Comparador de Tensão com Amplificador de Áudio

[Aislan Silva Costa]

Boas a Todos!

 

Estou a tentar usar um amplificador de áudio como comparador de tensão. Alguns modelos que testei retirei de sucata, como o tda2822m, d2822m, 4580. O circuito que usei para testes esta anexado.

 

No proteus, como não achei o tda2822m usei o tda2030. O circuito funciona na simulação, mas na pratica usando os amplificadores citados não funciona. Quando a tensão no pino "não-inversora"(Vctrl) é maior que a tensão do pino "inversora"(Vref), ocorre o esperado e a saída é alta. Porém, quando a Vref > Vctrl a saída é alta em vez de baixa.

 

Esses amplificadores foram retirados de caixinhas de som de pc, a primeira pergunta é, esses amplificadores podem ser usados como comparadores de tensão? Se não, ok, mas se sim, todos que testei estou enfrentando o mesmo problema, há algum componente a mais para o circuito operar como o esperado ou tive o azar de todos estarem queimados?

 

Fico no aguardo...

[.if]

Como não foi feito pra isso, provavelmente não dá mesmo. Ele tá mais pra um amplificador operacional. E na sua saída deve ter um amplificador linear (não vi d.s.). Tente uma histerese algo como um R entre saída e entrada +. Mas sugiro esquecer...

[Aislan Silva Costa]

Obrigado pelo contato @Isadora Ferraz! Eu tentei o resistor de histerese, mesmo resultado, resistor de pull up e down. Neste tópico que inclusive você ajudou, @Sérgio Lembo fala sobre um comparador discreto usando transistores. Fui pesquisar mais um pouco mas não achei muita coisa. Simulei o circuito no Proteus usando os componentes que eu tenho na bancada, como os transistores bc558, bc548 resistores de 1k e potenciômetros de 100k para ajustar os valores de tensão nas entradas do circuito, tanto no Proteus como na prática até funciona, porém a tensão de saída é 0.01v ou -0.01 v. Eu tentei pesquisar em fóruns gringos mas a maioria dos circuitos consistia em algo com 6 ou mais transistores, diodos, MOSFETs, etc. Além também do Schmitt triger que um forista recomendou, mas me parece que não dá pra substituir um comparador de tensão. Então peço ajuda para montar esse comparador discreto, possivelmente deve ser os valores dos resistores que coloquei. Fico no aguardo! 

[Renato.88]

40 minutos atrás, Aislan Silva Costa disse:

fala sobre um comparador discreto usando transistores

Aquele lá se chama amplificador diferencial. 

Ele também tem comportamento diferente do operacional comum. 

[Aislan Silva Costa]

Obrigado pelo contato @Mestre88! Então aquele circuito não pode ser usado para comparar tensões, é isso? 

[Aislan Silva Costa]

Posso usar esse circuito?

[Visitante]

ha muito tempo atrás eu fiz um comparador* de tensão para um projeto de controlador de portão (projetinho nada oficial) e funcionou dinheitinho... mas eu usei um tensão fixa para a comparação... no teu caso no proteus o VCC vai ligado também a uma tensão fixa e você está repartindo tudo bonitinho e tal com os resistores... mas no teu caso real a tensão varia se você usar a mesma fonte sem um regulador de tensão que mantenha o comprador constante*... tipo 5V sua tensão de comparação também vai variar, não? Os resistores não vão manter a mesma tensão se sua fonte varia e ainda pior para a alimentação do amplificador...

 

Teria que deixar mais claro o circuito de alimentação e como varia...

 

 

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corrigindo... lalala huahuhuahua

adicionado 29 minutos depois

http://www.clubedaeletronica.com.br/Eletronica/HTML/Circuitos comparadores.htm

[Aislan Silva Costa]

Oi @Bommu Perneta, obrigado pelo contato. Meu intuito com o circuito comparador de tensão e construir um servo caseiro. Há esse esquema no site do Newton Braga. Em vez de sinal pwm para controlar o servo, seria usado uma escala de tensão no pino "não-inversor" do comparador. A tensão de referencia no pino "inversora" seria controlado por um potenciômetro acoplado a caixa de redução do motor. Suponha uma escala de 0 a 5v, onde 0v e a posição 0 graus do servo, e 5v e 180 graus. Se a tensão na entrada inversora for 2.5v, significa que o servo esta na posição 90 graus, se eu quero ir para a posição 45 graus, basta aplicar 1.25v na entrada. Neste exemplo, como a entrada inversora com 2.5v é maior que a entrada não inversora (1.25v) a saída é baixa, o que satura um transistor pnp, que por sua vez habilita um ci ponte h e faz o motor girar. O potenciômetro acoplado junto ao motor então gira até a posição em que a entrada inversora fica igual a não inversora, então o motor para. Isso e teoricamente, já esta pronto o motor com a redução, o potenciômetro e o circuito com o ci ponte h. porém travei na parte do comparador, porque aqui onde moro não tem eletrônica(a mais perto fica a 100km), é encontrei alguns amp op em sucatas para sem resultado, então estou a tentar um circuito comparador de tensão discreto.

[Visitante]

Qual é esse ci... to tentando entender aqui como um controle de on e off vai mandar alguma informação para esse ci drive... "ponte H"... como o negócio vai para posição sem que você mande um pwm para mandá-lo para lá?Será o ci que faz isso só com comandos on e off? Ta estranho...

 

Estou confuso... tem como desenhar ou colocar em algum software e nomear todo mundo? Ainda não vejo o teu conjunto...

 

Outra coisa que não entendi é que "potenciômetro acoplado a caixa de redução do motor" nem sabia que tinha tal saída servo que mostra a relação de posição e tensão...

 

Primeira vez que vejo isso aqui... vamos ver no que dá... quero mais informações ^^

adicionado 3 minutos depois

nome, tipo, cis, tudo que você vai usar... se não tiver onde comprou ou pretende comprar... 

[Aislan Silva Costa]

@Bommu Perneta, sobre o servo caseiro, tirei exemplos desses links: aqui, aqui, aqui e aqui.

 Como eu ainda estou a testar o que foi apresentado nos links, eu ainda estou "descobrindo" como isso sera feito. O potenciômetro vai alocado na caixa de redução e conectado ao pino inversor do comparador. O potenciômetro produz uma tensão de referência no pino, exemplo, se a tensão no pino e de 2.5v significa que ele está na posição 90 graus. Isso é uma suposição, claro que ele pode estar em qualquer outro angulo que sera analisado mais tarde, porém, sempre que que o pino estiver com 2.5v significa que o potenciômetro esta naquela determinada posição. Baseando se nisso, a 1.25v ele estará numa posição conhecida, a 0.625v ele estará também numa posição conhecida e assim por diante. Agora supondo que eu esteja em 1.25v no pino "inversor" (supondo 45 graus) e quero posicionar a 90 graus, 2.5v. Então na entrada não inversora eu aplico 2.5v, como 2.5v é maior que 1.25v, a saída e alta, na saída a um transistor pnp e um npn, npn satura e habilita o ci ponte h. O ci ponte h o da imagem, ele tem um pino que aplico um sinal pwm para o controle da velocidade do motor.(pino Vz).  Com o ci habilitado em um dos sentidos de rotação(ainda terei que analisar qual sera o sentido correto em cada caso) o motor gira, e gira o potenciômetro também, ele vai girar até que a tensão no pino inversor iguale ao pino não inversor. Isso é o que eu acho que ira acontecer, como ainda não tenho o circuito de comparador de tensão, não sei se isso é real.

 

 

 

Sobre o comparador, eu fiz o circuito que Sergio pro pros em outro tópico, pra minha surpresa ele funcionou como o esperado na simulação. Veja as fotos. 

 

Só que na pratica, ainda enfrento os mesmo erros que os amplificadores retirados de sucata, mesmo a A>B ou A<B ainda a tensão e positiva, só que pra minha maior surpresa, não são 5v, mas sim 12v, não sei da onde eles vieram já que uso uma fonte carregador de celular de 5v e 1A. Ainda farei alguns testes sobre o comparador discreto, afinal se funciona no simulador deveria funcionar na pratica, pelo menos com valores aproximados ja que estou a usar os mesmo componentes.

[Renato.88]

Eu entendi a ideia, porém não consigo visualizar o circuito para fazê-la funcionar. 

Vou pensar um pouco e depois volto. 

[Visitante]

Primeira coisa gritante que tem de diferente do teu trabalho para o que foi apresentado nos links... a fonte é simétrica e essa dos desenhos que você colocou não são. Então o funcionamente com a ponte H e dessa do exemplo é meio diferente...

 

O ci "ponte h" utilizado o M54641L ele tem uma tensão de entra... o nível abaixo é zero (igual a referência do motor e um nível alto que é menor que a tensão cedida ao entrada VCC dessa ponte. Isso segundo o datasheet.

 

Então primeiro de tudo você para esse circuito você poderia montar em um protoboard o circuito comparador e veja se consegui atingir a tensão pedida. Segundo o datasheet a tensão de entrada é para H (high) 3 volts até o Vcc (que no caso eles recomendam até 10V), ou seja, 5V de entrada seria um valor de liugar a ponte e o L (LOW) para esse controle é 0 até 0,6V. Ambos em relação a alimentação da ponte H.

 

Coloque uma carga de resistência e meça com um multimetro e veja se consegui atingir esses valores na saída do amplificador que teoricamente seria a ponte H... leia os valores da saída do motor... qual a tensão que eles atingem com o potenciometro...

 

 

Segunda coisa diferente... Se você não mandar o sinal para a ponte H ou seja ficar LOW LOW não tem tensão indo para o motor assim como indicado pelo datasheet... se não tem tensão indo para motor não tem consequentimente medição ou qualquer tensão no pino do eixo do motor a não ser que ele apresente um circuito com outra fonte de energia além do que é ofertado pela tua ponte H.

 

 

Estou fazendo algumas coisa aqui... meio atarefado, mas vai falando ...

 

[Aislan Silva Costa]

Pra entenderem a minha insistência com esse comparador de tensão discreto, na cidade mais perto, Coromandel, fica a 100km, lá não encontrei cis comparadores de tensão, pedindo da internet, que é o que farei, demora entre 7 e 15 dias para chegar(aqui e interiorzão). Então entre esse meio tempo quero tentar soluções digamos, eletrônica pura. Por exemplo, comprei 3 destes ci's 555 para diversos circuitos, acabei queimando os 3, como precisava de um controlador pwm para controlar a velocidade do motor, nas pesquisas encontrei o multivibrador astavel, que solucionou o problema.

 

@Bommu Perneta Você disse que fez um comparador para um circuito, você usou um pronto ou fez um usando transistores, se sim, pode me mostrar o circuito. Esse circuito que fiz baseando se no do Sergio funciona no simulador, porém na bancada ele não funciona corretamente.

 

O que será que estou fazendo errado, testei todos os componentes separados, fiz outras placas mas o resultado e o mesmo. Fiz um teste colocando um resistor de pull-up entre a saída e os 5v da fonte, já que nesse circuito o e open-colector os resultados foram estranhos mas quase satisfatórios : numa tensão de valor fixo 0.94v na tensão de referencia, na tensão de controle com valores entre 0v e 2.58v a saída e alta, 5v, já entre 2.58v até 5v a saída e baixa. Eu nao consigo compreender este resultados.

 

 

 

 

 

 

[Visitante]

pensei até que tinha perdido... n'ao sou muito organizado... enfim...

Era um sensor de luz para ver quando tiver ligado ou desligado o mesmo... tipo* de passar alguém na frente do sensor... ainda tenho o resto do trabalho aqui, mas acho que não tem propósito em colocar ^^ 

 

adicionado 5 minutos depois

Eu começaria do básico de novo... montaria o comparador com um led... e tentaria encontrar o problema... vendo se as tensões são atingidas... do que ver se funciona no circuito final. 

 

voce pode estar queimando alguma coisa por falta de controle de tensão ... pode ser um componente pirata também... por ai vai... 

adicionado 6 minutos depois

Esse tipo 0 ou 1 e não um que tenha que ter uma fonte simétrica. 

[Aislan Silva Costa]

Ah sim, bom se eu tivesse algum amplificador operacional, eu poderia efetuar os testes no meu circuito, eu estou ainda tentando o comparador discreto, se eu não conseguir, o jeito é pedir um pela internet e esperar alguns dias. 

 

Uma coisa que me correu aqui nos testes foi que, sem o resistor de pull up, com qualquer tensão de referencia, a saída so fica em high quando a tensão de controle for 1.5v maior que a tensão de referencia, exemplos:

 

Vref   Vcontrol Saída

1         0.5          0v

1           1           0v

1           1.5         0v

1          2v           0v

1          2.5v        5v

 

Nesse caso, quando a tensão de controle fosse 1.5v, já era pra estar em high, mas isso só acontece quando o vcontrol for > 2.5v então a saída fica em high.

 

Vref   Vcontrol Saída

2.5        2          0v

2.5          2.5           0v

2.5          3.5         0v

2.5          4           5v

2.5         4.5v        5v

 

Nesse caso, quando a tensão de controle fosse 3.0 v, já era pra estar em high, mas isso só acontece quando o vcontrol for > 4v então a saída fica em high

 

Com a Vref = ou > que 3.5v, já não fica mais em high a saída.

 

No meu ver possa ser que o resistor de entrada com valor de 1k esteja fazendo esse erro, porém não sei como resolver. Eu não me lembro onde vi, mas parece que um transistor por ter um comportamento de diodo necessita de pelo menos 0.69v para começar a saturar, isso ocorre mesmo?

 

 

Vou testando aqui...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[Renato.88]

11 minutos atrás, Aislan Silva Costa disse:

Eu não me lembro onde vi, mas parece que um transistor por ter um comportamento de diodo necessita de pelo menos 0.69v para começar a saturar, isso ocorre mesmo?

Sim.

No caso do operacional ou de um amplificador qualquer os transistores ficam polarizados de maneira que uma mínima tensão já fazem eles chegarem aos 0,7V

[.if]

Provavelmente o amigo já googlou em comparador com transistor né? Uma imagem que aparece

 

E agorinha há pouco mencionei a versatilidade do ci 40106 e meio que previ sua utilização como comparador pra você...

Creia-me é mais xato de te reexplicar do que de você entender. Tente, experimente, me conte

[Visitante]

hum... resolvi fazer a simulação aqui e a tensão mínima de saída lá do TDA está em 1,5V e ligado mais acima...

a tensão de low do CI é zero virgula alguma coisa.... você não vai chegar ao low... do ci... pela simulação... "não deu certo".

adicionado 3 minutos depois

 

 

adicionado 8 minutos depois

Se puder mandar o arquivo do projeto da segunda simulação eu agradeço para evitar a fadiga ^^ 

[Aislan Silva Costa]

@Isadora Ferraz, sim , fiz pesquisa, na verdade do pesquisando até agora, foi assim que fui parar neste tópico que inclusive e um dos mais relevantes na busca. Estou a trabalhar nele, mas como já comentei esta dando uma diferença de 1.5v. Esse que você apresentou, eu tentei adaptar, mas como vou comparar duas tensões que se alteraram em relação ao tempo, deixei quieto.

 

Quando eu for comprar o comparador, lembrarei da sua dica.

Tentei por exemplo este schimitt trigger, com dois 2 e com 3 transistores mas não consegui adaptar para funcionar como um comparador. Nas buscas, em um forum, alguém tentou explicar como funciona um comparador discreto com transistores, mas não consegui entender muito bem, link aqui.

 

O que mais me retornou resultados perto do esperado foi o circuito do Sergio, os resultados mais perto foram os que divulguei, estou a mudar o valor dos resistores para tentar uma aproximação melhor. Repetindo, vale o aprendizado e também para não ficar ocioso enquanto não obtenho os amplificadores operacionais propriamente dito.

 

@Bommu Perneta, não bastaria por um zener na saída do comparador para obter low? Na simulação e isso que faço e da certo, não coloquei no circuito que postei aqui porque só estava exemplificando como eu pretendo usar o comparador. Nesta vídeo aula, Rodolfo explica que sempre fica uma tensão residual em certos amplificadores, e que com um zener ele "mata" ela, embora vi num artigo do newton braga que há amplificadores em que a saída em low vai próximo a 0v, só não lembro qual família de amplificadores era.

[Visitante]

Não sei onde... se for na saída em paralelo vai fazer a tensão de saída saltar igual a um amplificador (tensão subindo muito na saída dependendo da tensão do zener ) e em série mata a função de comparação basicamente não teria o 0 ou 1... a não ser que seja em outra parte do circuito que não to vendo... 

[Aislan Silva Costa]

@Bommu Perneta o tda2030 apenas usei como exemplo, pois foi o mais próximo do amplificador que tenho aqui, tda2232m. Esses são amplificadores de áudio, me parece que não são bons para atuarem como comparadores, todos os amplificadores que testei que foram retirados de caixinhas de som e, não funcionaram, a saída sempre ficou em high. Na simulação o tda2030 sempre sai por volta de 1.5v, não sei se foi só no meu proteus, mas tanto high como low sempre aparece 1.5v na saída, isso aconteceu tanto na simulação, como na pratica usando os comparadores que encontrei, foi bem essa a razão de abrir o tópico, para saber se eles poderiam ser usados como comparadores. Ainda na simulação eu uso o amplificador 741 como comparador de tensão, pode observar que ele e ideal, pois em high a tensão e próximo a alimentação, já em low fica em 0.58 volts, usando um zener de 1.1v a tensão sempre fica ou 5v ou 0v. Quando eu for comprar amplificadores atentarei para os valores da saída.

[Visitante]

Seria bom dar uma olhada na saída do sinal usando o osciloscópio... só por questões de estudo mesmo ^^ 

[Aislan Silva Costa]

Após alguns testes finais, finalmente o circuito apresentou os resultados esperados:

 

Funciona tanto na simulação, como na pratica. Há um resistor de pull-up no coletor de saída. Não sei como chegar ao resultado matematicamente, foi mais pelos testes, coloquei um potenciômetro no lugar de R4 quando deu 15k consegui um limiar de 0.08 em low e 5v em high, destaco que coloquei o potenciômetro no lugar R1 e R2 mão não fazia diferença no resultado.

 

O que preciso agora é que, quando não haver V no "Tensão de Controle", apareça ali a mesma tensão do "POT MOTOR". Existe um "transistor ao contrario"? Que a corrente fosse do "pot do motor" para a entrada "tensão controle", e quando fosse polarizado a corrente deixasse de fluir? 

 

O que não sei se pode me atrapalhar é que só fica em high, quando a tensão de controle é 0.07 maior que a tensão de referencia(pot motor), isso para qualquer tensão, ou seja:

 

Vref  Vcontrole     Saída

 1v       1.02v            0v

 1v       1.03v            0v

 1v        1.07             5v

 

Em testes aqui, quando a "tensão controle" e a "tensão pot do motor" são bem próximas, quase iguais, fica em LOW é o transistor pnp  bc558 satura. O que não pode acontecer, já que faria que o motor girasse podendo alterar o valor do potenciômetro mesmo sem tensão de controle aplicada. O que eu poderia fazer para que quando as tensões de controle e pot do motor fossem iguais, o transistor pnp não saturasse?

[Visitante]

Um circuito integrado com Portas lógicas... portas lógicas dá para fazer com transistor também... 

Um microcontrolador...

 

A primeira vista não conseguir acompanhar a ideia... meu "tico e teco" está fraco hoje ^^ 

[Aislan Silva Costa]

Alguém online poderia me informar porque a tensão na base de um transistor quando medido entre a terra a base do transistor? Exemplo, num transistor pnp, ligo o emissor no 5v, e o coletor aterro com um resistor de 10k. Sem nenhum tipo de conexão na base, e medido o pino base com o terra, a tensão ali de 5v, por que?