OPAMP'la basit bir devre kurmak neden bu kadar zor...

[edX]

Selamın aleyküm,

OPAMP ile low side akım ölçümü yapmaya çalışıyorum.Bildiğiniz non-inverting amlifier.

Kullandığım opamp LM358 ve şema aşağıdaki gibi. 2 farklı LM358 ile denedim ve bir de LM324 ile denedim sonuç hep aynı.

Simülasyonda çalışan devre gerçekte çalışmıyor. Gerçekte çıkışta shunt direncin üzerindeki gerilimin 2 katını görmem gerekirken ben çok absürd değerler alıyorum. Ve ortalama 5-10 kat aralığında değerler alıyorum.



Çıldırmak üzereyim. Bunun sebebi nedir ?

[t2]

Gerçek devre yanlış yapılmıştır. Sebep budur.

[edX]

Defalarca kontrol ettim. Tam olarak bunu kuruyorum. LM324 kullanırken yine kontrol ettim.

[Icarus]

Simülasyonda çalışan devre gerçekte çalışmıyor.

Yanlış simulasyon programı kullanıyorsun ! Proteus analog devre simulasyonu yapamaz !
Spice bazlı bir programla dene. Ayrıca devre yanlış. Analog devre tasarımı üzerine kitaplar var; onlara bir göz atmanızı tavsiye ederim. opamp olsun başka bir analog primitiv olsun hep insanların hata yaptığı nokta şu: Onlara "opamp" kavramını yada "transistör" kavramını kolay anlatılabilmesi için uydurulmuş fikirleri gerçek malzemeye uygulamaya çalışıyorlar.. tabii olmuyor

[Klein]

Lm358'in Offset gerilimi kaç V?  baktınız mı?   

[Erol YILMAZ]

edX opampın nonlineer bölgesinde kalmış olabilirsin.
Giriş voltajını 10 mV değil de   şöyle 100-200 mV mertebesine alırsan eminim çok daha anlamlı sonuçlar elde edeceksin.

[Kabil ATICI]

direnç değerleri çok küçük. Ölçüm, kuvvetlendirme sonucunu etkileyecek kadar küçük görünüyor.
proteus bazı hesaplamalarda çoğu konuyu gözardı edebiliyor.

İlk etapta eviren çıkışlı devreyi dene. Ama buradaki gibi simetrik olmayan besleme durumunu göz önüne alman gerekir.  Eviren çıkışlı devreyi bir çalıştır sonra bu devreyi sonra ele alırsın.

Dirençlerin toleraslarını da göz önüne al.

[z]

Eviren çıkışlı devreyi simetrik beslemesiz nasıl çalıştıracak?

[selimkoc]

Araya gerilim takipçisi (buffer) koyarak dene.

[z]

Bu opamp rail to rail değil ki. Çıkış zaten sıfıra yaklaşamaz.

[edX]

Datasheet'te yazanlar :
• Unique Characteristics:
– In the Linear Mode the Input Common-Mode
Voltage Range Includes Ground and the
Output Voltage Can Also Swing to Ground,
even though Operated from Only a Single
Power Supply Voltage.
– The Unity Gain Cross Frequency is
Temperature Compensated.
– The Input Bias Current is also Temperature
Compensated.
• Advantages:
– Two Internally Compensated Op Amps
– Eliminates Need for Dual Supplies
– Allows Direct Sensing Near GND and V
OUT
Also Goes to GND
– Compatible with All Forms of Logic
– Power Drain Suitable for Battery Operation

Yanlış simulasyon programı kullanıyorsun ! Proteus analog devre simulasyonu yapamaz !
Spice bazlı bir programla dene. Ayrıca devre yanlış. Analog devre tasarımı üzerine kitaplar var; onlara bir göz atmanızı tavsiye ederim. opamp olsun başka bir analog primitiv olsun hep insanların hata yaptığı nokta şu: Onlara "opamp" kavramını yada "transistör" kavramını kolay anlatılabilmesi için uydurulmuş fikirleri gerçek malzemeye uygulamaya çalışıyorlar.. tabii olmuyor

1-2 kitap aldım kurcalıyorum. Demek ki devreyi hiç denemeden direk sisteme adapte etsem gümmm.. Sonra ara ki bulasın sorunu.

Lm358'in Offset gerilimi kaç V?  baktınız mı?   

Hocam 2mV civarlarında.

edX opampın nonlineer bölgesinde kalmış olabilirsin.
Giriş voltajını 10 mV değil de   şöyle 100-200 mV mertebesine alırsan eminim çok daha anlamlı sonuçlar elde edeceksin.

@allegro hocam shunt'ten bunu okuyorum. O gerilimi başka nasıl yükseltebilirim ki ?

Ben high side'ı da denedim, onun olayı ap ayrı, bu devre çalışmadığı gibi onda da ilginç sonuçlar aldım.

direnç değerleri çok küçük. Ölçüm, kuvvetlendirme sonucunu etkileyecek kadar küçük görünüyor.
proteus bazı hesaplamalarda çoğu konuyu gözardı edebiliyor.

İlk etapta eviren çıkışlı devreyi dene. Ama buradaki gibi simetrik olmayan besleme durumunu göz önüne alman gerekir.  Eviren çıkışlı devreyi bir çalıştır sonra bu devreyi sonra ele alırsın.

Dirençlerin toleraslarını da göz önüne al.

Hocam dual supply olmadan eviren yükselteçten çıkış almam pek mümkün görünmüyor. Datasheet'leri iyice inceledim, örnek uygulamalarda dirençler çok yüksek ve  beni kullandığım direnç değerleri epey düşük görünüyor, onları arttırıp deneyeceğim.
Bir de bu haliyle dual supply kullanarak deneyeceğim. Sonuçları göreceğiz.

Araya gerilim takipçisi (buffer) koyarak dene.

Bu nasıl bir avantaj sağlar ?

Bu opamp rail to rail değil ki. Çıkış zaten sıfıra yaklaşamaz.

Hocam en üstte datasheet'ten alıntıladığım kısımlar sahte bir Rail to Rail'den bahsediyor gibi.

Bir de CMRR mevzu var. Onu da iyice öğrenmem lazım.

[z]

Giriş sinyaline 50mV kadar ofset verirsen sorun düzelir. Fakat bu uygulama için LM358 yanlış bir seçim.

[Erol YILMAZ]

@allegro hocam shunt'ten bunu okuyorum. O gerilimi başka nasıl yükseltebilirim ki ?
Ben high side'ı da denedim, onun olayı ap ayrı, bu devre çalışmadığı gibi onda da ilginç sonuçlar aldım.

Shunt direncini büyütebilirsin.
Şimdilik görmek için akımı büyütebilirsin.
Önemli olan görmek, daha sonrasında neyi yapamadığını anlayıp yöntemi yada belki de opampı değiştireceksin.

[sdonmez]

Merhaba,

Benzer sorunu ben de yaşamıştım https://www.picproje.org/index.php/topic,59079.0.html
Konuyu cevap yazmaya fırsatım olmadı ama çözümü buldum. Bu vesileyle, son durumu akşam eve döndüğümde yazayım ki benzer durumda olan arkadaşlar görsünler..

Sorun Z hocamın dediği gibi offset sıkıntısına benziyor.
Çözüm için şu adresteki devre yapısını kulladım: http://www.tradeofic.com/Circuit/15683-Op_amp_offset_adjustment_differential.html.
2.5V ofset verdim. 2.5V ofset vermemin nedeni ileride negatif akımları da ölçme ihtiyacı duyabilirim diye..
Yani giriş voltajı 0V olduğunda çıkışım 2.5V, giriş tarafı 0.21V olduğunda çıkış 3.5V oluyor. Giriş tarafı -0.21V olduğunda da çıkış voltajım 1.5V seviyesine iniyor.
Opamp Rail-To-Rail olmadığı için 5V ile beslediğim LM324, 5V seviyesine çıkamıyor. 3.7V'dan sonra çıkış voltajı artmıyor. Bu yüzden Maksimum 3.5V olacak şekilde kazancı ayarladım.

Orcad Pspice Student Edition ile simulasyon da yapmıştım. Simülasyon sonuçları ile devre örtüşüyor.

[edX]

Bütün yorumları okudum tek tek denedim, en stabil çözümü şöyle buldum.

Low side ölçüm  -- > gerilim takipçisi --> ayrı bir opampla x4 gain ( bu çok kararlı olmadı ).

Ofset ekleyerek denediğim zaman yine offset değerini çıkışta görüyordum ama  shunt üzerindeki gerilim değer çıkışa çok saçma aktarılıyordu.

Ayrıca ground'ları olabildiğince birbirine yakın tuttum ve star point tekniğini kullandım. Bu da doğruya yakın sonuçlar elde etmemi sağladı.

Bu meselenin üzerine gideceğim, gördüğüm kadarıyla çok lazım oluyor ve özel bir konu. Mesela enstrümantasyon yükselteçleri de var.