AmpOp Comparadores com Histerese

[Uriel Boscolo]

Sugestões:

Qual amplificador operacional comparador com histerese utilizo ?

De preferência baixo busco. 
Pode ser simples ou dual. 

[K.e.V. T.a.G]

Pelo q eu entendo o LM741 é o amp op mais simples que tem e muito fácil de se achar para comprar.

[.if]

14 horas atrás, Uriel Boscolo disse:

amplificador operacional comparador com histerese

lm358 --- ampop

lm393 --- comparador

Qualquer um atende seus requisitos

14 horas atrás, Uriel Boscolo disse:

De preferência baixo busco. 
Pode ser simples ou dual. 

Busco um sem levantar... tem na minha gaveta

[Uriel Boscolo]

Estou fazendo um controle de Temperaturas de 0 ° a 100° C utilizando um PT100

R2 - PT100 (Variando de 100 a 138 Ohm)
R4 - Potenciômetro de 470R

Queria fazer um amplificador comparador com histerese mais não entendi como calcula os valores dos resistor. 

[aphawk]

@Uriel Boscolo ,

 

De onde veio esse circuito ???

PT100 é bem complicado de funcionar com um circuito tão simples....

 

Paulo

[.if]

De fato. De fato você pode até brincar com seu circuito mas pra algo sério considere

-não use a vcc do ampop como ref. Use Vfixa com p.ex. tl431 ou pelo menos zener (só ainda pra brincar)

-o pt100 gosta de corrente constante

-estude o lance dos 3 fios dele.

-estude o lance da histerese. Nosso amigo @MOR já publicou algo de qualidade sobre. Pesquise no forum ou aguarde mais uma boa vontade dele.

-pt100 tem mania de ser caro e, como percebes, circuito chato (mas nem tanto como termopar). Pra esta faixa, talvez lm35 possa dar conta e muito mais fácil

 

 

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica/52-artigos-diversos/9945-lm35lm35a-lm35c-lm35ca-e-lm35d-sensores-de-temperatura-centigrados-de-precisaoart2263

[Uriel Boscolo]

@aphawk 
A ideia é fazer um controlador de um agitador magnético analógico de baixo custo sem display, ex: foto.
onde se controla a velocidade do motor 12 ou 24 DC (via potenciômetro "Linear ou PWM") que na ponta do eixo do motor tem um imã e dentro o becker tem outro imã onde ocorre a dissolução. 
E o outro potenciômetro controla a temperatura onde a chapa é aquecida via resistência elétrica conectado a alimentação AC~

 

@Isadora Ferraz

Minha proposta é utilizar um esse circuito abaixo para monitorar a temperatura:
Penso em utilizar um PT100 por ele ficar imerso a solução.
O ampOp Comparador irei usar é LM393.
Amp comparador com Histerese, simulei colocando o 120K, tive um bom resultado teórico.
No contato NA do relé está a resistência elétrica.

[.if]

Coloque pelo menos um 7812. Mesmo assim seu circuito pode ficar sofrível.

E continuo a achar que um lm35 fica + estável-preciso-barato-simples. Pra meios líquidos, basta-te proteger-lhe com criatividade. Massa/cola expoxi, tubo metálico e afins.

E monitorar é diferente de controlar.

[Uriel Boscolo]

@Isadora Ferraz @Isadora Ferraz Tu fala em usar um LM7812 para estabilizar o 12VDC ? 
Porque ficaria sofrível ? 

Em relação a sensores estava pesquisando tem LM35 de sonda de aço Inoxidável À Prova D' Água ou o DS18b20

[.if]

10 minutos atrás, Uriel Boscolo disse:

Porque ficaria sofrível ? 

Compare o seu circuito simplista com o ideal pro pt100

Além da corrente constante, ele meio que deve fazer parte de uma ponte de wheatstone

Tem algo do gênero pra vender (caro) no m.l.

 

16 minutos atrás, Uriel Boscolo disse:

usar um LM7812 para estabilizar o 12VDC

sim mas, .... ^^

 

Tenho 1 pt100 na gaveta mas nunca usei. O que leste acima foi só teoria...

                    

[MOR_AL]

19 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

-estude o lance da histerese. Nosso amigo @MOR já publicou algo de qualidade sobre. Pesquise no forum ou aguarde mais uma boa vontade dele.

Até pensei em colocar os endereços dos vídeos que fiz sobre comparador por histerese, mas é necessário um mínimo de conhecimento de eletrônica e das leis de Kirchhoff. 

Sem faltar com o respeito ao colega, pelas suas dúvidas, concluí que poderia complicar ainda mais o problema.

Mas de qualquer modo seguem os endereços dos vídeos. Que lhe sejam úteis.

Vídeo 1 de 4

 

Vídeo 2 de 4

 

Vídeo 3 de 4

 

Vídeo 4 de 4

 

Comparador com histerese INVERSOR

 

 

Espero que lhe seja útil.

MOR_AL

[Renato.88]

Eu só não entendi o porquê da histerese num circuito de controle de temperatura. 

Quando eu faço algo do gênero, penso que o elemento de aquecimento deve se aquecer ou não de maneira suave mantendo a temperatura correta de acordo com o gosto do usuário e a temperatura ambiente fornecida pelo sensor. 

O controle deve ser feito via transistor (DC) ou triac se a alimentação for AC, em ambos os casos usando Pwm. 

[Uriel Boscolo]

@Renato.88
Concordo que aquecimento deve ser de maneira suave.
Fazendo com histerese consigo garantir um determinado momento que irá liga e desligar evitando o chaveamento indevido.

O triac é uma boa opção.

Estou com duvida de qual sensor utilizar para monitorar 

Precisa ser algum encapsulado (ficara imerso a um liquido), e baixo custo.

Desculpe minha ignorância 
Com o sensor PT100 sem a ponte de wheatstone, não é possível ver a variação de acordo com sua tabela 
0°   - 100 R; 

10° - 103,90 R;

20° - 107,79 R;

Como faço a ponte de wheatstone com o sensor PT100 ? Quais os valores do resistores.

Alguém tem um circuito de referencia de como utilizar um sensor termopar J ou K amplificando seu final.

[.if]

3 horas atrás, MOR disse:

Sem faltar com o respeito ao colega, pelas suas dúvidas, concluí que poderia complicar ainda mais o problema.

Se me permite, permita-me então concordar com o amigo Moris. Suas dúvidas são simplistas mas pra ir adiante, de fato hás de ter algum conhecimento mínimo na área. Como sugestão, considere comprar um barato controlador de temperatura + sensor.

Sobre o aquecimento suave, quem faz isso é o sistema PID que está ainda mais além do nosso conhecimento. Tem controlador que possui ele nas funções.

 

30 minutos atrás, Uriel Boscolo disse:

Com o sensor PT100 sem a ponte de wheatstone, não é possível ver a variação de acordo com sua tabela 
0°   - 100 R; 

10° - 103,90 R;

20° - 107,79 R;

Como faço a ponte de wheatstone com o sensor PT100 ? Quais os valores do resistores.

A princípio é possível sim. Coloque um resistor chute de 220R em série, ligue em 5V e veja a variação da V utilizando a fórmula simples do divisor de tensão

 

34 minutos atrás, Uriel Boscolo disse:

Alguém tem um circuito de referencia de como utilizar um sensor termopar J ou K amplificando seu final.

Se não se importa, sugiro não cogitar isso de imediato. Como disse é beeemmm + chato que pt100 e lm35: não é linear, tem que compensar a temperatura ambiente, conectores apropriados, afffff..... Penso não ser seu momento

 

Mas no final tudo dá certo. Se não deu certo ainda é porquê não é o final.

[MOR_AL]

4 horas atrás, Renato.88 disse:

Eu só não entendi o porquê da histerese num circuito de controle de temperatura. 

Quando eu faço algo do gênero, penso que o elemento de aquecimento deve se aquecer ou não de maneira suave mantendo a temperatura correta de acordo com o gosto do usuário

Tens razão, ... em parte.

O problema maior é que o ponto de aquecimento situa-se em um local, o sensor em outro e a massa do que se deseja controlar a temperatura em outro. 

Entre eles há um percurso térmico cuja evolução térmica é difícil de se prever.

Então costuma-se aplicar um teste com um degrau térmico e observar o crescimento da temperatura. O degrau provoca um aquecimento maior que o desejado, unicamente para se poder determinar (tabelar) a temperatura em função deste degrau térmico.

De posse dessa resposta há dois processos que me vem à mente.

1 - Usar o procedimento prático do método de Ziegler Nichols. Ele permite chegar-se a um bom ajuste dos parâmetros proporcional (P), integral (I) e derivativo (D).

2 - O segundo método é obter-se um polinômio de segundo grau como resposta aproximada do polinômio real necessário de mais alta ordem. Normalmente o polinômio de segundo grau é suficiente para se obter bons resultados.

 

O problema é que, para evitar-se transições ruidosas durante o ligar ou desligar da carga, costuma-se incluir uma pequena histerese. É como passar de uma regulagem existente em fontes de alimentação linear para uma regulagem em fontes comutadas. A primeira opção é extremamente precisa, analogamente ao ripple da fonte linear. Já a segunda opção é menos precisa, como um ripple da fonte comutada. Mas se este ripple estiver contido dentro de valores aceitáveis, a comutação de ligar e desligar a fonte de calor, vai ocorrer quase sem transições ruidosas.

Se o problema fosse meu, eu usaria o integrado LM35 como sensor de temperatura, uma fonte de calor com potência distribuída tal, que a temperatura na massa a ser controlada, tivesse uma resposta um pouco mais rápida que a constante de tempo do sistema sem realimentação e uma distribuição do calor o mais homogênea possível, dentro da câmara que contém a massa.

MOR_AL

 

[Uriel Boscolo]

@Isadora Ferraz

Monolithic Thermocouple Amplifiers with Cold Junction Compensation - AD594

https://www.sparkfun.com/datasheets/IC/AD595.pdf

[.if]

Como agradecimento, "toma isso"...

https://www.digikey.com/short/prdtzz

Na época quando vi, me assustei e o susto arremessou o max31855

https://www.digikey.com/short/prdtmn

recebi amostras, estudei o d.s. e funcionaram a contento. Me lembro vagamente que Moris me ajudara com relação à teoria da linearização a qual passei pro sw com sucesso.

Mas ainda tinha algo a me incomodar além do preço quando me deparei com mcp9600

https://www.digikey.com/short/prdt5v

não ajudou muito mas conseguimos preço melhor direto da microchip. De novo, amostras e sucesso com sofrimento: tinha erro no d.s.! Avisei a microchip, corrigiram e num ganhei nada!  As vantagens dele: flexível, serve pra vários tipos de termopar, o dado de temperatura sai direto, dispensa a compensação de junta fria, dispensa linearização e o mais legal, dispensa até o Moris kk.

 

Ok... historieta boba mas pode vos ser útil como alerta do "aqui fora o sistema é bruto". A primeiríssima coisa a se avaliar num projeto é seu custo. Daí a o termo custo-benefício. O custo vem antes se não seria... benefício-custo ... também me remete ao termo por mim cunhado: na prática há outra teoria..

abç

 

[MOR_AL]

3 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

dispensa até o Moris kk.

...É, mas onde você obteria respostas em menos de uma hora?

 

Eu não sei qual opção é a melhor, ou menos trabalhosa. Se aprender ou estudar o d.s. com 50 páginas. Hehe. 

 

Dei uma rápida olhada do d.s. do mcp9600, mas não achei como ele faz para descontar o erro de linearidade dos diversos tipos de termopar.

Minha solução, na época, foi intuitiva e que consumia a menor quantidade de bytes de programa. Hoje, caso seja economicamente viável, é claro que vale a pena usar este chip... depois de passar um bom tempo estudando o d.s. até que funcione.

Mas para a faixa de temperatura mencionada pelo autor do tópico, ainda faria com o lm35. 

O custo de um termopar não é baixo como o do LM35.

MOR_AL

[.if]

6 minutos atrás, MOR disse:

como ele faz para descontar o erro de linearidade dos diversos tipos de termopar.

Na 1ª página

"This MCP9600 corrects the thermocouple nonlinear error characteristics of eight thermocouple types and outputs ±0.5°C/±1.5°C"

Pra mim isso basta. . Agora se quiser saber como ele faz isso, realmente é vai ser [bem] menos trabalhoso usar a alternativa linear. Ci curioso, já sai resultado em ºC e etc... mais tarde confiro nos fontes...

Antes daquela época (sem Moris, sem net levei semanas!), cogitei um simples diodo como comp. junta fria e usar o termopar numa faixa estreita de modo a ser quase linear... deu certo. Só não passo o circuito (e sw) por ter sido comercial, ok?

 

Pra tentar somar algo pro garoto : compensação de junta fria e linearização termopar são palavras chave pra pesquisas. (Apesar que penso que ele está 1/2 perdido dando tiro pra todo lado kk)

[aphawk]

Eu trabalhei com termopares em 1984 e tinha de compensar a junta fria, usava amp ops e tinha até de ajustar offset deles ....e criei uma tabela de linearização para vários tipos de termopares, por software do Z80.

Funcionava bem dentro da precisão necessária nos projetos.

Mas hoje sem dúvida usaria um dos diversos CI’s especializados nisso, tá doido de fazer de maneira totalmente analógica usando amp ops ....

Neste projeto aqui deste tópico também faria com LM35.

 

Paulo

[rmlazzari58]

Fiz, na protoboard, com o LM35 e deu direitinho. No meu caso foi fácil porque fixei a temperatura de acionamento do relé em 50 graus. Mas no caso seu caso, @Uriel Boscolo, não é nada difícil.

 

Usando o comparador LM358 bote a saída do pino central do LM35 na entrada inversora do LM358. Na entrada não-inversora vai a saída de um potenciômetro que, girado totalmente para um lado, fique com sei lá... uns 200 mV (se a temperatura mínima for 20 graus) e do outro, 1,5v. Esses 1,5v é porque o sensor LM35 aguenta no máximo 150 graus. Mas se você quiser que a temperatura máxima fique nos 100 graus, é só ajustar a rede resistiva da qual o potenciômetro faz parte. Um pequeno voltímetro chinês pode ser o monitor de quantos volts você quer na entrada não-inversora do LM358... Com o LM35, cada grau corresponde a 10mV. Se a temperatura estiver em 10 graus, o LM35 terá 100mV no pino 2 e assim por diante. Ou pode até usar o multímetro para fazer umas marcações no painel, uns traços em volta do knob do potenciômetro, e depois tirar o multímetro.

 

O esquema que fiz foi (quase) esse aqui, que o mestre @Renato.88 desenhou, só que usei o comparador LM358:

 

Na verdade montei sem R1 nem Q1 nem D2, queria só ver quando é que teria saída no pino 1 do LM358, que é o correspondente ao pino 6 desse 741 aí em cima. Mas ajustei o potenciômetro R5 para que, girado até mais ou menos no meio desse 50 graus, o que significava 0,5v fixos ali, no pino 2. Não me lembro exatamente da histerese mas acho que era por volta de uns... 12 graus? O LM358 tinha saída positiva quando a temperatura chegava em 50 graus e só parava de ter saída positiva quando a temperatura abaixasse além dos 38 graus.

 

Mudando um pouco a o divisor resistivo (R4, R5 e D1) para as faixas de temperatura que você quer, com certeza funcionará. Bem, rs... "com certeza", vindo de um novato como eu, não é tão certeza assim. Mas os mestre podem te ajudar. Talvez dê para mudar Q1 para um BC548, também, se ali entre + e o - do D2 for um relézinho, desses de 12v para ligar e desligar a resistência que aquece. Disso tudo o mais caro foi o LM35, acho que uns R$ 8,00. O relé também custa, acho que R$ 5,00, mais ou menos. O resto é... bem, acho que com uns R$ 30,00 dá e sobra.

adicionado 4 minutos depois

Olha a mordomia, rs...

 

 

Em 20/06/2019 às 14:10, rmlazzari58 disse:

Olha a mordomia...

Para calcular histerese e divisor resistivo

 

Histerese

 

Divisor de tensão (tendo a tensão de entrada e a de saída)

 

Divisor de tensão (tendo os resistores)

 

(Testei a calculadora de histerese com os dados do vídeo ali em cima e bateu.)

adicionado 15 minutos depois

E lembrando sempre de esses relés tem duas saída: normalmente aberta e normalmente fechada.

No meu caso eu queria que LIGASSE caso a temperatura subindo chegasse a 50 graus, por isso usei a saída NA (normalmente aberta). Mas se eu quisesse que DESLIGASSE, eu usaria a NF.

[.if]

Este circuito funciona bem na teoria. Na prática ele quebra o maior galho mas eu trocaria o diodo por um lm431 - a grosso modo ele é um zener ajustável, muito preciso e estável. O diodo é o inverso disso: zero precisão e instável com variação de temperatura. De fato ele é quase preciso na variação de -2mv/ºC e foi até usado no passado como um sensor de temperatura, como já dissemos.

abç

[Renato.88]

3 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

Este circuito funciona bem na teoria. Na prática ele quebra o maior galho mas eu trocaria o diodo por um lm431 - a grosso modo ele é um zener ajustável, muito preciso e estável. O diodo é o inverso disso: zero precisão e instável com variação de temperatura. De fato ele é quase preciso na variação de -2mv/ºC e foi até usado no passado como um sensor de temperatura, como já dissemos.

abç

O problema do TL431 é que a tensão menor dele é de 2,4V.

Ficaria muito ruim o ajuste, já que o LM35 funciona com tensões abaixo de 200mV. 

O circuito realmente é um quebra galho. 

[.if]

41 minutos atrás, Renato.88 disse:

problema do TL431 é que a tensão menor dele é de 2,4V.

Nada que um divisor de tensão não resolva. O pot de ajuste entra na fórmula nos cálculos de 0 a 1,50V.

Algo como...

Ventrada=2,4V, considere R2=0, P1=4k7, considere Vp1=1,5V, calcule R1, Vsaida=ajuste de temperatura

41 minutos atrás, Renato.88 disse:

Ficaria muito ruim o ajuste, já que o LM35 funciona com tensões abaixo de 200mV. 

De fato, pro autor do tópico talvez tende a sê-lo. Pra alguém com conhecimentos técnicos medianos, nem tanto

[aphawk]

2 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

Pra alguém com conhecimentos técnicos medianos, nem tanto

 

É exatamente nessas horas que os quilômetros rodados fazem toda a diferença ....

Não quis afirmar que a @Isadora Ferraz seja uma idosa muito rodada, disse que é experiente !

 

Paulo