Conversión de nivel de tensión analógica (cambio de nivel)

Question

Tengo un joystick que emite una tensión analógica entre 1,5V y 3,5V.

Quiero transformar este rango de voltaje para controlar un controlador de motor que toma voltaje analógico entre 0V y 5V.

¿Cómo puedo cambiar de nivel y amplificar correctamente?

Answer 1

Quieres una ganancia simple de 5/2 = 2,5 centrada en 2,5 V. Esto es fácil asumiendo que tienes una potencia de 5 V disponible, como la del controlador del motor:

Esto tiene que ser un de ferrocarril a ferrocarril opamp de salida que puede funcionar con 5 V de potencia, como el MCP6041 y muchos otros. R1 y R2 forman un divisor de tensión para hacer los 2,5 V alrededor de los cuales se amplificará la señal de entrada. C2 atenúa el ruido de la alimentación de 5 V aún más que la CC para hacer un nivel de CC tranquilo y suave. El amplificador óptico está en una configuración clásica de ganancia positiva, con R4 y R3 ajustando la ganancia. La impedancia de la fuente de 2,5 V producida por R1 y R2 se suma efectivamente a R3 a efectos de ganancia, pero es una pequeña contribución de 1,2 kΩ sobre 100 kΩ. La ganancia será ligeramente inferior a 2,5.

Answer 2

Esto es posible con un solo amplificador operacional. Lo que está tratando de hacer es cambio de nivel y amplificar . Solíamos hacerlas siempre. Son útiles en los robots en los que tienes un sensor con un pequeño rango de salida de tensión analógica, y quieres ampliar la oscilación de tensión para que puedas obtener la máxima resolución de tu ADC.

Por lo general, los hacíamos con desplazamiento y ganancia variables, para poder ajustarlos a cada sensor del robot.

Una vez que tengas los ajustes correctos, siempre puedes medir las resistencias de los potes y utilizar resistencias de valor fijo en su lugar.

O puede calcular los valores directamente:

Hay un calculadora en línea para ayudarte a calcular los valores de las resistencias.

Answer 3

Al contrario de lo que dice Cybergibbons, es una electrónica analógica bastante sencilla. Pero tienes que especificar qué alimentación pretendes utilizar para tu circuito.

Necesitas un circuito que baje tu señal de modo común (1,5 V) a 0, y aplique una ganancia de 5/2 = 2,5 al resto. Puedes hacerlo fácilmente con un variador de nivel basado en un Op-Amp con algo de ganancia.

Una solución es utilizar un sustractor analógico con una tensión de referencia colocada a 1,5 V, una solución aún más simple es simplemente un amplificador no inversor con la referencia en el lugar correcto.

Este circuito hará el trabajo:

_{^{El Opamp es sólo el que viene por defecto en el simulador, puede que necesites otro, dependiendo de la alimentación.}}

Es un amplificador no inversor con una ganancia dada por \$ \dfrac{R_1 + R_2}{R_1} \$ y la tensión de referencia hace que la tensión se desplace.