Utilización de un amplificador de audio de bajo voltaje con una célula de carga

Question

Estoy intentando hackear una báscula para poder leer los datos en mi Arduino. Hay cuatro sensores piezoeléctricos, uno en cada pie, en la escala. Obviamente no puedo leer directamente de los sensores, así que compré algunos LM386N 400mW amplificadores de bajo voltaje de audio.

Pasé algún tiempo en línea en busca de instrucciones sencillas sobre el uso, por desgracia no pude encontrar ninguna. Aquí está una foto de la configuración simple:

EDITAR: Hace poco leí que las células de carga NO son sensores piezoeléctricos (estaba equivocado al decir que lo eran). Y en este caso la mayoría de las básculas domésticas utilizan células de carga. Entonces. ¿Los componentes IC que tengo son correctos? o ¿necesito otra pieza?

Answer 1

Los amplificadores de audio en general no son apropiados para amplificar las salidas de las células de carga (bandas extensométricas). Esto se debe a que el audio tiene un límite de frecuencia más bajo. La mayoría de los amplificadores de audio bloquean la CC o esperan que su entrada esté acoplada a la CA a través de un condensador. Esto está bien, incluso es deseable, para el audio, pero no es bueno para las señales de muy baja frecuencia procedentes de las bandas extensométricas.

Es posible que algunos amplificadores de "audio" estén acoplados a la corriente continua, especialmente si sólo son chips. Sin embargo, es posible que sigan siendo difíciles de utilizar como amplificadores de instrumentación general porque el desplazamiento de CC no era una consideración en la aplicación de audio. Es probable que sea bastante grande y tal vez ni siquiera se especifique porque a nadie le importaría cuando el dispositivo se utilizara como estaba previsto. También puede haber problemas de impedancia de entrada.

Lo que quieres es un amplificador de instrumentación o al menos un opampón de precisión. La elección de uno u otro depende, en parte, de cómo esté dispuesto el sensor y de cuáles sean exactamente sus señales de salida. Algunos son diferenciales, en cuyo caso lo mejor sería el amplificador de instrumentación. Estos amplificadores tienen una alta impedancia de entrada, una ganancia fija conocida y extremos frontales diferenciales reales (lo que significa un buen rechazo del modo común).

Probablemente podamos ser más específicos si nos explicas más qué sale exactamente de tu sensor.

Answer 2

También me decantaría por el amplificador de instrumentación. El LM386 sólo es bueno como amplificador de audio, y aun así sólo si quieres sonido, sin cuestionar la calidad. Por el esquema del 386 no creo que la ganancia de CC a la que se refiere Olin sea el problema, sino simplemente la ganancia. Esta está ajustada a 20 y puedes aumentarla hasta 200. Eso es todo. Pero para el 200 la hoja de datos parece querer un acoplamiento de condensadores, por lo que no funcionará para DC. Una ganancia de 20 es demasiado baja.

Como también dice Olin un amplificador de instrumentación es la mejor solución, pero un buen opamp servirá también. Necesitas uno con baja corriente de polarización, preferiblemente entradas FET, y una baja tensión de offset. El MAX4208 tiene unas cifras excelentes con una corriente de polarización de 1 pA y un offset máximo de 20 µV, pero no es barato. El MCP6061 es un opamp con también una baja corriente de polarización de entrada, pero una tensión de offset un poco más alta, pero es mucho más barato.