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slavin89

Interfacciare Pic 16F877 A Pt100Ohm

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slavin89

per doppia alimentazione intendi +5 e -5 Volt?

non posso togliere i 100 mV inserendo nel circuito un ampli come dici tu alimentandolo solo a 0 e +5 volt?..

vedo che il tuo circuito utilizza +10 e -5 volt ma è proprio indispensabile?

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Livio Orsini
vedo che il tuo circuito utilizza +10 e -5 volt ma è proprio indispensabile?

No, si può usare solo alimentazione a +10V, complicando molto il circuito, usando poi ampli Rail to Rail altrimenti si avrebbe saturazione.

La topologia che ho usato io credo sia la meno complicata. La doppia alimentazione comporta solo un doppio regolatore dal costo di qualche decina di centesimi.

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slavin89

QUindi per questo intervallo di temperatura hai esattamente 38,5 mV. Se vuoi ottenere un intervallo pari a 5 V, dovrai avere un'amplificazione paria a = 5000/38.5 = 129.87 volte circa.

Però se non togli l'offset dei 100 mV iniziali la tua tensione finale avrà un'ascursione da 12,987 V a 17,987 V.

Io ti consiglio di fare due stadi di amplificazione, il primo con guadagno <10 ed il secondo con guadagno di circa 15. fai 2 stadi invertenti, nel primo stadio inserisci un offset per eliminare i 100 mV. usi un amplificatore a doppia alimentazione ed hai risolto il problema (guarda caso è la mia soluzione.)

leggendo bene mi stai dicendo che non potrò mai avere una tensione di 0 a inizio scala perchè comunque devo alimentare la pt100 con una corrente e fin qui ci sono..

ma ho due domande..sul mio circuito posso inserire un secodno stadio del tipo che mi indichi tu?..puoi darmi qualche indicazione?

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Livio Orsini
..puoi darmi qualche indicazione?

Scusa Slavin89 ma più che fornirti lo schema!

Come ti ho già scritto molto tempo fa, studiati il circuito sulla carta, magari avvalendoti di un simulatore facile e gratuito come LTspice (lo si scarica dal sito LT). Ti metti a punto il circuito sul PC in simulazione, poi passi alla bread board e devi fare solo qualche piccolo aggiustaggio.

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slavin89

ho steso sulla carta il circuito ed ho provato a capirci un po di più..

facendo qualche passo indietro mi sono bloccato di fronte ad una cosa..

non riesco a capire perchè non va bene la singola alimentazione..o meglio..in teoria per generare la corrente e amplificare il segnale della pt100 mi è sufficente l'alimentazione positiva giusto?; la tensione negativa al limite mi serve per spostare l'offset in negativo o sbaglio?..cioè utilizzo un ampli come sottrattore e lo inserisco nel circuito tra l'alimentatore di corrente e il filtro di correzzione giusto? cosi posso togliere i mV che mi si generano naturalmente anche a inizio scala..

è giusto come ragionamento?

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Livio Orsini

Se la tensione sulla PT100 è positiva e tu usi una catena di amplificazione tutta non invertente, allora non hai bisogno di alimentazione negativa per gli operazionali, perchè hai uscite solo positive.

Però prova a fare le compensazioni con questo tipo di topologia e ti accorgi come diventa tutto più complicato.

Un ultima cosa. Hai un segnale di 38.5 mv da portare a 5 V, significa un'amplificazione >129! Realizzare un simile guadagno con un solo stadio è andarsi a cercare i guai, meglio usare 2 stadi.

In quanto al filtro, puoi benissimo evitarlo. E' molto più semplice ed efficace realizzarlo a livello software.

Edited by Livio Orsini

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slavin89

Ciao a tutti, ciao Livio ho abbandonato il circuito della microchip e mi sono buttato su quello proposto da te però prima di costruirlo vorrei capire come funziona quindi vorrei farti qualche domanda

in ingresso non invertente del primo OP porti un tensione che arriva da un LM4040.. vorrei capire perchè non lo alimenti direttamente a 10 V; o meglio..utilizzi un LM4040 per avere una tensione stabile di 10 V oppure c'è un altro motivo?

vedo che utilizzi come tensione di riferimento 2,047 volt è un valore obbligato oppure posso usare per esempio +Vcc che è la stessa che utilizzo per la vref del convertitore del pic?

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Livio Orsini

Lo LM4040 è uno zener di precisione con tensione pari a 2047 mV, il primo AO se non ricordo male è in configurazione ad inseguirtore di tensione con guadagno unitario, serve solo per non caricare il geenratore di riferimento di tensione.

Ho scelto questo valore di riferimento perchè...era comodo per altre applicazioni. Comunque il circuito è tutto configurato, come valori, su questa tensione. Per variare il valore di riferimento bisogna ricalcolare quasi tutti i valori dei resistori.

Ti consiglio di usare il riferimento interno a +5V per il convertitore A/D del PIC.

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slavin89

quindi tu la Vref la prelevi dal LM4040 e con lo stesso alimenti anche l'ingresso dell?OP ?

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Livio Orsini

NO! Il prmo stadio di amplificazione è solo un voltage follower, dalla sua uscita si deriva la tensione di riferimento.

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slavin89

scusami Livio sto sforzandomi di capire lo giuro ma non mi è chiaro questo passaggio..

ho riprodotto il circuito in Spice

all'ingresso non invertente del prima OP tu porti l'anodo dell'LM4040 che è in comune con R1 ..se io qui gli dò un'altra tensione che deriva magari da un LM336 per esempio cosa succede? e poi non capisco quella ref 2.047 che c'è in uscita sempre al primo OP..cioè quella a me sembra una tensione che tu ti tiri fuori o sbaglio?

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Livio Orsini

Ci sono dei limiti anche alla mia capacità di spiegare le cose.

Lo LM4040 non è uno zener classico. Quello che vedi è solo un simbolo grafico per dare un'idea. Il pin 2 va connesso a zero volt, il pin 1 va connesso, tramite un resistore , alò positivo. Tra i pin 1 e zero volt si avrà una tensione di circa 2047 mV.

Applicata all'operazionale in circuitazione "voltage follewer" all'uscita dello stesso si ha la medeima tensione senza che la sorgente LM4040 venga caricata. L'uscita è inviata, come riferimento al geenratore di corrente costante che alimenta la PT100 ed ad un partitore che servirà poi per tarare lo zero compensando l'offset. I due stadi che seguono effettuano l'amplificazione necessaria.

Tu invece dello LM4040 puoi usare quello che più ti piace, puoi anche cambiare i valori di tensione, poi però devi riaggiustare tutto.

Ora il circuito è semplicissimo. Usa le funzioni elementari degli amplificatori operazionali. Quelle te se non le conosci te le devi studiare, amgari ricercando sul webb qualche dispensa.

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slavin89

scusa se riprendo di nuovo io la parola..

ho costruito in spice questo circuito

che è quello che ho copiato dal tuo schema..ci ho passato sopra un pomeriggio ma non sono riuscito a farlo funzionare..

se imposto 100 ohm in uscita ho -2.041 volt

se imposto 138.51 Ohm ossia 100°C in uscita ho -606 mV

quindi ho sia una polarità inversa sia un range sballato..

sicuramente sto sbagliadno qualcosa ma non trovo cos'è mi puoi indicare ?

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Livio Orsini

Non so che dirti, dovrei esaminarlo nel dettaglio. Io so che quel circuito, montato, è funzionante da anni.

E' stato anche usato da un altro utente del forum, credo proprio l'autore di questa discussione, che ne ha realizzati alcuni esemplari.

Edited by Livio Orsini

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Livio Orsini

Questo è il circuito simulato. Con 100 ohm esce una tensione di circa 10 mV, mentre con 138.5 escono 4.8 V circa.

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slavin89

in effetti tutti i valori di resistenza sono diversi assomiglia molto di più all'altra versione proposta che ho trovato sempre qui nel sito l'unica differenza è che questo non ha la correzzione del 3° filo ora provo ad implementarla e vediamo..

intanto grazie

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Livio Orsini

Comincia con il fare le prove di simulazione con questo ed a capire bene com funziona il tutto, poi vediamo la com pensazione a 3 fili (che è banale). :smile:

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slavin89

:)

ok sto sperimentando un po..sono riuscito ad adattare il range a -200 ÷ + 100°C semplicemente con la variazione di offset e guadagno..e ricapitolando un po il circuito vedo un inseguitore di tensione, un alimentatore di corrente con il secondo OP poi ha messo un sommatore invertente per il segnale della pt100 più la tensione di alimentazione per individuare la variazione di tensione al variare della resistenza, .ci sono?..

sono un po perplesso sul discorso amplificazione..ero sicuro che adoperassi un'amplificazione a due stadi..in realtà però mi sembra che utilizzi solo l'ultimo OP come amplificatore tuttavia variando il valore di R 5 ottengo un'ulteriore piccolo incremento dell'offset dato dall'elevamento della tensione che lascio passare in uscita da U2 per la formula Vo=-(R5/R6)xV6-(R5/R12)xV12

spero di non aver detto / sparato cazzate

correggimi altrimenti :)

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Livio Orsini
.in realtà però mi sembra che utilizzi solo l'ultimo OP come amplificatore

Prima cosa. Sul forum ci si considera tutti amici e colleghi, indipendentemente dall'età, titoli accademici e quant'altro; quindi va benissimo un amichevole tu in luogo del formale lei.

Il primo stadio di amplificazione, invertente, guadagna più di 14; il secondo stadio non invertente guadagna intorno a 10, dipende da...quanto basta.

Si il calcolo del guadagno del primo stadio lo hai centrato, solo che il segnale per sottrarre l'offset è in sottrazione al segnale derivante dall PT100.

per lo stadio finale U4, il guadagno è dato da (R13+R14)/R14

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slavin89

ma il guadagno di U4 non è dato da R13/R14?..

ho pensato anche alla compensazione del terzo filo..vedendo un po secondo me dovrei prendere il terzo filo ed inserirlo in parallelo a R12 e a R6 facendolo passare attraverso una resistenza di uguale valore alle due per poter inserire anche quella tensione nel circuito sottrattore..

corretto?..

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Livio Orsini
ma il guadagno di U4 non è dato da R13/R14?..

Proprio ti mancano le conoscenze fondamentali sull'uso degli operazionali. :smile: Se vuoi continuare devi assolutamente acquisirle!

U4 è in configurazione non invertente!

Per la compensazione non devi aggiungere niente. :smile: E' un collegamento a 3 fili. Un filo è lo zero volt, l'altro è il collegamento tra generatore di corrente e termoresistore (PT100), il terzo è il collegamento tra termoresistore e amplificatore di misura.

Edited by Livio Orsini

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slavin89

sul terzo filo ci stavo giusto pensando ieri sera e mi ero accorto che forse non servivano modifiche..

in effetti gli operazionali faccio un po fatica ma da quando è iniziata la discussione ad oggi ho imparato un po di cosette ..grazie a te che mi hai fatto ragionare devo essere sincero..tuttavia faccio ancora fatica..sto cercando qualche guida in internet però alcuni passaggi sulle formule mi sfuggono

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slavin89

una cosa..se fosse già predisposta la compensazione del terzo filo non dovrei vedere una variazione di tensione nel caso in cui la resistenza del filo aumenti invece se inserisco una resistenza tra la pt100 e R7, una di uguale valore tra pt100 e R5 e lo stesso tra pt100 e massa dall'altro capo per simulare l'aumento di resistenza dato dal cavo la tensione cambia totalmente questo significa che non viene fatta la compensazione del 3° filo che solitamente si usa per eliminare l'errore dato dalla lunghezza del cavo

sbaglio?

Edited by slavin89

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Livio Orsini

Devi pensare a come è fatto nella realtà il collegamento fisico.

Essendo i 3 fili di egual sezione, egual lunghezza, l'aumento di resitenza di uno comporta un egual aumento degli altri, idem per la diminuzione.

La compensazione, con 3 fili, non è totale perchè non è compensato il filo che collega lo zero volt, bisognerebbe usare il collegamento a 4 fili.

In pratica si compensa solo metà della resistenza di collegamento. Però quello che interessa veramente non è la compensazione della resistenza di collegamento, che viene compensata staticamente con l'azzeramento dell'offset, ma la compensazione delle variazioni di resistenza per variazione di temperatura ambiente. Queste variazioni non sono molto grandi, quindi anche compensandone solo la metà il risultato è più che buono.

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slavin89

scusami Livio non ti seguo..le termoresistenze quando si costruiscono si decide di farle a 2 3 o 4 fili a seconda di quale strumento poi ci si collega anche; però la costruzione a tre o quattro si fa quando si ha uno strumento in grado di effettuare la compensazione del terzo filo ossia uno strumento che riesce ad eliminare l'errore dovuto per esempio all'introduzione di una resistenza significativa nella linea che va dal sensore allo strumento ossia dal cavo stesso che se di una lunghezza importante comincia ad avere qualche Ohm che applicati alla pt100 sono gradi di errore..chiaro che se riesco a compensare entrambi i lati della linea ottengo una precisione migliore se invece compenso solo un lato sarà un po peggiore ma sempre meglio di non compensare nessun lato..

questa premessa per dire che a occhio e croce il circuito in esame non fa già la compensazione di nessuno dei due lati della pt100 quindi è un circuito per pt100 in collegamento a due fili..

spero di essermi espresso in maniera comprensibile e chiaramente attendo correzzione :)

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