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Esame di stato prova pratica

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[11] Re: Esame di stato prova pratica

Messaggioda Foto Utenteelfo » 2 gen 2019, 23:13

elfo ha scritto:Il problema e' di traslare questi valori in una tensione che va da 0 V a 2.5 V (dinamica dell'ADC).

Quindi, secondo me, invece che un buffer (G=1) occorre introdurre guadagno+offset.
Il guadagno ptrebbe (forse) essere omesso diemnsionando opportunamente la R1

Riprendo il discorso.

Osserviamo il disegno qui sotto ripreso da quello di Foto UtenteMarcoD

Abbiamo un partitore dato dalla NTC e da R

Abbiamo un ADC con dinamica di ingresso 0 V - 2.5 V (secondo i dati del problema).

La NTC ha una escursione del valore della sua resistenza da 0 C a 100 C

0 C 32555 ohm
25 C 10000 ohm (Rt1)
100 C 677.3 ohm (Rt2)

E' subito evidente che per i valori di temperatura di interesse la tensione in uscita la partitore non andra' mai a 0 V (occorrera' quindi introdurre un "offset")

Vediamo qual e' il valore ottimale di R per ottenere in uscita al partitore una escursione di tensione di 2,5 V (dinamica max dell'ADC)

L'escursione di tensione vale

V = \frac{3.3 * R}{Rt2 + R} - \frac{3.3 * R}{Rt1 + R}

Risolvendo l'equazione per R si ha la seguente equazione di secondo grado

a*R^2 +  b*R + c

dove

a= 1

b= (Rt1+Rt2) - \frac{3,3}{V*(Rt1-Rt2)}

c= Rt1*Rt2


affinche' si ottengano soluzioni reali per R

occorre che il termine (nella formula risolutiva dell'equazione)

(b^2 - 4*a*c) >= 0

da cui

V <= \frac {3,3*(Rt1-Rt2)}{(Rt1+Rt2)*\sqrt{4*Rt1*Rt2)}}

Introducendo i valori numerici si ha

V <= 2,468027435

cioe' un valore di poco inferiore allla dinamica dell'ADC.

Occorre amplificare (seppur di poco)!

Il valore "ottimale" di R per avere la max tensione in uscita al partitore e':

R= 4695,687457 ohm
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[12] Re: Esame di stato prova pratica

Messaggioda Foto Utenteelfo » 3 gen 2019, 0:18

elfo ha scritto:V <= \frac {3,3*(Rt1-Rt2)}{(Rt1+Rt2)*\sqrt{4*Rt1*Rt2)}}

Correzione :oops:

V <= \frac {3,3*(Rt1-Rt2)}{(Rt1+Rt2)+\sqrt{4*Rt1*Rt2)}}
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[13] Re: Esame di stato prova pratica

Messaggioda Foto Utenteelfo » 3 gen 2019, 9:47

elfo ha scritto:0 C 32555 ohm
25 C 10000 ohm (Rt1)
100 C 677.3 ohm (Rt2)

Correzione 2 :oops:

0 C 32555 ohm (Rt1)
25 C 10000 ohm
100 C 677.3 ohm (Rt2)
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[14] Re: Esame di stato prova pratica

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 3 gen 2019, 10:35



Confermo i risultati di elfo (massima escursione (V1max - V1min) di V1)
Tuttavia, mi sono posto il problema di linearizzare il più possibile l'andamento della tensione con la temperatura, facendo in modo che l'errore di linerarità sia nullo a 0 , 100 e 50 C°, in queste condizioni
il valore ottimane di R1 sarebbe circa 3000 ohm.

Ho preparato uno schema elettrico completo, forse alcuni componenti possono essere omessi.
Ora occorre definire i valori dei componenti.
Tempo che ci siano limitazioni: per alcuni valori di guadagno non sia possibile introdurre l'offest voluto.


Se si usasse una configurazione con amplificatore invertente ( e scambiando fra loro R1 e Rntc) , si avrebbe una maggiore flessibilità di guadagno e offset.
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[15] Re: Esame di stato prova pratica

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 3 gen 2019, 20:01

Mi faccio un po' di pubblicità :D
Per una prima introduzione generale sulle ntc, prova a guardare questo articolo e i successivi sei.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[16] Re: Esame di stato prova pratica

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 3 gen 2019, 22:09

IsidoroKZ ha scritto:prima introduzione generale sulle ntc

IsidoroKZ ha scritto:successivi sei.


hehehe
Mi hai ricordato il libro "introduction to algorithms", più di 800 pagine.
:mrgreen:
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[17] Re: Esame di stato prova pratica

Messaggioda Foto UtenteEdmondDantes » 3 gen 2019, 22:20

PietroBaima ha scritto:Mi hai ricordato il libro "introduction to algorithms", più di 800 pagine.


E tu invece mi hai ricordato il libro "Solid State Physic", 900 pagine. Ma e' solo un'introduzione :mrgreen:
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[18] Re: Esame di stato prova pratica

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 3 gen 2019, 22:24

ahahah, è vero!

Comunque è vero, la SSP è una branca molto vasta della fisica, e con 900 pagine si può spiegare solo una sua striminzita parte essenziale.
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[19] Re: Esame di stato prova pratica

Messaggioda Foto UtenteEdmondDantes » 3 gen 2019, 22:30

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[20] Re: Esame di stato prova pratica

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 4 gen 2019, 11:36

Ho letto gli interessanti articoli di IsidoroKz, c'è già tutto...
non mi pare di aver errato nel mio approccio.. proseguo nel progetto:


0 C° 3255 Vmax
25 C° 10000
100 C° 677,3 Vmin

Scelta di elfo (max escursione della V)
Con R 4695 ohm, V min 0,416, Vmax 2,884 campo variazione di V 2,468

Una mia scelta (minimizzazione a occhio delle non linearità)
Con R 3180 ohm, V min 0,294, Vmax 2,721 campo variazione di V 2,427

Proseguo il progetto con la mia scelta:
Per ottenere un campo di 2,5 V occorre amplificare per 2,5/2,427 = 1,03

Faccio riferimento allo schema elettrico
L'amplificazione vale A = (R4+R5)/R4
impongo R4 = 100 kohm
ricavo R5 = 3 kohm

Ora l'offset
L'uscita minima è 0,294 occorre portarla a 0.
Occorre determinare il valore di V2 che agisce come fosse in ingresso a una configurazione invertente
V2/100k = - 0,294 / 3k V2 = 0,294* 100/3 = 9,8 V !!!!
purtroppo la massima tensione disponibile è 3,3 V
con il circuito e le tensioni date NON SI RIESCE A PROCEDERE !!!
Abbassare la tensione di alimentazione dal partitore Rntc, R1 ??? Così si deve aumentare il guadagno ?

O_/
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