Компаратор lm358: Описание и применение операционного усилителя LM358. Схемы включения, аналог, datasheet

Содержание

Описание и применение операционного усилителя LM358. Схемы включения, аналог, datasheet

Микросхема LM358 в одном корпусе содержит два независимых маломощных операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией. Отличается низким потреблением тока. Особенность данного усилителя – возможность работать в схемах с однополярным питанием от 3 до 32 вольт. Выход имеет защиту от короткого замыкания.

Описание  операционного усилителя LM358

Область применения — в качестве усилительного преобразователя, в схемах преобразования постоянного напряжения, и во всех стандартных схемах, где используются операционные усилители, как с однополярным питающим напряжением, так и двухполярным.

Технические характеристики LM358

  • Однополярное питание: от 3 В до 32 В.
  • Двухполярное питание: ± 1,5 до ± 16 В.
  • Ток потребления: 0,7 мА.
  • Входное напряжение смещения: 3 мВ.
  • Дифференциальное входное напряжение: 32 В.
  • Синфазный входной ток: 20 нА.
  • Дифференциальный входной ток: 2 нА.
  • Дифференциальный коэффициент усиления по напряжению: 100 дБ.
  • Размах выходного напряжения: от 0 В до VCC — 1,5 В.
  • Коэффициент гармонических искажений: 0,02%.
  • Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс.
  • Частота единичного усиления (с температурной компенсацией): 1,0 МГц.
  • Максимальная рассеиваемая мощность: 830 мВт.
  • Диапазон рабочих температур: 0…70 гр.С.

Габаритные размеры и назначения выводов LM358 (LM358N)

Аналоги LM358

Ниже приведен список зарубежных и отечественных аналогов операционного усилителя LM358:

  • GL358
  • NE532
  • OP221
  • OP290
  • OP295
  • TA75358P
  • UPC358C
  • AN6561
  • CA358E
  • HA17904
  • КР1040УД1 (отечественный аналог)
  • КР1053УД2 (отечественный аналог)
  • КР1401УД5 (отечественный аналог)

Примеры применения (схемы включения) усилителя LM358

Простой неинвертирующий усилитель

 Компаратор с гистерезисом

Допустим, что потенциал, поступающий на инвертирующий вход, плавно возрастает. При достижении его уровня чуть выше опорного (Vh -Vref), на выходе компаратора возникнет высокий логический уровень. Если после этого входной потенциал начнет медленно снижаться, то выход компаратора переключится на низкий логический  уровень при значении немного ниже опорного (Vref – Vl). В данном примере разница между (Vh -Vref) и (Vref – Vl)  будет значение гистерезиса.

Генератор синусоидального сигнала с мостом Вина

Мостовой генератор Вина (Wien bridge oscillator) — является одним из видов электронного генератора, который генерирует волны синусоидальной формы. Он может генерировать широкий спектр частот. Генератор основан на мостовой схеме, изначально разработанной Максом Вином в 1891 году. Класический генератор Вина состоит из четырех резисторов и двух конденсаторов. Генератор можно также рассматривать в качестве прямого усилителя в сочетании с полосовым фильтром, который обеспечивает положительную обратную связь.

 Дифференциальный усилитель на LM358

Назначение данной схемы — усиление разности двух входящих сигналов, при этом каждый из них умножается на определенную постоянную величину.

Дифференциальный усилитель — это хорошо известная электрическая схема, применяемая для усиления разности напряжений 2-х сигналов, поступающих на его входы. В теоретической модели дифференциального усилителя величина выходного сигнала не зависит от величины каждого отдельного входного сигнала, а зависит строго от их разности. 

Функциональный генератор

Данный функциональный генератор вырабатывает сигналы треугольной и прямоугольной формы.

Генератор прямоугольных импульсов на LM358

В качестве примера использования  приведем схему микрофонного усилителя на LM358:

Скачать datasheet LM358 (808,0 KiB, скачано: 15 353)

Компаратор с гистерезисом на LM358 в автомобиль.

Компаратор с гистерезисом на LM358 в автомобиль.

Схема и печатаная плата компаратора с гистерезисом на ОУ LM358 для авто с регурировкой в DipTrace.

Знакомый попросил сделать автоматическое отключение видео-регистратора или радар-детектора в автомобиле. Основная проблема в том, что он не хотел тянуть провод для определения включения зажигания. В лампе подсветки над лобовым стеклом присутствует питание постоянно. Он сам нашел даже схему на attiny, а я решил что хоть на мк это и просто, но не интересно 🙂

Выбор пал на ОУ LM358, так как валялись без дела и достаточно распространенный ОУ.

Схема включения самая обычная, но я в нее добавил, для более точной настройки пару потенциометров.

C1, C2 я установил для сглаживания питания.

Стабилитрон D3 на 6.8В (какой был, можно меньше). Чем больше R3 тем меньше будет потребление платки, но стабилитрон может перестать работать, нужно смотреть характеристики стабилитрона.

Так как включать устройство мне нужно примерно около 13В, то цепочка R7, R6, R9 должна обеспечивать возможность регулировки срабатывания компаратора. 6.8В это примерно половина от 13В.

Формула делителя напряжения U(вых) = U(вх) * R2 / (R1 + R2) = 13В * 11000 / 21000 = около 6. 8В.

С3, С4 должны помочь сгладить скачки и не дать переключится компаратору от кратковременных скачков напряжения.

R4, R8, R5 обратная связь, обеспечивающая гистерезис. Формулу расчета с картинками легко найти в интернете. Я подобрал опытным путем номиналы R4 = 10k, R5 = 220k, и для регулировки гистерезиса установил R8 на 100k.

Так как в авто все вокруг это масса, то решение было принято рвать + цепь с помощью P-канального полевого транзистора. Я установил IRF9540N. На плате есть два вывода питания, на всякий случай. К одному из них я припаял понижающий преобразователь на 5В для питания видео-регистратора.

На коленке все работает, в авто пока не проверял.

https://www.instagram.com/p/CKn_b_SlJNC

При копировании материалов ссылка на https://terraideas. ru/ обязательна

LM358 схема включения | Практическая электроника

Говоря операционный усилитель, я зачастую подразумеваю LM358. Так как если нету каких-то особых требований к быстродействию, очень широкому диапазону напряжений или большой рассеиваемой мощности, то LM358 хороший выбор.

Какие же характеристики LM358 принесли ему такую популярность:

  • низкая стоимость;
  • никаких дополнительных цепей компенсации;
  • одно или двуполярное питание;
  • широкий диапазон напряжений питания от 3 до 32 В;
  • Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс;
  • Ток потребления: 0,7 мА;
  • Низкое входное напряжение смещения: 0,2 мВ.

LM358 цоколевка

Так как LM358 имеет в своем составе два операционных усилителя, у каждого по два входа и один выход (6 — выводов) и два контакта нужны для питания, то всего получается 8 контактов.

LM358 корпусируются как в корпуса для объемного монтажа (LM358N — DIP8), так и в корпуса для поверхностного монтажа (LM358D — SO8). Есть и металлокерамическое исполнение для особо тяжелых условий работы.
Я применял LM358 только для поверхностного монтажа – просто и удобно паять.

Аналоги LM358

Полные аналоги LM358 от разных производителей NE532, OP04, OP221, OP290, OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C.
Для LM358D — KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G.

Вместе с LM358 выпускается большое количество похожих операционных усилителей. Например LM158, LM258, LM2409 имеют аналогичные характеристики, но разный температурный диапазон работы.

Тип Минимальная температура, °C Максимальная температура, °C Диапазон питающих напряжений, В
LM158 -55 125 от 3(±1,5) до 32(±16)
LM258 -25 85 от 3(±1,5) до 32(±16)
LM358 0 70 от 3(±1,5) до 32(±16)
LM358 -40 85 от 3(±1,5) до 26(±13)

Если диапазона 0. .70 градусов не хватает, то стоит применить LM2409, однако следует учитывать что у неё диапазон питания уже:

Кстати если нужен только один операционный усилитель в компактном 5 выводном корпусе SOT23-5 то вполне можно применить LM321, LMV321 (аналоги AD8541, OP191, OPA337).
Наоборот, если нужно большое количество рядом расположенных операционных усилителей, то можно применить счетверенные LM324 в 14 выводном корпусе. Можно вполне сэкономить пространство и конденсаторы по цепям питания.

LM358 схема включения: неинвертирующий усилитель

Коэффициент усиления этой схемы равен (1+R2/R1).
Зная сопротивления резисторов и входное напряжение можно посчитать выходное:
Uвых=Uвх*(1+R2/R1).
При следующих значениях резисторов коэффициент усиления будет равен 101.

  • DA1 – LM358;
  • R1 – 10 кОм;
  • R2 – 1 MОм.

LM358 схема включения: мощный неинвертирующий усилитель

  • DA1 – LM358;
  • R1 – 910 кОм;
  • R2 – 100 кОм;
  • R3 – 91 кОм.

Для этой схемы коэффициент усиления по напряжению равен 10, в общем случае коэффициент усиления этой схемы равен (1+R1/R2).
Коэффициент усиления по току определяется соответствующим коэффициентом транзистора VT1.

LM358 схема включения: преобразователь напряжение — ток


Выходной ток этой схемы будет прямо пропорционален входному напряжению и обратно пропорционален значению сопротивления R1.
I=Uвх/R, [А]=[В]/[Ом].
Для сопротивления резистора R1 равного 1 Ом, каждый Вольт входного напряжения будет давать, один Ампер выходного напряжения.

LM358 схема включения: преобразователь ток — напряжение


А эта схема нужна для преобразования малых токов в напряжение.
Uвых = I * R1, [В]= [А]*[Ом].
Например при R1 = 1 МОм, ток через 1 мкА, превратиться в напряжение 1В на выходе DA1.

LM358 схема включения: дифференциальный усилитель

Эта схема дифференциального усилителя с высоким входным сопротивление, может применятся для измерения напряжении источников с высоким внутренним сопротивлением.
При условии, что R1/R2=R4/R3, выходное напряжение можно рассчитать как:
Uвых = (1+R4/R3)(Uвх1 – Uвх2).
Коэффициент усиления соответственно будет равен: (1+R4/R3).
Для R1 = R2 = R3 = R4 = 100 кОм, коэффициент усиления будет равен 2.

LM358 схема включения: дифференциальный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления

Стоит отметить, что предыдущая схема не позволяет подстраивать коэффициент усиления, так как требует одновременного изменения двух резисторов. Если необходимо иметь возможность регулировки коэффициента усиления в дифференциальном усилителе, то можно воспользоваться схемой на трех операционных усилителях.
В данной схеме подстройка коэффициента усиления осуществляется за счет регулировки резистора R2.
Для этой схемы нужно соблюсти условия равенства значений сопротивлений резисторов: R1 = R3 и R4 = R5 = R6 = R7.
Тогда коэффициент усиления будет равен: (1+2*R1/R2).
Uвых = (1+2*R1/R2)(Uвх1 – Uвх2).

LM358 схема включения: монитор тока

Еще одна интересная схема позволяющая измерять ток в питающем проводе и состоящая из шунта R1, операционного усилителя npn – транзистора и двух резисторов.

  • DA1 – LM358;
  • R1 – 0,1 Ом;
  • R2 – 100 Ом;
  • R3 – 1 кОм.

Напряжение питания операционного усилителя должно быть минимум на 2 В, выше напряжения нагрузки.

LM358 схема включения: преобразователь напряжение – частота

И напоследок схема которую можно использовать в качестве аналого-цифрового преобразователя. Нужно только подсчитать период или частоту выходных сигналов.

  • C1 – 0,047 мкФ;
  • DA1 – LM358;
  • R1 – 100 кОм;
  • R2 – 50 кОм;
  • R3,R4,R5 – 51 кОм;
  • R6 — 100 кОм;
  • R7 — 10 кОм.

LM358 и LM358N datasheet, описание, схема включения

Самый популярный двухканальный операционный усилитель LM358, LM358N. Операционник относится к серии LM158, LM158A, LM258, LM258A, LM2904, LM2904V. Имеет множество схем включения, аналогов и datasheet.

Микросхемы LM358 и LM358N идентичны по параметрам и отличаются только корпусом.

Вам будут интересны даташиты и характеристики других ИМС LM317T, TL431, LM494. Они применяются совместно с импульсными стабилизаторами и блоках питания.

Содержание

  • 1. Характеристики, описание
  • 2. Таблица характеристик.
  • 3. Цоколёвка, распиновка
  • 4. Аналог
  • 5. Типовые схемы включения
  • 6. Datasheet, даташит LM358 LM358N

Характеристики, описание

Питание ИМС может быть однополярным от 3 до 32В. Операционный усилитель стабильно работает на стандартных 3,3В. Двухполярное  питание от 1,5 до 16 Вольт.  При указанной температуре  0° до 70° характеристики остаются в пределах нормы. Если количество градусов выйдет за эти пределы, то появится отклонение параметров.

Многих интересует описание на русском LM328N, но даташит большой, основная часть понятна и без перевода. Чтобы вы не искали LM358 datasheet на русском, составил таблицу основных параметров.

Несколько популярных datasheet для скачивания:

Таблица характеристик.

Параметр LM358, LM358N
Питание, вольт 3-32В
Биполярное питание ±1,5В до ±16В
Потребляемый ток 0,7мА
Напряжение смещения по входу 3мВ
Ток смещения  компенсации по входу 2нА
Входной ток смещение 20нА
Скорость нарастания на выходе 0,3 В/мсек
Ток на выходе 30 — 40мА
Максимальная частота 0,7 до 1,1 МГц
Коэффициент дифференциального усиления 100дБ
Рабочая температура 0° до 70°

Микросхемы различных производителей могут иметь разные параметры, но всё в пределах нормы. Единственное может сильно отличаться максимальная частота у одних она  0,7МГц, у других до 1,1МГц. Вариантов использования ИМС накопилось очень много, только в документации их около 20 штук. Радиолюбители расширили это количество более 70 схем.

Типовой функционал из datasheet на русском:

  1. компараторы;
  2. активные RC фильтры;
  3. светодиодный драйвер;
  4. суммирующий усилитель постоянного тока;
  5. генератор импульсов и пульсаций;
  6. низковольтный детектор пикового напряжения;
  7. полосовой активный фильтр;
  8. для усиливания с фотодиода ;
  9. инвертирующий и не инвертирующий усилитель;
  10. симметричный усилитель;
  11. стабилизатор тока;
  12. инвертирующий усилитель переменного тока;
  13. дифференциальный усилитель постоянного тока;
  14. мостовой усилитель тока.

Цоколёвка, распиновка

Аналог

..

Большая популярность определяет и большое количество аналогов LM358 LM358N. В зависимости от производителя характеристики могут немного меняться, но всё в пределах допуска.  Перед заменой проверьте электрические характеристики у изготовителя, вдруг вам не подойдёт. Схемы включения аналогичны. Аналогов  более 30 штук, покажу первую дюжину полностью схожих:по параметрам:

  1. КР1040УД1
  2. КР1053УД2
  3. КР1401УД5
  4. GL358
  5. NE532
  6. OP295
  7. OP290
  8. OP221
  9. OPA2237
  10. TA75358P
  11. UPC1251C
  12. UPC358C

Типовые схемы включения

Пришлось просмотреть несколько спецификаций от разных фабрик, чтобы найти самый полноценный. Большинство короткие и малоинформативные.  Чтобы было максимально понятно, как работают схемы включения LM358 и LM358N, ознакомитесь с типовым включением.

Светодиодный драйвер для светодиода

Datasheet, даташит LM358 LM358N

Сфера применения, указанная производителями:

  1. блюрэй плееры и домашние кинотеатры;
  2. химические и газовые сенсоры;
  3. ДВД рекордеры и плееры;
  4. цифровые мультиметры;
  5. сенсор температуры;
  6. системы управления двигателями;
  7. осциллографы;
  8. генераторы;
  9. системы определения массы.

Описание характеристик LM358N

Автоматический ночник с использованием LM358. Схема

Этот проект может найти широкое применение на улице, в садах и общественных местах, где трудно назначить человека для управления освещением.

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
  • Реле на 12 В

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.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

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:

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

Схема для светодиода на LM358 — танцы с бубном

Везде в интернете ходит схема для запитки мощного светодиода с применением регулятора тока на микросхеме LM358. Идея хорошая — позволяет на дешевой рассыпухе собрать замену дорогому драйверу, но схемотехника — шлак полный. Прокарячившись некоторое время, пришлось всё таки подключать осциллограф, заодно начал и экспериментировать. Сразу несколько выводов — LM358 не применять, применяем LM393. Транзистор мосфет явно гораздо лучше чем любой биполярный.

Схема собрана и отлажена. В скобках указаны установленные номиналы. Транзистор лучше брать мощный мосфет, с как можно меньшим сопротивлением канала, в корпусе SOT23. На али очень дёшевы транзисторы AO3400 , AO3404 и так далее. У указанных транзисторов напряжение открытия около 1 вольта – это важно! При применении биполярного транзистора – выбираем его, по как можно меньшему напряжению насыщения коллектор-эмиттер – например 2N5551 – напряжение насыщения у него 0.3 вольт. Применяем именно компаратор LM393 – по причине меньшего напряжения на выходе у LM358 – это будет влиять при применении биполярного транзистора. На диоде 1N4148 падение напряжения при токе чуть больше 1 мА равно 0.600 вольта . Исходя из этого образцового напряжения, проводим расчет напряжения делителя для отключения схемы при разряде АКБ до выбранного вами вольтажа – у меня выбрано 3. 3 вольт. Напряжение на центральном контакте подстроечного резистора должно быть равно падению напряжения на резисторе от истока мосфета на корпус при выбранном вами токе через светодиод.

Требуется ток 300 мА через светодиод. Имеем резистор номиналом 0.5 ома.

0.5 ома x 0.3 ампера = 0.15 вольт падение напряжения на резисторе в истоке мосфета.

Следовательно на центральном контакте подстроечного резистора должно быть так же 0.15 вольт. Этот пример — для расчета делителя из резисторов при установке в случае отсутствия подстроечного резистора или если вы хотите уменьшения габаритов платы.

Расчет делителя для выключения схемы при разряде АКБ до выбранного напряжения

Выбираем напряжение отключения схемы = 3.4 вольта . Общее сопротивление делителя возьмём около 100 ком – для уменьшения энергопотребления схемы .
3.4 вольта / 100 ком = 0.034 вольта на 1 ком делителя При напряжении АКБ = 3.4 вольта напряжение на выходе делителя должно быть равно напряжению падения на диоде 1N4148 для срабатывания компаратора = 0. 600 вольт.

Выберем нижний резистор делителя = 20 ком. 0.034 вольт на 1 ком х 20 ком = 0.68 вольт — слишком много, выберем номинал вместо 20 ком например – 18 ком. Проверка – 18 ком х 0.034 вольт на 1 ком = 0. 612 вольт Почти попали в стандартный ряд резисторов – так и оставим, тогда верхний резистор делителя будет равен 100 ком – 18 ком = 82 ком. При установке первых попавшихся этих резисторов получаем напряжение отключения с небольшим разбросом от выбранного нами напряжения отключения схемы при разряде АКБ .

LM2904N — ОУ и Компараторы — МИКРОСХЕМЫ — Электронные компоненты (каталог)

Корпус: DIP-8

 

LM2904N — двухканальный операционный усилитель широкого применения для работы в расширенном диапазоне температур (-40..+125°С).

Микросхема ОУ LM358 по функциональному назначению и расположению выводов аналогична таким микросхемам как LM158, LM258, LM358, но отличается от них температурным диапазоном работы и незначительно другими параметрами.

Аналоги: КР1040УД1 / КФ1040УД1.
 

Расположение выводов LM2904N:

Назначение выводов LM2904N:

Назначение
1 Выход 1
2

Инвертирующий

вход 1

3

Неинвертирующий

вход 1

4

— Питания (общий)

5

Неинвертирующий

вход 2

6

Инвертирующий

вход 2

7

Выход 2

8 + Питания

Предельные режимы LM2904N:

Напряжение питания

+32V

или

±16V

Входное напряжение

-0,3. .+32V

Дифференциальное

входное напряжение

32V

Выходной ток 40mA *

Диапазон температур

-40..+125°С


* Выходной ток короткого замыкания ограничен внутренне.

Основные характеристики LM2904N:

Параметр

Мин.

Тип.

Макс.

Напряжение смещения

 

±2mV

±7mV

Синфазный входной ток   20nA 150nA

Дифференциальный входной ток

 

±2nA

±30nA

Выходной ток

20mA

40mA

60mA

Коэффициент ослабления синфазных помех

70dB

85dB

 

Коэффициент усиления по напряжению   50V/mV 100V/mV

Коэффициент гармонических искажений

 

0,02%

 

Ток потребления

 

0,7mA

2,0mA

Скорость нарастания

 

0,3V/µS

Граничная частота   0,7MHz 1,1MHz

 

Эквивалентная схема одного канала LM2904N:

 

Более подробные характеристики микросхемы LM2904 с графиками работы и примерами схем включения Вы можете получить, скачав файл документации ниже (на английском языке).

LM358 Компаратор: схема ИК-датчика [FAQ]

I Введение

Схемы инфракрасных датчиков широко используются в современной жизни. Как так? Благодаря своим характеристикам низкого энергопотребления, высокой надежности и малых взаимных помех. Например, банк открывается и закрывается автоматически. Когда человек заходит в банк, дверь автоматически открывается, а после ухода дверь закрывается. Или кран в таких ресторанах, как KFC. Когда наши руки помещаются под кран, вода автоматически вытекает.А когда наши руки отрываются от крана, вода автоматически перекрывается. Во всех вышеперечисленных сценариях применяется технология инфракрасных датчиков.

Этот блог поможет вам понять схемы инфракрасных датчиков LM358 , которые приносят удобство в нашу жизнь.

Каталог

II Структура цепи и принцип работы

Цепь инфракрасного датчика состоит из следующих цепей:

  • Цепь инфракрасного датчика. Схема инфракрасного датчика с инфракрасной передающей трубкой D1 и инфракрасной приемной трубкой D2 в качестве сердцевины;
  • Цепь компаратора отбора проб .Схема стробоскопического компаратора с регулируемым сопротивлением R3 и операционным усилителем общего назначения LM358 в качестве ядра;
  • Цепь звукового выхода и дисплея . Схема звукового выхода и дисплея с транзистором 9012, V1, V2, зуммером Y1 и светоизлучающим диодом D3 в качестве основных компонентов.

Схема инфракрасного датчика также может реализовать описанную ниже ситуацию. Когда рука находится близко к инфракрасной передающей трубке и инфракрасной приемной трубке: прозвучит звуковой сигнал и загорится светодиод.Когда рука убирается, звук прекращается, а светодиод гаснет. Отсюда мы можем обнаружить, что чувствительность этой схемы очень высока. Схема инфракрасного датчика применяется во многих жизненных сценариях. И это схема, которую должны освоить схемотехники.

III Схемотехника

При подаче питания 5 В на схему включается инфракрасная излучающая трубка D1. При отсутствии препятствия приемная трубка D2 инфракрасного излучения не принимает инфракрасный свет. И инфракрасная приемная трубка D2 все еще находится в состоянии обратной блокировки.Напряжение отрицательного полюса приемной инфракрасной трубки D2 все еще высокое. И отправил на 3 контакта LM358. При приближении руки к передающей инфракрасной трубке D1 инфракрасный свет блокируется. И он отражался в приемную инфракрасную трубку D2. После того как инфракрасная приемная трубка D2 получает инфракрасный свет, она немедленно включается. Таким образом, напряжение отрицательного электрода приемной инфракрасной трубки D2 резко падает. И это напряжение подается на 3 контакта LM358.

3.1 Схема инфракрасного датчика

Когда мы включаем источник питания 5 В на схему, включается инфракрасная излучающая трубка D1. При отсутствии препятствия приемная трубка D2 инфракрасного излучения не принимает инфракрасный свет. И инфракрасная приемная трубка D2 все еще находится в состоянии обратной блокировки. Напряжение отрицательного полюса приемной инфракрасной трубки D2 все еще высокое. И отправил на 3 контакта LM358. При приближении руки к передающей инфракрасной трубке D1 инфракрасный свет блокируется.И он отражался в приемную инфракрасную трубку D2. После того как инфракрасная приемная трубка D2 получает инфракрасный свет, она немедленно включается. Таким образом, напряжение отрицательного электрода приемной инфракрасной трубки D2 резко падает. И это напряжение подается на 3 контакта LM358.

3.2 Схема компаратора дискретизации

Напряжение на выводе 2 LM358 зависит от регулируемого резистора R3. Мы можем настроить регулируемый резистор R3 на подходящее значение (напряжение около 2.5В. Таким образом, можно гарантировать, что напряжение на контакте 3 LM358 больше, чем на контакте 2 LM358. Когда V+>V-, контакт 1 LM358 будет выдавать высокий уровень. И это будет отправлено на базы PNP-транзисторов V1 и V2 через токоограничивающий резистор R4, вызывая отключение транзисторов V1 и V2. Зуммер Y1 не звучит, а светодиод D3 гаснет.

Если напряжение на контакте 3 LM358 упадет до напряжения ниже, чем на контакте 2, будет другая ситуация. Когда V+ 

3.3 Результат теста

С вышеприведенной схемой и анализом схема готова к восприятию эффекта. Когда рука перемещается к верхней части инфракрасного излучателя D1 и инфракрасного приемника D2, раздается звуковой сигнал и загорается светодиод. Когда рука покидает верхнюю часть D1 и D2, зуммер перестает звучать и светодиод гаснет. До сих пор эта схема инфракрасного датчика достигла желаемого эффекта!

IV Способы отладки цепи инфракрасного датчика

4.1 Наблюдение

Проверьте правильность установки каждого компонента. Здесь следует обратить особое внимание на следующие пункты:

  1. Положительный и отрицательный полюсы инфракрасного излучающего диода;
  2. Положительный и отрицательный полюсы приемного инфракрасного диода;
  3. Последовательность выводов LM358;
  4. Последовательность выводов транзистора 9012.

4.2 Сопротивление

Проверьте правильность подключения линии согласно принципиальной схеме.Здесь можно использовать мультиметр, чтобы определить, включена ли каждая цепь. В основном мы проверяем следующие два места:

  1. Проверьте, подключено ли каждое заземление к отрицательной клемме источника питания;
  2. Проверьте, подключен ли каждый VCC к разъему питания.

4.3 Базовый анализ цепи

4.3.1 Обслуживание цепи инфракрасной передачи

Инфракрасный свет, излучаемый схемой инфракрасного излучения, невидим для человеческого глаза.Как мы можем видеть инфракрасный свет? Вы можете использовать функцию камеры вашего мобильного телефона. В процессе обслуживания вы можете использовать мобильный телефон, чтобы проверить, нормально ли работает схема инфракрасного излучения. Здесь мы в основном проверяем следующие два места:

  1. Сопротивление токоограничивающего резистора;
  2. Правильно ли установлена ​​положительная и отрицательная полярность инфракрасного светодиода.

4.3.2 Техническое обслуживание приемной инфракрасной цепи

С помощью мультиметра измерьте катод приемного инфракрасного диода.Здесь нам нужно соблюдать два значения напряжения:

  1. Следите за значением напряжения (независимо от того, является ли оно низким), когда инфракрасная излучающая трубка помещается вручную;
  2. Значение напряжения при удалении трубки инфракрасного приемника вручную (независимо от того, является ли оно высоким уровнем).

4.3.3 Техническое обслуживание цепи измерения напряжения

Проверьте, составляет ли значение напряжения третьей ножки регулируемого резистора R3 около 2,5 В. Кроме того, при вращении регулируемого резистора изменяется ли значение напряжения?

4.3.4 Техническое обслуживание цепи компаратора напряжения

В основном используйте мультиметр для измерения напряжения на контакте 1 LM358. Здесь нам нужно соблюдать два значения напряжения:

  1. Следите за значением напряжения на контакте 1 LM358 (независимо от того, является ли оно низким), когда трубка инфракрасного передатчика помещается вручную;
  2. Наблюдайте за значением напряжения на контакте 1 LM358 (независимо от того, является ли оно высоким уровнем), когда рука убрана из приемной трубки инфракрасного излучения.

Рис. 1.Схема компаратора LM358

4.3.5 Техническое обслуживание цепи сигнализации и цепи светодиодного дисплея

Вы можете напрямую добавить заземление питания к базе V1 и V2, чтобы увидеть, горит ли аварийный сигнал и светодиод. Поврежденными компонентами могут быть 9012 и светодиоды.

V Заключение

Этот блог разработал простую и удобную схему инфракрасного датчика. Его конструкция основана не только на микросхемах и технологиях LM358, но и на знаниях цифровых и аналоговых схем.Он также может увеличить расстояние излучения, отрегулировав сопротивление потенциометра, чтобы цепь можно было использовать в качестве аварийного сигнала.

Конечно, в этой схеме еще есть дефекты. Считается, что эта схема инфракрасного датчика LM358 используется в относительно хороших внешних условиях. Это означает, что не так много исследований безопасности и стабильности схемы, а некоторые защитные компоненты опущены. Однако из процесса проектирования и метода отладки всей схемы видно, что схема очень проста и легко понять, является ли это основным принципом, сложностью используемой микросхемы, количеством различных компонентов и конечным результатом. схема проводки.Кроме того, устройства очень распространены, дешевы и достойны рекламы.


Технический паспорт компонента

LM358 Технический паспорт


Часто задаваемые вопросы

LM358 представляет собой ИС с двумя операционными усилителями, интегрированными с двумя операционными усилителями, питаемыми от общего источника питания. Его можно рассматривать как половину операционного усилителя LM324 Quad, который содержит четыре операционных усилителя с общим источником питания. Диапазон дифференциального входного напряжения может быть равен диапазону напряжения источника питания.

LM358 может использоваться в качестве усилителя преобразователя, блока усиления по постоянному току и т. д. Он имеет большой коэффициент усиления по постоянному напряжению 100 дБ. Эта ИС может работать в широком диапазоне источников питания от 3 В до 32 В для одиночного источника питания или от ± 1,5 В до ± 16 В для двойного источника питания, а также поддерживает большие колебания выходного напряжения.

  • Почему lm358 используется в ИК-датчике?

IC Lm358 используется в качестве компаратора, когда ИК-приемник воспринимает ИК-излучение.Когда выход lm358 становится высоким, светодиод, подключенный к выходу, включается. Выходной контакт микросхемы LM358 используется для взаимодействия с микроконтроллером PIC.

IC LM358– LM358 состоит из двух независимых операционных усилителей с высоким коэффициентом усиления в одном корпусе. Важной особенностью этой ИС является то, что нам не требуется независимое питание для работы каждого компаратора при широком диапазоне питания. LM358 можно использовать в качестве усилителя преобразователя, блока усиления постоянного тока и т. д.

  • В чем разница между lm358n и lm358p?

Суффикс обозначает код упаковки производителя. Буква «N» используется большинством производителей для пластикового 8-контактного корпуса. Буква «P» используется некоторыми производителями для пластикового 8-контактного корпуса. Рэйвен Луни прав, между этими двумя устройствами нет никакой разницы, только производитель.

  • Как узнать, не сломался ли мой операционный усилитель lm358?

Измерьте напряжение постоянного тока на +входе.затем измерьте постоянное напряжение на выходе. если результаты существенно отличаются, скорее всего, операционный усилитель расстрелян. если они одинаковые, скорее всего, операционный усилитель в порядке, а проблема в чем-то другом.

  • В чем разница между lm386 и lm358?

LM386 — полноценный аудиоусилитель мощности, LM358 — двойной операционный усилитель. При использовании LM358, например. в качестве предварительного усилителя придется поставить отдельный усилитель мощности.

В операционном усилителе с двойным питанием клемма V+ операционного усилителя получает положительное напряжение, а клемма V- подключается к отрицательному напряжению. Следовательно, любой входной сигнал, подаваемый на операционный усилитель, может колебаться от источника положительного напряжения к источнику отрицательного напряжения.

Ниже приведен список интегральных схем серии LM. … Серия LM возникла на основе интегральных схем производства National Semiconductor.Префикс LM означает линейный монолитный, относящийся к аналоговым компонентам, интегрированным в один кусок кремния.

  • Как импортировать lm358 в LTspice?

1. Загрузите файл модели и распакуйте его.
2. Поместите файл .cir в ту же папку, что и схема.
3. Поместите символ «opamp2» на схему.
4. Измените значение «opamp2» на LMX58_LM2904.
5. Разместите директиву на схеме «.lib LMx58_LM2904.ЦИР» без кавычек.

Проведение экспериментов с LM358

 

В этом проекте сделана схема, которая может включать устройство, когда на него падает свет . Для этого я буду использовать микросхему LM358, которая является операционным усилителем. Я сделал схему с LDR и еще несколькими компонентами. Но когда я заменяю LDR фотодиодом, фототранзистором и транзистором (L14F1), моя схема работает хорошо без замены каких-либо других компонентов.Прежде чем понять схему, которую я разработал, давайте сначала посмотрим на компоненты, используемые в схеме.

 

]]> ]]>

1. IC LM358 – LM358 состоит из двух независимых операционных усилителей с высоким коэффициентом усиления в одном корпусе. Важной особенностью этой ИС является то, что нам не требуется независимое питание для работы каждого компаратора при широком диапазоне питания. LM358 может использоваться в качестве усилителя преобразователя, блока усиления по постоянному току и т. д. Он имеет большой коэффициент усиления по постоянному напряжению 100 дБ.Эта ИС может работать в широком диапазоне источников питания от 3 В до 32 В для одиночного источника питания или от ± 1,5 В до ± 16 В для двойного источника питания, а также поддерживает большие колебания выходного напряжения.

Конфигурация контактов микросхемы показана ниже-

Рис. 1: Конфигурация контактов микросхемы LM358

Из рисунка выше видно, что операционный усилитель имеет два входа и один выход в одном независимом LM358. Входы находятся на контакте 2 (отрицательный контакт) и 3 (положительный контакт), положительный контакт используется для положительной обратной связи, а отрицательный контакт используется для отрицательной обратной связи.В идеальных условиях, когда обратная связь не применяется, усиление операционного усилителя должно быть бесконечным. Когда напряжение на контакте 2 больше, чем напряжение на контакте 3, оно повысит выходное напряжение в сторону положительного максимального напряжения, а небольшое увеличение на отрицательном контакте по сравнению с положительным контактом снизит выходное напряжение до отрицательного максимума. Эта особенность операционного усилителя делает его пригодным для определения уровня.

2. LDR – LDR – это устройство, чувствительность которого зависит от интенсивности падающего на него света.Сопротивление LDR уменьшается с увеличением интенсивности падающего на него света и наоборот (сопротивление увеличивается с уменьшением интенсивности падающего на него света). В темноте или при отсутствии света LDR проявляет сопротивление в диапазоне мегаом, которое уменьшается до нескольких сотен ом при ярком свете.

Тестирование LDR

Проверить LDR можно с помощью мультиметра. Держите мультиметр в области измерения сопротивления или сопротивления. Когда вы накрываете LDR, его сопротивление будет очень высоким, а когда вы помещаете его на свет, оно уменьшается.Это явление указывает на то, что LDR работает правильно. Мы используем это свойство LDR, чтобы действовать так, чтобы ваш LDR работал правильно. Датчик, поскольку при изменении освещения можно получить различное падение напряжения.

3. Фотодиод  — Фотодиоды преобразуют свет в ток или напряжение в зависимости от режима работы. Это соединение PN или структура PIN. Когда фотон достаточной энергии попадает на диод, он создает свободный электрон и дырку. Теперь дырки движутся к аноду, а электроны к катоду, и создается фототок.

Испытание фотодиода

Проверить можно с помощью мультиметра. Поместите мультиметр в диапазон мВ. Теперь наденьте провод мультиметра на выводы фотодиода. Считайте показания в темноте, а также при наличии света. Он показывает отклонение при чтении на свету и в темноте (в темноте чтение будет больше), чем ваш фотодиод работает нормально.

4. Фототранзистор — Фототранзистор представляет собой датчик света, аналогичный базовому транзистору, но с прозрачной крышкой.Фототранзисторы обеспечивают гораздо лучшую чувствительность, чем фотодиоды. Фототранзистор имеет большую область базы, чем коллектор, по сравнению с другим транзистором. Их изготавливают методом диффузии или имплантации железа. Фототранзистор работает в активной области. Обычно его основание оставляют открытым, чтобы на него падал свет. Когда свет падает на его основание, возникает электронно-дырочная пара. Это явление в основном происходит в переходе база-коллектор с обратным смещением, поскольку электрическое поле электронно-дырочная пара перемещается и обеспечивает базовый ток, что приводит к инжекции электрона в эмиттер.

Испытание фототранзистора

Проверить фототранзистор можно с помощью мультиметра. Установите мультиметр в область измерения сопротивления, затем подключите выводы мультиметра к коллектору и эмиттеру. Теперь осветите фототранзистор, а затем уберите свет. Вы можете видеть, что отклонение показаний мультиметра при светлом освещении мало по сравнению с темным. Если это явление происходит, вы можете сказать, что ваш фототранзистор исправен. Вы также можете использовать транзистор L14F1 вместо фототранзистора, и процесс проверки аналогичен тому, как мы проверяли фототранзистор.

Всегда рекомендуется проверять компоненты перед использованием.

Применение цепей

– Схему, которую я сделал, можно использовать как датчик темноты или датчик освещенности с очень небольшими изменениями. Поэтому вы используете его как s цепей безопасности , как в охранная сигнализация , утренняя тревога , волшебный глаз , сигнализация багажа , или она будет включать свет в темноте или выключать свет утром и т. д. в соответствии с вашим приложением .

—    На принципиальной схеме я использовал светодиод для отображения выхода. Вы также можете использовать реле вместо светодиода для подключения зуммера или любого внешнего компонента, такого как лампочка, дверной звонок и т. д.

Работа контура

Работа схем очень проста, поскольку мы знаем, что LM358 сравнивает напряжение, подаваемое на входной контакт, и предоставляет вам выход. Уровень напряжения, который мы хотим обнаружить, подается на любой из входных контактов, а определяемое напряжение подается на другой контакт.Для цепей датчика темноты мы подаем напряжение на отрицательный контакт, а определяемое напряжение подается на положительный контакт. Всякий раз, когда входное напряжение, подаваемое на положительный контакт из-за света, падающего на LDR, фотодиод и фототранзистор, немного превышает напряжение на отрицательном контакте, выходное напряжение резко возрастает до положительного максимума и остается положительным до тех пор, пока входное напряжение не упадет ниже уровня, подлежащего обнаружению. Транзистор T1 используется для усиления сигналов для управления светодиодом, а резистор R1 используется в качестве ограничителя тока для защиты светодиода, а для цепи датчика освещенности происходит прямо противоположное описанному выше явление.Вы просто меняете LDR на фотодиод и фототранзистор и видите, что схема работает правильно, а чувствительность схемы также увеличивается. Вы также можете подключать различные компоненты и устройства на выходе, поэтому попробуйте подключить собственное устройство и посмотрите, что на выходе.

Рис. 2: Прототип для проведения экспериментов с LM358 на макетной плате

 

 

Принципиальные схемы



Рубрики: Electronic Projects

 


Словарь электронных и инженерных терминов.Схемы оконного компаратора операционного усилителя

Общие технические условия
«А» «Б» «С», «Д», «Э», «Ф», «ГРАММ», «ЧАС», «Я», «Дж», «К», «Л», «М»,
«Н», «О», «П» «К», «Р», «С», «Т», «У», «В», «В», «ИКС», «Ю», «З»

оконный компаратор

Компаратор получает один входной сигнал и сравнивает этот сигнал с опорным напряжением, подаваемым на другой вход. Оконный компаратор использует два опорных напряжения и сравнивает входящий сигнал с обоими этими опорными значениями. Схема компаратора выдает один уровень, когда входящий сигнал находится в пределах окна напряжения, и противоположный уровень, когда входящий сигнал выходит за пределы окна [два опорных напряжения].


LM358 оконный компаратор

Выбор компонентов

Поскольку оконный компаратор требует двух операционных усилителей, в конструкции был использован двойной корпус LM358. Однако можно было бы использовать и два одиночных операционных усилителя или четырехъядерный операционный усилитель. Но LM358 — это сдвоенный маломощный операционный усилитель в 8-выводном корпусе [DIP или SOIC] или в металлическом корпусе TO99.

Напомним, что операционный усилитель можно заставить работать как компаратор напряжения, но компаратор напряжения никогда не будет работать как операционный усилитель.Таким образом, на самом деле не имеет значения, какой компонент используется для сравнения напряжения, хотя это может иметь значение для значений окружающих компонентов. В этом примере схемы используется соединение «Проводное ИЛИ», поэтому, если на любом из выходов усилителей появляется низкий уровень, транзистор включается.

Два диода 1N914 отделяют выходы друг от друга, так что, если один из них станет низким, операционный усилитель включит транзистор. Схема предполагает стандартный выход операционного усилителя, но компаратор может иметь совершенно другую структуру выхода.Например, компаратор может иметь открытый коллектор, тотемный столб или выходную структуру с открытым коллектором и открытым эмиттером. Таким образом, интерфейс между операционным усилителем и транзистором может меняться в зависимости от используемого устройства. 1N914 — это обычный диод со слабым сигналом [быстро переключающийся диод], и его можно заменить любым количеством аналогичных компонентов.

В этой схеме используется NPN-транзистор общего назначения 2N3904, еще одна очень распространенная деталь. Как и диод, транзистор можно заменить любым другим NPN-транзистором общего назначения.Транзистор просто используется в качестве переключателя, настраиваясь, когда любой из операционных усилителей становится низким, и позволяя одному из диодов проводить ток.

Окно напряжения

Окно напряжения задается двумя напряжениями, верхний предел применяется к верхнему компаратору, а нижний предел применяется к нижнему компаратору. Между ними подается входное напряжение, и его абсолютное значение сравнивается с двумя эталонами. Опорное напряжение может быть любым значением вплоть до предела напряжения, используемого для питания операционных усилителей.Также для правильной работы схемы верхний предел должен быть более положительным, чем нижний предел.

Оба компаратора имеют высокий уровень, когда входное напряжение находится между опорными напряжениями. Если вход превышает верхний предел [Vhigh], верхний компаратор переходит в низкий уровень. Или, если входной сигнал падает ниже нижнего предела [Vlow], нижний компаратор переходит в низкий уровень. Таким образом, два компаратора формируют окно напряжения, которое выдает высокий уровень, когда вход находится между окном, или низкий уровень, когда вход находится выше или ниже окна.

Обратите внимание, что термин компаратор используется для описания функции или применения интегральных схем, но операционные усилители используются в данном примере в качестве компараторов. Как описано в разделе «Компаратор напряжения», можно также использовать микросхемы этого типа; однако выходная цепь, возможно, должна быть другой. Например, некоторые компараторы Ics могут иметь выход с открытым коллектором и должны быть подтянуты к высокому уровню.

Варианты упаковки LM358

Существует несколько возможных вариантов упаковки при покупке LM358, хотя не все варианты могут быть доступны у всех производителей.На рисунке выше показан LM358 в 8-контактном пластиковом DIP-разъеме, обозначенном буквой «N» после обозначения детали. 8-контактный двойной керамический корпус также доступен для военных температурных диапазонов; хотя керамическая деталь будет использовать номер детали LM158 для обозначения работы в более высоком диапазоне температур.

LM358 также выпускается в варианте металлического корпуса со сквозными отверстиями либо в 8-выводном корпусе TO-5, либо в 8-выводном корпусе TO-99.

Комплекты для поверхностного монтажа

включают 8-контактный корпус SO или 14-контактный керамический SOIC, также доступен 8-контактный корпус Bump.

Не все варианты упаковки подходят для всех температурных диапазонов, и не все производители предлагают все варианты упаковки.

Операционный усилитель

в качестве компаратора — Robo India || Учебники || Изучите Ардуино |

Robo India в этом руководстве объясняет, как использовать операционный усилитель (ОУ) в качестве компаратора. В этом уроке используется микросхема LM358. У него 2 компаратора.
1. Введение: В качестве компаратора можно использовать операционный усилитель

(операционный усилитель).В этом руководстве объясняется, как использовать операционный усилитель LM358 в качестве компаратора. LM358 имеет двойной компаратор. В этом уроке используется только один из них. Вы можете использовать оба в качестве упражнения.

Загрузите техпаспорт LM358 здесь.

1.2 Список деталей 

Для выполнения этой схемы будут использоваться следующие детали.

1 4. 1 8 4.7k Сопротивление

Серийный номер Артикул Количество
1. Основы Electronics Kit’s Platform (без трансформатора)
2. 9V батарея с разъемом
1
3. Индикатор LED
1
1 K Сопротивление
1
5. Перемычки провода мужчины для мужчин 6
6. 10K Potentio Meter
7 1
2
2. Схема

VCC и GND подается на ИС на вывод №8 и 4 соответственно. Помимо этих двух входов, входы были даны на контакте 3 и контакте 4. Входное напряжение на контакте № 3 является фиксированным, и оно будет составлять половину напряжения батареи.На пин-коде 2 переменных ввода подаются через потенциометр 10K. Эта микросхема сравнивает оба входа и выдает цифровой выход на Pin1. Этот выход будет высоким до тех пор, пока напряжение на контакте 2 не станет меньше напряжения на контакте 3, и наоборот.

То же самое можно сделать и с контактами 5, 6 и 7. Выходной сигнал с контактов 1 и 7 можно использовать для запуска транзистора, МОП-транзистора или в качестве входа для микроконтроллера.

Здесь на схеме используется батарея 9В, можно использовать питание постоянного тока с помощью трансформатора.Нажмите на изображение, чтобы увеличить.

3. Ресурсы:

Цепь выпрямителя, если вы хотите использовать трансформатор вместо батареи.

Загрузите техпаспорт LM358 здесь.

Купить этот комплект в магазине Robo India

Если у вас есть какие-либо вопросы, напишите нам по адресу  [email protected]

С уважением и благодарностью
Команда разработчиков контента
Robo India
http://roboindia.ком

Инвертирующий компаратор

(LM358) с гистерезисом не переключает выходной сигнал между низким и высоким уровнями мгновенно, когда входное напряжение также подключено к переключению MOSFET на высокой частоте: AskElectronics

Схема предназначена для разрядки элемента 18650 при постоянной нагрузке для измерения это емкость и включает в себя защиту от переразряда. У меня есть куча этих 18650, и я знаю, что некоторые из них являются контрафактными устройствами, переоформленными и проданными под торговыми марками. Кроме того, мне нужен был проект, и это казалось достаточно простым проектом, чтобы сделать его за выходные.Да, верно… несколько месяцев спустя я все еще занимаюсь этим.

Идея сделать этот проект мне пришла от Грейт Скотта! — DIY постоянная токовая нагрузка. У него не было защиты от переразряда, поэтому я добавил в схему еще один компаратор и полевой МОП-транзистор, чтобы они действовали как отсечка. Но я столкнулся с проблемой, когда нагрузка не отключалась полностью даже после достижения напряжения отсечки. Оказалось, что после отключения нагрузки напряжение на ячейке начинало восстанавливаться, запуская процесс разряда до достижения напряжения отсечки, после чего цикл начинался снова.Итак, после некоторого чтения в Интернете я наткнулся на Texas Instruments: Non-Inverting Comparator With Hysteresis Circuit и обнаружил, что я могу настроить компаратор с гистерезисом, чтобы восстановление напряжения не запускало процесс разрядки, как только началось восстановление напряжения на ячейке. Восстановление должно быть значительным, чтобы разряд начался снова. Вот схема схемы с двумя полевыми МОП-транзисторами и двумя компараторами.

Кстати, одна из моих ячеек восстановила 0,5 В после отключения.График был построен путем сбора данных с Arduino Nano, который я запрограммировал для записи напряжения, обнаруженного на его выводах. Двигаясь вперед, у меня пока нет Arduino на картинке. Я добавлю его после того, как схема заработает должным образом.

Затем я начал думать, что должен быть способ сделать это без использования 2 МОП-транзисторов. Это сделало бы схему немного более компактной. Я порылся в Интернете и обнаружил, что эта схема тоже вдохновлена ​​тем же Великим Скоттом! проект, который заставил меня начать это путешествие.Итак, я сделал свои расчеты на основе Texas Instruments: Inverting Comparator with Hysteresis Circuit. Эта схема не только устранила необходимость в МОП-транзисторе, но и в подстроечном резисторе (бонус!). Я не смог получить точную отсечку по низкому напряжению, которую я получил с неинвертирующей установкой, но это было достаточно близко.

Схема этой цепи находится здесь: Схема — разрядка элемента с использованием постоянной нагрузки с отсечкой низкого напряжения.pdf.

Это фотография схемы на макетной плате: Цепь гистерезиса на макетной плате

У меня возникла проблема, которую я не могу понять.

Когда ячейка не подключена к полевому МОП-транзистору нагрузки ( Q2 ), гистерезис работает точно так, как ожидалось, с мгновенным переходом между высоким и низким выходным сигналом. Я рассчитал верхний и нижний пороги гистерезиса на основе фактических значений резисторов, и компаратор работает точно в соответствии с рассчитанными значениями.

  # Измеренные значения
ВН = 3,36 В
ВЛ = 2,86 В
VO_HIGH = 10,86 В
VO_LOW = 0,2 В
  

НО, когда я подключаю ячейку к Q2 , гистерезис больше не работает.Нет мгновенного перехода от High к Low или от Low к High. При переходе от высокого к низкому он не сразу становится полностью низким, а медленно уменьшается, прежде чем стать полностью низким. Это начинает потихоньку включаться Q1 что снижает нагрузку при которой ячейка разряжается. Это приводит к тому, что напряжение на ячейке снижается все медленнее и медленнее. Это, в свою очередь, означает, что ячейке потребуется вечность (образно говоря), чтобы достичь напряжения отсечки. При переходе от низкого уровня к высокому он медленно увеличивается, пока не подскочит до высокого уровня.Это медленное изменение приводит к тому, что Q1 снова частично включается и разряжает элемент. Это далеко от идеала, так как без постоянного разряда на протяжении всего процесса я больше не могу правильно измерить емкость, а также не иметь резкого гистерезиса, чтобы предотвратить бесконечный цикл из-за восстановления напряжения на ячейке.

Я использовал свой блок питания лабораторного стола для тестирования схемы и построил графики входного напряжения и выходного напряжения компаратора.

Почему это происходит? Я не могу найти в Интернете ничего, что указывало бы на проблему, по крайней мере, для меня.Я также читал вики r/AskElectronics и не вижу ничего, что указывало бы мне в правильном направлении. Может быть, я не ищу нужные ключевые слова, или есть какое-то понятие, о котором я не знаю?

Я удалил Q2 и подключил источник питания к R4 , чтобы посмотреть, как будет работать гистерезис, когда нагрузка была активной, и переход между низким и высоким уровнем работал правильно. Итак, я подозреваю, что поведение как-то связано с быстрым переключением Q2 .Но я не знаю, почему и как.

Буду признателен за любую помощь в этом вопросе.

П.С. Я сделал блокнот Jupyter, когда работал над схемным решением. Он доступен здесь: Инвертирующий компаратор с гистерезисом Jupyter Notebook.pdf

Как работает LM358? – СидмартинБио

Как работает LM358?

IC LM358– LM358 состоит из двух независимых операционных усилителей с высоким коэффициентом усиления в одном корпусе. Он имеет большой коэффициент усиления по постоянному напряжению 100 дБ.Эта ИС может работать в широком диапазоне источников питания от 3 В до 32 В для одиночного источника питания или от ± 1,5 В до ± 16 В для двойного источника питания, а также поддерживает большие колебания выходного напряжения.

Что делает операционный усилитель LM358?

LM358 — отличный, простой в использовании двухканальный операционный усилитель. Применение LM358 включает в себя усилители преобразователя, блоки усиления постоянного тока и все обычные схемы операционных усилителей. Если вы ищете хороший стандартный операционный усилитель, LM358 должен удовлетворить большинство ваших потребностей. Он может работать с источником питания 3-32 В постоянного тока и источником до 20 мА на канал.

Как работает компаратор?

Схема компаратора сравнивает два напряжения и выводит либо 1 (напряжение на положительной стороне; VDD на иллюстрации), либо 0 (напряжение на отрицательной стороне), чтобы указать, какое из них больше. Схема усиливает разность напряжений между Vin и VREF и выводит результат на Vout.

Сколько компараторов в LM358?

2 компаратора
В этом руководстве используется микросхема LM358. У него 2 компаратора.

Почему LM358 используется в ИК-датчике?

Здесь в качестве компаратора используется операционный усилитель (ОУ) LM 358.Когда ИК-приемник не принимает сигнал, потенциал на инвертирующем входе становится выше, чем на неинвертирующем входе компаратора (LM 358). Таким образом, выход компаратора становится низким, и светодиод не светится.

Является ли LM358 микроконтроллером?

Узнайте все об микросхемах LM358 и их применении. Все эти компоненты интегрированы в один чип. Они доступны в различных формах, таких как таймеры 555, логические элементы с одной схемой, микропроцессоры, микроконтроллеры, регуляторы напряжения и операционные усилители, такие как IC 741, LM324 IC, LM358 IC, LM339 IC и многие другие.

Является ли LM358 открытым коллектором?

Интегральная схема «Компаратор напряжения» эквивалентна операционному усилителю, такому как LM358 или LM324, с двумя транзисторами NPN, добавленными к выходу каждого усилителя. Эта компоновка создает выход «Открытый коллектор» для каждого из четырех компараторов в микросхеме LM339.

Является ли LM358 операционным усилителем?

LM358 — это маломощный двойной операционный усилитель с двумя независимыми операционными усилителями с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией.Эти операционные усилители часто используются для буферизации или усиления сигналов. Их можно использовать в широком спектре схем, таких как компараторы напряжения, активные фильтры и генераторы, управляемые напряжением (ГУН).

Почему IC используется в ИК-датчике?

Операционный усилитель на ИС используется в качестве компаратора напряжения. Потенциометр используется для калибровки выхода датчика в соответствии с требованиями. Когда свет, излучаемый ИК-светодиодом, падает на фотодиод после столкновения с объектом, сопротивление фотодиода падает с огромной величины.

Какова внутренняя структура микросхемы компаратора LM358?

ИС ОУ LM358 Внутренняя структура ИС компаратора LM358 состоит из двух встроенных операционных усилителей (ОУ). Отрицательные входы операционного усилителя 1 и операционного усилителя 2 подключены к контакту 4 IC, а положительные входы подключены к контакту 8 IC. Инвертирующий вход операционного усилителя 1 подключен к контакту 2 IC, а неинвертирующий вход подключен к IC контакт 3.

Как работает LM358?

Работа схем очень проста, поскольку мы знаем, что LM358 сравнивает напряжение, подаваемое на входной контакт, и предоставляет вам выход.Уровень напряжения, который мы хотим обнаружить, подается на любой из входных контактов, а определяемое напряжение подается на другой контакт.

Является ли микросхема LM358 хорошим операционным усилителем?

LM358 IC — хороший стандартный операционный усилитель, подходящий для ваших нужд. Он может работать с источником питания 3–32 В постоянного тока и источником до 20 мА на канал. Этот операционный усилитель подходит, если вы хотите использовать два отдельных операционных усилителя для одного источника питания.

Что такое неинвертирующий вход на lm-358?

Неинвертирующий вход операционного усилителя помечен знаком «+» на принципиальной схеме в LM-358, неинвертирующий вход — это контакт №3.Обнаружено, что при подаче на неинвертирующий вход положительного напряжения оно не изменится и на выходе произведет положительный размах.

https://www.youtube.com/watch?v=iNWStrh64DM

LM358 Техническое описание и распиновка — маломощный сдвоенный операционный усилитель

Операционный усилитель LM358 относится к типу маломощных сдвоенных операционных усилителей, состоящих из двух независимых операционных усилителей с высоким коэффициентом усиления и внутренней частотной компенсацией, которые были разработаны специально для работы от одного источника питания в широком диапазоне напряжений.

LM358 доступен в корпусе размером с чип (8-Bump micro SMD) с использованием технологии корпуса micro SMD от National. Возможна также работа от раздельных источников питания, а низкий потребляемый ток источника питания не зависит от величины напряжения источника питания.

Операционный усилитель LM358 отличается низким энергопотреблением, диапазоном синфазного входного напряжения, простирающимся до земли/VEE, а также работой с одним или раздельным питанием. Он имеет несколько явных преимуществ по сравнению со стандартными типами операционных усилителей в приложениях с однополярным питанием.

Усилитель может работать при напряжении питания от 3,0 В до 32 В. Входной диапазон синфазного сигнала включает отрицательное напряжение питания, что устраняет необходимость во внешних компонентах смещения во многих приложениях. В диапазон выходного напряжения также входит отрицательное напряжение источника питания.

LM358 Лист данных

Согласно техническому описанию LM358, он имеет:

  • Выходы с защитой от короткого замыкания
  • Истинный дифференциальный входной каскад
  • Работа с однополярным питанием: 3.от 0 В до 32 В
  • Низкие входные токи смещения
  • С внутренней компенсацией
  • Диапазон синфазного сигнала распространяется на отрицательный источник питания
  • Работа с одиночным и раздельным питанием
  • Зажимы ESD на входах повышают надежность устройства, не влияя на работу
  • 4 Префикс NC V 900 для автомобильных и других приложений, требующих уникального места и требований к изменению управления; Сертификация AEC-Q100 и совместимость с PPAP
  • Эти устройства не содержат свинца, галогенов и бромированных огнестойких добавок и соответствуют требованиям RoHS

Усилитель LM358 используется в самых разных схемах, наиболее распространенные области применения:

  • Усилители-преобразователи
  • Обычные схемы операционных усилителей
  • Интегратор, дифференциатор, сумматор, сумматор, повторитель напряжения и т. д.
  • Блоки усиления по постоянному току, цифровые мультиметры, осциллографы
  • Компараторы (управление контуром и регулировка)

Схема контактов LM358

Операционный усилитель

LM358 имеет всего 8 контактов. Тем не менее, вам нужно знать функции каждого контакта, прежде чем он сможет работать лучше для вас.


Схема распиновки LM358 показана на рисунке ниже:

И конфигурации выводов LM358 перечислены ниже:

  • Контакт 1, OUTPUT1, выход операционного усилителя 1
  • Контакт 2, INPUT1-, инвертирующий вход операционного усилителя 1
  • Контакт 3, INPUT1+, неинвертирующий вход операционного усилителя 1
  • Контакт 4, VEE , GND, заземление или отрицательное напряжение питания
  • Контакт 5, INPUT2+, неинвертирующий вход операционного усилителя 2
  • Контакт 6, INPUT2-, инвертирующий вход операционного усилителя 2
  • Контакт 7, OUTPUT2, выход операционного усилителя Ампер 2
  • Контакт 8, VCC, положительное напряжение питания

Цепь LM358

Принципиальные схемы могут помочь нам лучше понять, как компонент или микросхема используется и работает в схемах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.