op-amp vs control directo

Question

Estoy experimentando con pequeños motores (sólo construyendo juguetes inútiles hasta ahora) y me pregunto qué beneficio habría en usar un op-amp para controlar un motor (circuito superior) vs sólo controlar el motor con un pote directamente (circuito inferior).

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

EDITAR: por favor, ignora los valores exactos de los componentes; 100 ohmios y TL081 es sólo los valores predeterminados de circuitlab que no cambié - sólo estoy pensando en la configuración general de los componentes activos frente a los pasivos para el control.

Answer 1

Algunos puntos:

• En el circuito sin amplificador, a medida que giras el motor cerca del voltaje máximo, fluye mucha corriente a través de un segmento cada vez más pequeño del pote. Así que es una buena idea para pensar en algo mejor, de hecho.

• Las resistencias de 100 ohmios a tierra son un desperdicio de energía; no las quieres con la batería. Si tienes el op-amp en su lugar, el valor del potenciómetro puede ser mucho mayor, como 10K o más. El amplificador aísla la impedancia del pote de la carga, por lo que no tener que utilizar un pequeño potenciómetro es un beneficio.

• No todos los op-amps pueden ir al carril negativo. (Ciertamente no el TL081 que tienes nominalmente pegado en el esquema). Una pieza mejor para esto sería un op-amp diseñado para una sola alimentación de voltaje. Lo necesitas para bajar el potenciómetro hasta 0V. Pero ...

• No hay muchos op-amps que puedan manejar impedancias de carga tan pequeñas. Puede utilizar el amplificador óptico para la ganancia de voltaje, pero luego seguir con una etapa de salida de transistor de potencia para entregar la corriente a la carga. O bien necesitas un circuito integrado de amplificación de potencia.

• Dado que el objetivo aquí es accionar un motor con una fuente de alimentación de CC de voltaje variable, sería mejor construir... ¡una fuente de alimentación de CC de voltaje variable! Por ejemplo con un regulador de voltaje LM317. La herramienta correcta para el trabajo correcto.

• A mucho Una idea mejor es la modulación de la anchura de los impulsos para controlar la corriente de un motor, especialmente con la energía de la batería. Los pulsos generados por un oscilador (construido con, por ejemplo, un CI temporizador 555) encienden y apagan rápidamente un MOSFET, que pasa corriente al motor. ¿Por qué no construyes un circuito PWM con un temporizador 555? Busca en Google potenciómetro PWM 555 temporizador motor .

Answer 2

Algunos problemas con el circuito del amplificador óptico:

• Dependiendo de su motor, es muy probable que el amplificador óptico no pueda suministrar suficiente corriente para accionarlo.
• El amplificador óptico funciona en bucle abierto. La salida casi siempre estará saturada en el carril positivo porque la clavija inversora se tira al común. Puedes tener unas décimas de milivoltio de control, dependiendo de la ganancia en bucle abierto del amplificador óptico.
• \$100\Omega\$ es generalmente un valor de resistencia bajo para usar con los op amps. Utilice algo en el \$k\Omega\$ gama.

La solución del potenciómetro tampoco es muy buena. Poner una carga de baja impedancia en el wiper de un pote como ese resultará en una conicidad no lineal. Sólo las impedancias altas deben ser conducidas desde el wiper de un pote.

Answer 3

Si nos referimos al esquema de la pregunta, es poco probable que el uso de un op-amp tenga alguna ventaja, y muy posiblemente sí una serie de desventajas.

En primer lugar, el esquema de tu amplificador óptico está dibujado sin realimentación y con la entrada negativa conectada a tierra. Debido a la alta ganancia de CC del amplificador óptico, la salida probablemente se saturará en el carril positivo o negativo (incluso si puedes ajustar el potenciómetro en la posición correcta, el coeficiente de temperatura de la resistencia probablemente hará que el circuito sea demasiado inestable para ser utilizable).

En segundo lugar, aunque el amplificador óptico puede emitir una tensión cercana a los raíles de alimentación, el circuito del potenciómetro permite una tensión ligeramente superior.

Dicho esto, hay formas en las que podrías usar un op-amp como buffer para conducir el motor, lo que reduciría las fluctuaciones en el voltaje del motor debido a la carga en el mismo. Esto se debe a que la contrafase producida por el motor disminuirá cuando el motor esté cargado, y por lo tanto la corriente consumida aumentará. Sin el op-amp, esto cambia la resistencia efectiva de una pata de su divisor de tensión del potenciómetro.