Tehnik-ast.ru

Электро Техник
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

LM358 двухканальный операционный усилитель схема

LM358 двухканальный операционный усилитель схема

в одном корпусе имеется сразу два независимых маломощных ОУ с частотной компенсацией и высоким коэффициентом усиления. LM358 отличается низким токопотреблением . Микросхема позволяет работать в схемах с однополярным питанием напряжением от 3 до 32 вольт. Выход обладает защитой от короткого замыкания.

Большая популярность этой микросхемы гарантирует, в том числе и внушительное число аналогов ОУ LM358 LM358N. В зависимости от фирмы изготовителя свойства микросхемы могут несущественно отличаться. Схемы включения всех аналогов полностью актуальны, в.т.ч и для отечественных микросхем.

Ближайшие аналоги: КР1040УД1 КР1053УД2 КР1401УД5 GL358 NE532 OP295 OP290 OP221 OPA2237 TA75358P и многие другие.

LM358 в роли неинвертирующего усилителя постоянного тока:

Схема включения инвертирующего усилителя переменного тока LM358:

Схема включения неинвертирующего усилителя переменного тока

Схема включения LM358 как компаратора с гистерезисом:

Предположим, что потенциал, идущий на инвертирующий вход, плавно увеличивается. При достижении его уровня чуть более опорного (Vh -Vref), на выходе схемы компаратора возникнет достаточно высокий логический уровень. Если после этого входной потенциал начнет медленно падать, то выход компаратора переключается на нулевой логический уровень при значении чуть ниже опорного (Vref – Vl). В данном примере разница между (Vh -Vref) и (Vref – Vl) будет значением гистерезиса.

На ОУ LM358 выполнен регулируемый стабилизатор напряжения. С вывода переменного сопротивления R2 на его прямой вход следует опорное напряжение, величина которого задается стабилитроном, а на инверсный вход идет потенциал отрицательной ОС с эмиттера второго транзистора через делитель напряжения на сопротивлениях R10 и R7.

Отрицательная ОС создает баланс напряжений на входах операционного усилителя, компенсируя воздействие различных факторов. Путем вращения ручки переменного сопротивления R2 появляется изменение выходного напряжения блока питания.

Приведенные схемы очень удобно использовать в самодельных БП для контроля и измерения нагрузочного тока, а также для реализации устройств защиты от короткого замыкания. Токовый датчик обладает очень низким сопротивлением и отпадает необходимость подгонки этого сопротивления, как это в случае амперметре. В схеме, на рисунке левее, можно регулировать сопротивление нагрузочного резистора RL. Для уменьшения провала выходного напряжения БП, номинал сопротивления токового датчика — сопротивление R1 в схеме правее вообще лучше взять применить 0,01 Ом, изменив при этом номиналR2 на 10 Ом или увеличив сопротивление R3 до 10кОм.

Это схема оригинального делителя напряжения, выполненная на операционном усилителе LM358, чтоб получить два напряжения из одного к обычному однополярному источнику питания. А на выходе схемы мы получим полноценное двухполярное напряжение. В качестве источника входного напряжения может выступать любой самодельный блок питания.

На операционном усилителе DA2.2 LM358, сопротивлениях R5…R8 и биполярном транзисторе VT2 построен преобразователь ток-напряжение. Напряжение на его выходе пропорционально току, протекающему через сопротивление R9 и вычисляется по формуле:

Все своими руками

Обновления в Вконтакте Обновления в Одноклассниках Обновления в FaceBook

Уважаемые читатели. Дело в том, что сборка моих проектов занимает очень много времени, не простительно много удерживаю средств из семейного бюджета и больше этого делать не буду. Если вам нравиться то, чем я тут занимаюсь и хотите продолжения, то прошу поддержки с вашей стороны. Будет поддержка, будет много нового(чертежи и схемы уже лежат).Поддержать можно тут

Схема лабораторного блока питания

Здравствуйте. На днях решил, что мне срочно не хватает еще одного блока питания. Буду собирать давно проверенную схему регулируемого стабилизированного блока питания и использовать в качестве лабораторного блока питания.
Выбрал эту схему, так как собираю ее 4 раз и не разу не удалось сжечь силовой транзистор, запаса хватает с головой.
Преимущества самодельного лабораторного блока питания:
Плавная регулировка напряжения от 0 до 30В, а при доработке вытянет до 50В
Стабилизация тока от 0 до 1А, а при параллельной установке силовых транзисторов, ток ограничен вашей фантазией.
Есть защита от короткого замыкания. Блок питания в режиме стабилизации тока с нулем на выходе
Радует низкий уровень пульсаций на выходе БП
Схема лабораторного блока питания

Читайте так же:
Держак для ручной дуговой сварки

Может кто-то узнает эту схему, это схема регулируемого блока питания со стабилизацией напряжения, именуемый ПиДБП V14 с форума Паяльник.

Печатная плата лабораторного блока питания

Подобную схему, очень-очень давно, я собирал для зарядного устройства из двух компараторов, но были проблемы со стабилизацией напряжения из-за того, что у меня компараторы работали паралельно. В поисках решения проблемы я нашел эту схему лабораторного БП, переделал под свои детали и полюбил ее за простоту и надежность. Кстати, спустя время вышла версия 16, в которой ребята тоже использовали параллельное включение и решили проблему со стабилизацией.
16 версию потом соберу, а пока V14 вкратце. Напряжение с моста фильтруется конденсаторами, емкость чем больше тем лучше. Источник опорного напряжения собран на стабилизаторе TL431 усиленный транзистором.
Ток стабилизируется компаратором DA1.2. Напряжение с токового шунта сравнивается с опорным с резисторного делителя R16R17R18.
Напряжение стабилизируется компаратором DA1.1 сравнивая напряжения с делителя R12R14R15 и делителя R10R11. ИОН-ом для питания R10R11 служит выход компаратора DA1.2.
Ну и остался транзисторный каскад. Я использовал 2SC945, КТ814 и КТ803А на массивный радиатор
Была изготовлена компактная печатная плата под LM358, в оригинальной схеме LM324.
Печатная плата лабораторного блока питания

Плата протравилась быстро, потом просверлилась самодельным сверлильным станком и начался процес сборки лабораторного блока питания

Для безопасной сборки буду собирать схему частями. Для начала собрал на плате все компоненты кроме транзистора VT3 и операционного усилителя LM358. Временно устанавливаю перемычку паралельно резистору R8 и подаю питание 21В от другого лабораторного блока питания. Блок питания не ушел в защиту и это уже радует, потребление миллиамперы и можно что то попробовать замерять. А мерять буду опорное напряжение которое в норме 12.6В, а так же отсутствие напряжение на выходе схемы БП.

Опорное напряжение и ноль на выходе
Вот схематически изобразил, где ставить перемычку и карта напряжений.
Установка перемычки и проверка ИОН 12В
Так же можно замерить напряжение на делителе R16R17R18, оно должно регулироваться от 30мВ до 500мВ.
Опорное напряжение для компаратора тока
Теперь установлю перемычку от ИОН к R7 как показано на схеме
Установка перемычки для проверки транзисторного каскада
Должно появиться напряжение почти равное напряжению питания, если так то все нормально.
Установка перемычки для проверки транзисторного каскада замер напряженийНу если все хорошо работает, то запаиваю компаратор и транзистор. Транзистор на проводах вывел на радиатор. Установил конечно через термопасту.
Сборка лабораторного блока питания
Подключаю опять 21В от лабораторного блока питания и пробую менять напряжение на выходе и если все регулируется пора к серьезным испытаниям.
Добавляю в схему диодный мостик и трансформатор со вторичкой 30В. Включаю в сеть через лампу, после моста 42В, на ИОН как и было 12.6В. Напряжение регулируется от 0 до 31В, исключу из цепи защитную лампу и ток проверю самодельной электронной нагрузкой.
Проверка регулируемого блока питания электронной нагрузкой
Ток регулируется от 35мА и максимальный ток 1А при напряжении на выходе 31В.
При этом на диодном мосте под нагрузкой 33В, как раз 2В хватает на падение на транзисторах. К тому же заменю один кондей 2200мкФ на 4700мкФ и картина будет еще краше. На фото напряжение на диодном мосте под нагрузкой и без
Напряжение питания под нагрузкой и без
Ну и еще один тест который на пену выведет диванных экспертов — это КЗ блока питания через амперметр.
Короткое замыкание блока питания
Если не в курсе, то ток во всей цепи одинаковый и при таком включении амперметра, амперметр покажет ток проходящий по резистору, которым в данной ситуации являются все проводники, от транзистора до шунта.

Читайте так же:
Как вывести монтажную пену

Настройка регулируемого лабораторного блока питания
Что касаемо настройки, так тут делов на 5 сек. Подстроечным резистором R15 устанавливается максимальное выходное напряжение. Я только щас заметил, что этот резистор на фото отсутствует. В пробном варианте платы вместо него установил обычный резистор и что бы сократить время на подбор, я его паял с другой стороны платы.
Максимальный ток определяется шунтом R20. При максимальном токе на нем падение должно быть 500мВ. Что бы долго не считать: 0.5Ом-1А, 0.33Ом-1.5А, 0.25Ом-2А, 0.16Ом-3А, 0.1Ом-5А. Чем больше ток, тем больше силовых транзисторов и больше размер радиатора

Ну на этом наверное всем удачи с повторением схемы лабораторного блока питания.
Если вам нравятся мои статьи подписывайтесь на обновления, кнопки вверху страницы. А так же добавьте эту статью в закладки, что бы не потерять, кнопки под статьей справа

Двухполярный лабораторный блок питания с защитой на МК.

Необходимость в двухполярном лабораторном источнике питания с возможностью регулировки выходного напряжения и порога срабатывания защиты по току потребления нагрузкой возникла давно.
Еще давно собирал схему Сухова (из журнала "Радио", наверное 80-х годов). Работала нормально. Но сейчас уже не устраивает по некоторым критериям.

блок питания

Так что пришло время замены старого девайса. После поиска по интернету остановился на двух вариантах.
Первый на ардуино. Собрал на макетной плате. Работает, напряжение регулирует, ток ограничивает. Но. На нагрузке проскакивают какие-то импульсы (при токе от 0,5А), что ни есть очень хорошо. Ссылка на статью, кому интересно: https://rcl-radio.ru/?p=57730.
Вторая схема понравилась больше. Вот оригинал.

highslide.js

Выходное напряжение подходит, а выходной ток до 3А. Собрал, характеристики устраивают. Приступаем к сборке.

Характеристики БП, который будем собирать, следующие – выходное напряжение 0-25 вольт, (двухполярное), ток до 1А, индикация на LCD индикаторе, защита от перегрузки (ограничение точно нужно, а триггерная на любителя), защита от перегрева, отключение нагрузки от БП.

Блок питания

Размеры корпуса зависят от габаритов транса. Вспомнил, что когда-то приносили на разборку муз.центр, там был подходящий транс. Долго лежал в загашнике, вот и пригодился. Замерил напряжения на выходе – почти все подходит, две обмотки по 22V (провод сечения около 0,7), одна 12V, провод такой же. Высота самого транса 35мм.

highslide.js

Теперь можно определиться и с размерами корпуса. По предварительным прикидкам размеры корпуса будущего блока питания 40х250х200мм. Радиатор силовых транзисторов на задней панели, охлаждение естественное.

Разработал платы БП, размеры 80х40. Собрал, проверил работоспособность. Ограничение тока установил на уровне 1А (реально 1,15-1,2А), для моих требований вполне достаточно. Это блок питания с "плавной" регулировками выходного напряжения, регулировкой ограничения по току и индикацией режима работы. В качестве регулирующего элемента используется полевой транзистор IRLZ44N.

Плата стабилизатора

Печатная плата стабилизатора

Дальше определяемся с индикатором. Решил собирать схему на индикаторе WH1602 и на МК мега-8 с индикацией тока и напряжения в обеих каналах из ранее публиковавшейся на этом сайте этой статьи.
Сделал для него только другие платы. Сам вольтметр; Схема

highslide.js

Печатная плата вольтметра;

highslide.js

Внешний вид платы вольтметра с установленными на ней деталями;

highslide.js

Собираем схему, вместо MC602 ставим LM358 (при проверке и настройке АВ-метра выяснилось, что нулевые показания амперметра при отсутствии нагрузки не выставляются, при установке LM358 дефект устранился).

Блок питания на 5 вольт для вольтметра сделал на отдельной плате. Собрана она на интегральном стабилизаторе 7805, который установлен на небольшую пластину из алюминия, толщиной 2-3 мм.

плата стабилизатора

Плата, размеры видны на картинке. Все это можно уже ставить в корпус.

Читайте так же:
Oks ptl nn ru 9001

печатная плата стабилизатора

Для регулировки выходного напряжения использовал переменные многооборотные резисторы (заказывал на али). Для регулировки ограничения тока использовал сдвоенный резистор на 500 Ом (линейный).

highslide.js

Блок питания для схемы термозащиты, собран на интегральном стабилизаторе 7812. Схема включения типовая, рекомендуемая заводом изготовителем. 7812 устанавливается на общий радиатор.
Блок термозащиты и включения нагрузки. Схема.

highslide.js

На микроконтроллере PIC12F629, собрана схема контроля температурного режима радиаторов мощных транзисторов блока питания. Также осуществляется контроль за исправностью вентилятора и термозащита.
Внимание, в схеме применен датчик DS18S20, а не более популярный DS18B20. Эти датчики не взаимозаменяемые и не совместимы. Но в схеме так же можно использовать датчик DS18B20, в архиве лежат две прошивки, как под DS18S20, так и под DS18B20. Схемы включения их абсолютно одинаковые.

При включении питания – кратковременно включается вентилятор и проверяется его исправность (по сигналу датчика тахогенератора), если вентилятор исправен и температура в норме – включается реле, подавая питание на контролируемое устройство. По мере прогрева радиатора выходных транзисторов БП (при подключении к БП нагрузки) до температуры около 50 о С) – включается вентилятор, а если температура упала ниже 45 о С – кулер выключается. Т.е. имеется гистерезис в 5 о С. Когда температура достигнет 75 о С – срабатывает термозащита, нагрузка отключается, а если будет зафиксирована неисправность вентилятора – то термозащита срабатывает уже при 60 о С.
Транзистор Q1 управляет питанием реле. При срабатывании устройства на МК, питание с реле снимается. После остывания радиаторов подается снова.

Работа триггера на К1533ТМ2.
При подачи питания на МС триггер устанавливается в состояние "1" по входу S (цепочка R8 и С8 формирует уровни установки). На выходе Q1 устанавливается лог. "0" (0,2-0,5В). Транзистор Q3 закрыт, реле обесточено, нагрузка БП отключена (т.е. при включении БП на выходных клеммах напряжения нет).
При нажатии кнопки "POWER" конденсатор С9 заряжается через R7 и формирует импульс на входе С триггера. Триггер переключается в состояние "0". на выходе Q1 появляется лог. "1" (+4,5-4,8В). Транзистор Q3 открывается и включает реле, нагрузка БП подключается (при срабатывании термозащиты транзистор Q1 закрывается, тем самым отключает от "земли" эмиттер Q3, реле обесточивается, нагрузка отключается).
При повторном нажатии на кнопку"POWER" триггер переключается в исходное состояние, нагрузка отключается. Индикация на светодиоде. Одной из функций блока на 1533ТМ2 – реализация "триггерной" защиты при перегрузке (отключение обоих каналов БП, что не выполняется при ограничении тока).
Кнопка SB1 (с фиксацией) отключает "триггерную" защиту. Можно вместо неё поставить малогабаритный тумблер. SRD-05VDC-SL – используемое реле (ток до 5А, напряжение работы 5В).

highslide.js

Датчик должен быть установлен именно на радиаторе, желательно применение термоконтактной пасты. Вентилятор пригоден только 3-х проводной, который с таходатчиком (большинство компьютерных кулеров).

– платы стабилизаторов, настройка заключается в установки питания LM324 +6V (если использовать 7806 то настройка заключается в проверке напряжения), при условии, что все элементы исправны.

– плата АВ-метра, если МК прошита правильно, все элементы исправны, то настройка заключается в калибровке показаний на WH1602.

– плата блока питания на +12V и +5V. Только проверка выходных напряжений.

– плата блок термозащиты и включения нагрузки. Если МК прошита правильно, то схема работает при условии, что все элементы исправны, настройки не требуется. Схема на К1533ТМ2 тоже настройки не требует.

Да, при программировании МК необходимо не затереть калибровочную константу. Я пользуюсь программатором GTR-USB, он при программировании её не трогает, а EXTRA-PIC удаляет, ранее уже были эксцессы.

Усилитель термопары с компенсацией на lm358. Описание микросхемы LM358

Нам известно, что на выходе термопары полученное напряжение очень низкое, и Arduino не может его измерить.

Читайте так же:
Изготовление роликов для для накатки рифления

Для решения данной проблемы нам нужно собрать усилитель термопары, чтобы выходное напряжение было около 5 вольт при 1000 градусах температуры. Сделал данный опыт на микросхеме LM358 и собрал усилитель для термопары. Стал делать опыты на усилетеле. Добился результатов, которые на видео. Если результаты получатся удовлетворительными, буду делать модуль для термопары, чтобы подключить его к Arduino.

Усилитель термопары на LM358. На опытах используется термопара КТХК -40. 400 С.


Несколько лет назад я столкнулся с необходимостью измерения температуры с помощью термопар. Существенно мне помог в этом один человек, которому я до сих пор благодарен. Не сильно вдаваясь в теоретические аспекты, хочу предложить простой вариант усилителя термопары. Этот усилитель повторили несколько человек и тоже были получены хорошие результаты.

Основная схема.

Основа усилителя взята из технического описания 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 о С с точностью 0,02 о С 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 о С. 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.

Читайте так же:
Газовый редуктор для баллона бпо 5

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.

Автоматический ночник с использованием LM358. Схема

Автоматический ночник, как следует из названия, предназначен для автоматического включения и выключения источника света без участия человека. Устройство измеряет интенсивность света окружающей среды и определяет, день сейчас или ночь.

Свет автоматически включается, когда вокруг темно, и выключается, когда уровень освещения повышается до определенного уровня. Датчиком для определения интенсивности света является фоторезистор (LDR).

Необходимые компоненты

  • Фоторезистор резистор (LDR)
  • Операционный усилитель LM358
  • Резистор 22кОм
  • Резистор 10кОм
  • Подстроечный резистор 10 кОм
  • Транзистор BC547
  • Диод 1N4148 на 12 В

Принципиальная электрическая схема

Принципиальная электрическая схема

Описание работы автоматического ночника

Основная часть этой схемы – фоторезистор (LDR). Это фотодатчик, представляющий собой особый вид резистора, сопротивление которого уменьшается при воздействии света. Кроме того, он обеспечивает высокую устойчивость в темноте. Величина сопротивления изменяется от нескольких сотен ом до мегаомов.

Фоторезистор входит в состав делителя напряжения, поэтому в зависимости от интенсивности света изменяется напряжение на LDR. Напряжение с LDR поступает на положительный вывод компаратора. Далее необходимо иметь опорное напряжение для сравнения с напряжением на LDR.

Это опорное напряжение создается с помощью переменного резистора RV1, который по сути своей тоже является делителем напряжения. Таким образом, этот переменный резистор можно использовать для регулировки чувствительности схемы.

Далее в работу вступает компаратор, построен на операционном усилителе LM358, который сравнивает уровни напряжения на своих двух входах и в соответствии с этим выдает выходной сигнал. Если напряжение на положительном входе больше чем на отрицательном, то выход будет в высоком состоянии. Если же напряжение на отрицательном больше чем на положительном входе, выход будет иметь низкое состояние.

Когда вокруг темно сопротивление фоторезистор будет большим и на положительном входе компаратора напряжение будет выше, чем опорное напряжение на отрицательном входе. В результате этого выход компаратора будет иметь высокое состояние.

Сигнал с выхода компаратора поступает на транзистор Q1 (BC547), работающий в ключевом режиме. Поскольку на переходе база-эмиттер появляется достаточное напряжение, транзистор переходит в насыщение, тем самым включая электромагнитное реле. Реле своими контактами включает освещение. Диод D1 (1N4148), подключенный параллельно катушки реле, защищает транзистор от выбросов ЭДС самоиндукции, возникающая при отключении реле.

Лампа подключается к нормально разомкнутым контактам реле, так как она должна быть выключена, когда катушки реле не находятся под напряжением. Если на выходе компаратора низкий уровень, то транзистор заперт, реле будет обесточено, и лампа не будет гореть.

Примечание: Фоторезистор необходимо установить таким образом, чтобы свет от лампы L1 (подключенной к этой цепи) не падал на него.

Источник питания

В зависимости от рабочего напряжения обмотки реле вы можете выбрать напряжение питания схемы от 3 до 32 В.

Предпочтительно для этой схемы использовать бестрансформаторный источник питания. Для этого можно использовать следующую схему:

Источник питания

Внимание! Схема данного источника питания не имеет гальванической развязки с электросетью! При наладке и эксплуатации ее необходимо соблюдать меры предосторожности.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector