников питания, аналоговых преобразователей сигналов, в устройствах измерения различных физических величин.

Генератор синусоидальных сигналов

Одной из самых качественных схем синусоидальных генераторов является устройство на мосте Вина. При корректном подборе компонентов генератор вырабатывает импульсы в широком диапазоне частот с высокой стабильностью. Также микросхема LM 358 часто используется для реализации генератора прямоугольных импульсов различной скважности и длительности. При этом сигнал является стабильным и высококачественным.

Усилитель

Основным применением микросхемы LM358 являются усилители и различная усилительная аппаратура. Что обеспечивается за счет особенностей включения, выбора прочих компонентов. Такая схема применяется, например, для реализации усилителя термопары.

Усилитель термопары на LM358

Очень часто в жизни радиолюбителя требуется осуществлять контроль температуры каких-либо устройств. Например, на жале паяльника. Обычным градусником это не сделаешь, тем более, когда необходимо изготовить автоматическую схему регулирования. Для этого можно использоваться ОУ LM 358. Эта микросхема имеется малый тепловой дрейф нуля, поэтому относится к высокоточным. Поэтому она активно используется многими разработчиками для изготовления паяльных станций, прочих в устройствах.

Схема позволяет измерять температуру в широком диапазоне от 0 до 1000 о С с достаточно высокой точностью до 0,02 о С. Термопара изготовлена из сплава на основе никеля: хромаля, алюмеля. Второй тип металла имеет более светлый цвет и меньше подвержен к намагничиванию, хромаль темнее, магнитится лучше. К особенностям схемы стоит отнести наличие кремниевого диода, который должен быть размещен как можно ближе к термопаре. Термоэлектрическая пара хромаль-алюмель при нагреве становится дополнительным источником ЭДС, что может внести существенные коррективы на основные измерения.

Простая схема регулятора тока

Схема включает кремниевый диод. Напряжения перехода с него используется как источник опорного сигнала, поступающий через ограничивающий резистор на неинвертирующий вход микросхемы. Для регулировки тока стабилизации схемы использован дополнительный резистор, подключенный к отрицательному выводу источника питания, к неивертирующему входу МС.

Схема состоит из нескольких компонентов:

  • Резистора, подпирающего ОУ минусовым выводом и сопротивлением 0,8 Ом.
  • Резистивного делителя напряжения, состоящего из 3 сопротивлений с диодом, выступающего источником опорного напряжения.

Резистор номиналом 82 кОм подключен к минусу источника и положительному входу МС. Опорное напряжение формируется делителем, состоящим из резистора 2,4 кОм и диода в прямом включении. После чего ток ограничивается резистором 380 кОм. ОУ управляет биполярным транзистором, эмиттер которого подключен непосредственно к инвертирующему входу МС, образовав отрицательную глубокую связь. Резистор R 1 выступает измерительным шунтом. Опорное напряжение формируется при помощи делителя, состоящего из диода VD 1 и резистора R 4.

В представленной схеме при условии использования резистора R 2 сопротивлением 82 кОм ток стабилизации в нагрузке составляет 74мА при входном напряжении 5В. А при увеличении входного напряжения до 15В ток увеличивается до 81мА. Таким образом, при изменении напряжения в 3 раза ток изменился не более, чем на 10%.

Зарядное устройство на LM 358

С использованием ОУ LM 358 часто изготавливают зарядные устройства с высокой стабилизацией и контролем выходного напряжения. Как пример, можно рассмотреть зарядное устройство для Li — ion с питанием от USB . Эта схема представляет собой автоматический регулятор тока. То есть, при повышении напряжения на аккумуляторе зарядный ток падает. А при полном заряде АКБ схема прекращает работать, полностью закрывая транзистор.

по входам + и — поставить делители напряжений состоящих из термосопротивления и резистора МЛТ
(по 100К четыре сопротивления). К минусу питания термосопротивления к плюсу МЛТ, т.е регистрировать разницу температур в гараже и на улице. Запитать схему от элементов 4,5 Вольта. Вопрос . Как будет уплывать точность настройки с понижением напряжения с 4,5 В. до 3,5В.Спасибо. Где почитать чтобы самому дошло.

«>

Оценка статьи:

Загрузка...

Поделиться с друзьями:

Регулятор напряжения на lm358 схема Ссылка на основную публикацию Регулятор напряжения на lm358 схема Мой Инструмент

Adblock detector

РадиоКот :: Простая доработка импульсного БП

РадиоКот >Схемы >Питание >Блоки питания >

Простая доработка импульсного БП

Собствено - назрело желание сделать что то полезное. Купил пару светолиодов мощных, но к сожалению не присмотрел драйвера к ним. А когда присмотрел, то не сильно обрадовала стоимость этого удовольствия.

Пришлось гуглить, но ничего толкового и полезного для себя я не нашел. И тут возникла идея...

Суть в том, чтобы сделать не слишком сложное устройство, позволяющее быстро и легко медернизировать практически любой извесный кЕтайский и не только импульсный источник питания для последующей возможности регулировки параметров исходящего из него тока и напряжения. И чтобы это не было сильно дорого.

В схеме применены следующие кмпоненты -

1: всеми любимый операционный усилитель - LM358

2: в качестве ИОНа применен TL431

3: по несколько штук конденсаторов и резисторов, а также пара переменніх резисторов.

Мне удалось выдрать все детали из одной материнской платы от ПК, в т.ч. и шунт.

Все дискретные элементы применены SMD, типоразмера - 0508.

Устройство сделано по следующей схеме -

На делителе R2 - IC1 собран источник опорного напряжения на 2,5 вольт. R3 служит для регулировки выхдного напряжения, R5 (многооборотный) - оегулировка тока, R1 - шунт, VD1 и VD2 развязывают выходы ОУ. R6-C1, R7-C2 - компенсация обратной связи, чтобы небыло свиста трансформатора.

Как подлючать вроде понятно со схемы, но все же...

К входу схемы подключить БП, к выходу - нагрузку. И выход оптопары подключить к штатной оптопаре на БП, при этом отключть ее от того, к чему она подключена в БП.

Переменными резимторами установить требуемые параметры тока и напряжения.

После правильной сбоки схема должна заработать сразу.

Что касается пациента на модернизацию - тут все просто: Все что до трансформатора трогать не следует. То что после трансформатора трогать не надо если не надо получать от ИИП болше напряжения чем он расчитан, если все же надо, то заменить конденсаторы на напряжение побольше за желаемое. Например: БП с номинальным напряжением 12В - спокойно даст 19 Вольт, конденсаторы надо заменить на 25 вольтовые. Все что касается стабилизации напряжения на данном БП надо демонтировать.

Сейчас эта схема питает светодиод на 10 Вт.

Вот что получилось у меня, так сказать пробный вариант -

И печатная плата в .LAY

Файлы:
Печатная плата

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Простой усилитель термопары на OP213,LM358 - УСТРОЙСТВА НА МК - radio-bes

 

Основная схема.

Основа усилителя взята из технического описания фирмы «Analog Devices» на операционный усилитель ОР213. Данный ОУ можно отнести к точным ОУ с малым тепловым дрейфом нуля.

 

 

Сразу скажу, что на фирменной схеме допущена досадная ошибка. Точка соединения резисторов R8 и R6 должна быть исключена. Схема позволяет измерять температуру в диапазоне 0 – 1000 оС с точностью 0,02 оС при применение данного ОУ и термопары К-типа. Эта термопара обладает наиболее близкой к прямой термоэлектрической характеристикой. Термоэлектроды изготовлены из сплавов на никелевой основе. Хромель (НХ9,5) содержит 9...10 %Сг; 0,6...1,2 % Со; алюмель (НМцАК) — 1,6...2.4 % Al, 0.85...1,5 Si, 1,8...2,7 % Mn. 0.6...1.2 % Со. Алюмель светлее и слабо притягивается магнитом; этим он отличается от более темного в отожженном состоянии совершенно немагнитного хромеля. Благодаря высокому содержанию никеля хромель и алюмель лучше других неблагородных металлов по стойкости к окислению. Учитывая почти линейную зависимость термоЭДС термопары хромель — алюмель от температуры в диапазоне 0...1000°С, ее наиболее часто применяют в терморегуляторах.

Подключение электродов термопары к разъемам платы усилителя образует еще один источник термоЭДС (холодный спай) напряжение на котором вносит существенную ошибку в истинные показания. Для устранения этой погрешности применяют разные методы. В данном случае для компенсации напряжения холодного спая применен простой и эффективный способ. Как можно ближе к разъему подключается кремневый диод. Известная зависимость тока p-n перехода от температуры позволяет сформировать компенсационное напряжение для коррекции ошибки холодного спая.

ОУ питается напряжением +12В, максимальное выходное напряжение ОУ будет составлять, за счет внутреннего падения напряжения, чуть больше 10В. Схема на ОУ представляет усилитель с ОС с коэф. усиления около 200. Резистор R6 осуществляет балансировку опорного напряжения ОУ ( установку нуля).

Точный стабилизатор напряжения REF02EZ позволяет получить из  напряжения питания стабилизированное напряжение для питания входных делителей ОУ с точностью около 1мВ.

Значения резисторов, особенно входных делителей, должны быть как можно точней соответствовать указанным на схеме.

Практическая реализация.

Всем хороша данная схема, но комплектующие не дешевы, а заявленная точность не всегда нужна в большинстве случаев. Самое распространенная задача, это измерять температуру до 400 о С с точностью +/- 1-2 оС. Под эту задачу и была разработана простая и дешевая схема.

Не используется опорный стабилизатор, Применен более дешевый и распространенный ОУ LM358. Напряжение питания 5В, поэтому максимально можно измерить реально 375 оС. Относительно большой температурный дрейф ОУ определяет ошибку измерения, не более 2 оС. Для увеличения помехоустойчивости по переменному току применен конденсатор С1. Резистором R12 можно корректировать коэф усиления в зависимости от применяемой термопары. В диапазоне до 400 оС многие типы термопар достаточно линейны, поэтому появляется возможность применения любой подходящей термопары. Хорошие результаты получаются с термопарами от цифровых мультиметров. Так как микросхема LM358 содержит два ОУ, то удобно реализовать на одной микросхеме двухканальный вариант.

Особенности при изготовлении.

Термокомпенсационный диод желательно разместить снизу печатной платы, так чтобы его корпус был как можно физически был ближе к разъему. Хорошо применить термопасту. Резисторы можно применить как SMD типа, так и обычные 0,125 Вт. Я обычно применяю последовательно соединенные резисторы стандартного ряда.

2,74К=2,7К+39

53,6=27+27

3,95К=3,9К+51

Калибровка

В домашних условиях калибровка проще всего сделать по двум точкам 0 и 100 градусов. Термопара погружается в талую воду, выставляется показания 0 градусов R6. Термопара погружается в кипящую воду, выставляется показания 100 градусов R12. Еще раз проверить 0 и 100, при необходимости подкорректировать. Можно проверить температуру тела 36,6 градусов.

Пример программной реализации.

Напряжение на выходе ОУ прямо пропорционально измеренной температуре. Если на вых. ОУ 1,00В, то это соответствует температуре 100 оС . Если на выходе 2,58В, то 258 градусам. Для измерения применен встроенный АЦП микроконтроллера фирмы МИКРОЧИП. Опорное напряжение равно напряжению питания 5,12В, при применение стабилизатора напряжения типа 7805 напряжение на его выходе обычно соответствует этому значению. АЦП 10 разрядное, 1024 уровней квантования. Один уровень квантования 0,005В. При измерении напряжения на выходе ОУ с помощью АЦП получаем следующий результат:

Пример: Uвых = 2,87В /0,005=574, уровней квантования АЦП.Для упрощения вывода результата на индикацию, необходимо полученный результат разделить на два.

574/2= 287 (0х11F) остается преобразовать полученное число в двоично-десятичный вид и вывести на применяемый индикатор.

Хочу отметить, что если необходимо измерять температуру больше 400 градусов, то напряжение питания ОУ и соответственно выходное напряжение ОУ будет больше опорного напряжения АЦП. В этом случае, как самый простой вариант, удобно использовать делитель напряжения на выходе ОУ с коэф. 2. ( два одинаковых резистора по 10 кОм). Программное деление необходимо исключить.

; RA0 - активный входной канал АЦП,

;----------------------------------------------------------------------------------------------

izm_U ;измеряем напряжение АЦП результат в ADS_L, ADS_H

;----------------------------------------------------------------------------------------------

movlw b'01000001' ; Включение АЦП; выбор аналогового канала AN0;

movwf ADCON0       ; источник Fosc/8; состояние ожидания.

movlw .6

movwf reg

decfsz reg ; задержкa

goto $-1

bsf ADCON0,2 ; Включение преобразования.

btfsc ADCON0,2 ; Ожидание окончания

goto $-1 ; преобразования.

bcf ADCON0,ADON ; Выключение модуля АЦП

;-------------------------------------------------------------------------------------------------------

movf ADRESH,w ; перепишем результат преобразования

movwf ADS_H

bsf STATUS,RP0

movf ADRESL,w

clrf STATUS

movwf ADS_L

;---------------------------------------------------------------------------------------------------------

rrf ADS_H ; результат делим на 2

rrf ADS_L

;---------------------------------------------------------------------------------------------------------

call bin2_10 ; преобразование двоичного числа в двоично-десятичное

call IND ; вывод на индикацию

 

подпрограммы bin2_10 и IND, не привожу, т.к. каждый применяет свой удобный вариант для применяемого индикатора.

Заключение.

Данная схема прекрасно измеряет и более высокие температуры до 1000 градусов. Единственно, надо знать тип термопары. Распространенные советские термопары хромель-копель измеряют до 800 градусов и немного нелинейны с 300 - 600 градусов. Если применить термопары К-типа, то результаты хорошие до 1000 градусов, с точностью +\- 2 градуса.  Так же нужно повысить напряжение питания ОУ  и применить делитель напряжения на вых ОУ.

Источник: http://www.chipmk.ru

Author:

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о