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.2) l'amplificatore

Prima di leggere questa pagina consiglio  di aprire i seguenti links:

Corso di elettronica di base. L'amplificatore operazionale 1/2

Corso di elettronica di base. L'amplificatore operazionale 2/2

All’Arduino, come a tutti i microcontrollori manca un amplificatore adeguato per amplificare segnali deboli come potrebbero essere i microtremori, un segnale sismico naturale  e/o artificiale o altri fenomeni il cui segnale è molto basso.


Ne segue che in certi casi è necessario amplificare il segnale di un fattore inversamente proporzionale all’ampiezza del segnale acquisito, Per gli amplificatori illustrati nel manuale, se non diversamente indicato, il fattore massimo previsto è 2000 x9000X


L'Arduino ha possibilità di settare il fondo scala su tutti i canali a:

5 volt / +/- 2,5 volt consigliato per usare con geofoni

3,3 volt / +/- 1.6 volt consigliato per l'uso di accelerometri * 1,6 volt / +/- 0,8 volt consigliato per esperti


* anche con gli amplificatori utilizzando ic che abbiano v rif =3.3, in tal caso si avrà una definizione doppia del segnale


La gestione di questi parametri comporta conoscenze software ed hardware che per gli utenti inesperti di consiglia di non prendere in considerazione ( vedere paragrafo AREF )

per chi inizia usare 5 volt aduino 2009 , uno ecc e 3,3 volt arduino due , in tal caso gli eventuali amplificatori da usare dovranno essere basati su ivc che lavorano a 3,3 volt.



A seconda del tipo di segnale da acquisire esistono due modalità di acquisizione:


Amplificatori di tipo A): - vedere paragrafo 02.1) amplificatore 0 / 5 Volt

per misure tipo temperatura, inclinazione, spostamento, umidità, velocità del vento, accelerazione( con alcuni accelerometri ecc dove il trasduttore utilizzato genera valori da 0 a 5 volt non è necessario


Amplificatori di tipo B): - vedere paragrafo 02.2) l'amplificatore -2.5 / +2,5 Volt

Per misure di vibrazione ( esclusi alcuni accelerometri ) ed altri trasduttori che possono generare variazioni di corrente positive e negative occorre aggiungere agli amplificatori di tipo A un partitore in quanto l'Arduino non ha la possibilità di leggere differenze di potenziale negative.


Il circuito più semplice è quello di mettere all'ingresso un partitore costituito da dur resistense collegate al polo (+) e (-) del circuito il punto intermedio centrale alla IN dell' IC dell'amplificatore.


Si può utilizzare anche un piccolo trimmer in modo che sia possibile procedere all'eventuale taratura del sistema.



Gli amplificatori sono necessari se vogliamo aumentare la sensibilità dell'acquisitore


A seconda del tipo di schema elettrico utilizzato si possono utilizzare 4 modalità di amplificazione:


1) Amplificatore ad un solo stadio ( invertenti & non invertenti )


2) Amplificatore a due stadi ( invertenti & non invertenti )


3) Amplificatore differenziale


Ps. Nel caso di utilizzo di adc > di 20 - 22 bit collegati all'Arduino non è necessario amplificare ulteriormente il segnale.


UNA INTERESSANTE SERIE DI FILMATI SULL'AMPLIFICAZIONE


Amplificatore invertente

1 e 2° parte

Video di YouTube

Video di YouTube

 



Amplificatore non invertente

Video di YouTube





Amplificatore a due stadi

Video di YouTube





Amplificatore differenziale

Video di YouTube




ATTENZIONE: prima di collegare l’Arduino all’amplificatore occorre eseguire dei test  per essere certi di non aver fatto errori grossolani e rischiare di distruggere qualche componente vitale.


E’ sufficiente collegare alla massa e il polo positivo del cavo del porta batterie per stilo al collegamento massa e + 2,5 volt del porta batteria ( se si usano 2 pile a stilo da 1,25 volt) ( vedere apposito paragrafo ( TARATURA).


Collegando i puntali di un tester alla massa (nero) e al cavo che collega l’amplificatore 1 al pin out dell'amplificatore si dovrà leggere un valore pari alla metà della tensione in volt del set di batterie usate nel nostro caso 2,5 Volt, e pertanto leggere 1,25 volt .


Nel caso non si dovesse leggere un valore di tensione diversa occorre rivedere lo schema elettrico , verificare i contatti e/o procedere ad una taratura del sistema.


NON FARE MAI MODIFICHE AL CIRCUITO  CON CAVO USB COLLEGATO AL PC  E/O COLLEGATO AD UNA BATTERIA, PENA POSSIBILE FUMATA BIANCA...!!!!!!!!!



1.2.2) Un poco di teoria sugli amplificatori

*

figura A

*

figura B




schemi di un amplificatore non invertente  


In figura B è indicata la piedinatura da usare, se il vostro integrato ha piedinatura diversa dovete variare lo schema elettrico dell’amplificazione come da figura B


altro link sugli amplificatori   vedere il seguente link  in particolare amplificatori non invertenti , in alternativa quelli invertenti con gain massimo = 1000  

R1 = 1K ;  R2 = 1000 k;   gain = ( R1 +  R2 )  /  R1 = ( 1 + 1000 ) / 1) = 1001  


http://digilander.libero.it/nick47/opam.htmmanuale sugli amplificatori


teoria sugli amplificatori su wikiperia

da wikipedia, le basi teoriche degli amplificatori - quelli che interessano maggiormente sono gli amplificatori  non invertenti (C) e gli amplificatori invertenti (D)