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Amp Op Logarítmico / Anti.Log
Olá pessoal, boa tarde venho aqui pedir ajuda para um projeto que estou desenvolvendo.
Então, estou tentando linearizar o sinal de um sensor de temperatura NTC. A curva do sensor segue abaixo:
Pois bem, lendo sobre o assunto verifiquei que uma maneira de fazer tal linearização, sem utilizar de programação, é utilizando um Amplificador Operacional Anti.Logarítimico. Segundo este video, https://www.youtube.com/watch?v=_9M1FH1kg7Y&feature=relmfu, em 5:24, se enviarmos um sinal de entrada para um amp.op antilogarítimo obteremos uma saída linear proporcional a entrada.
Esta é a configuração sugerida pelo video:
Abaixo segue o circuito que estou utilizando, ou seja, não-linear:
A resistencia proxima a alimentação, que possui dois valores (470ohms e 77ohms), representa o sensor NTC.
Assim, eu gostaria de saber se, de fato, substituindo o amplificar do sensor por um AntiLog irei linearizar meu sinal.
Além disso, existe alguma restrição para qual diodo/resistor devo utilizar na configuração AntiLog?
Qualquer ajuda é bem vinda! ^^
Respostas a este tópico
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Permalink Responder até Jalves Santos Medeiros em
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Olá Sério, já te adicionei! ^^
Ficarei muito grato se me puder enviar algum material! Mas deixe-me ver se entendi, você sugeriu que eu utilizasse uma constante RC para que obtenha uma saida linear? Se for isso, o capacitor, iria linearizar a curva em seu ciclo de descarga, certo???
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Ok, é que isto não ficou muito claro na sua primeira resposta... Poderia explicar melhor?
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Permalink Responder até Wiechert em
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Olá Jalves,
Dê uma olhada nesta apostila, no item operador exponencial.
http://www.eletr.ufpr.br/marlio/te051/parte2.pdf
Abraço.
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Permalink Responder até Joe Nova em
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Olá Jalves
Acho este assunto fascinante ! Se partirmos do princípio de que o nosso cerebro é um computador analógico temos muito pela frente nessa area , não é mesmo ?
estou postando aqui um esquema prático de um amp log para sua analise.
Qto as suas perguntas
Sim vc pode linearizar a resposta do seu sensor utilizando amplificador Anti Log.
Vc pode usar a junção de um diodo para implementar um amplificador não linear, como mostrou o Marcos na sua sugestão teórica.
No esquema que postei o autor usa a junção de um par de transistores casados o LM394, dois transistores no mesmo involucro identicos e termicamente acoplados e usa tb um termistor para a compensação térmica o RT, deve ser levado em consideração o fato de que as junções semicondutoras tanto do diodo qto dos transistores são muito sensiveis a temperatura.
Este esquema é para o inicio da discusão, postarei alguns anti log no decorrer da discussão
Abraços
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Permalink Responder até Joao Dias em
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Dependendo do grau de precisão que vc tiver, pode usar um resistor em paralelo com o NTC para melhorar a resposta dele dentro de uma certa faixa.
Vc tem a faixa de temperatura que vc irá utilizar?
Os amplificadores Log são difíceis de serem ajustados, dependendo da faixa de interesse. Qto maior a faixa, mais difícil. Fiz uma vez isso e demorou para conseguir o ajuste. Contudo, o circuito proposto acima, tem apenas um potenciômetro, ou seja, uma variável e diz garantir 5 décadas.
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Olá João
Muito boa a idéia de usar um resistor em paralelo com o termistor, ajusta a curva !
Qual era o seu propósito quando montou um ? um AGC uma linearização de sensor ?
vc pesquisou algo como o LOG 101, anexo a este ?
abços
- Anexos
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log101.pdf, 468 KB
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Permalink Responder até Joao Dias em
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Bom Dia Joe,
Eu estava preparando um amplificador para instrumentação que precisava de uma faixa operacional de três décadas. Como isso faz muiiittooo tempo, foi realizado com Amp Op e componentes discretos mesmo. Aprendi muito, mas foi difícil ajustar. Eram três parâmetros (potenciômetros) que tinham que ser ajustados e qdo um variava, as outras variáveis também precisavam de ser ajustadas novamente, era iterativo.
O Log101 eu nunca usei, parece ser bem mais fácil usar do que o que eu fiz e é bem interessante. Vc sabe o preço dele?
Contudo, concordo com os colegas qdo questionam se o amplificador log será utilizado em conjunto com um CAD ou não. Aliado a este fator tem o que disse antes. Se o erro admitido permitir, use o resistor em paralelo e faça a conversão ou não do resultado.
Abs.,
Joao
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Olá João
Bons tempos em que faziamos os projetos sem simuladores !
Vc tem razão quando questiona o erro admitido afinal, na tecnologia digital a resolução do conversor AD limita a precisão, isto deve ser levado em conta quando trabalhamos com funções exponenciais pois quando o slope esta acentuado a precisão acaba. este fato é facilmente observado quanto tentamos resolver a função ARCTAN a partir do SEN e COS.
O preço do LOG 101 não sei, mas deve ser salgado em relação ao preço de um arduíno...beduíno.. severino...sei lá...Nada contra os ATMEGA são grandes microcontroladores.
Já o preço do AD 538 , verdadeira CPU analógica, vc pode ver aqui,(LINK) com ele vc pode resolver o teorema de Pitágoras a função arctan e muito mais e tudo em tempo real.
Abços
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Realmente é muito interessante as aplicações possíveis de serem feitas com um operacional. Eu me incluo entre os entusiastas no que se refere a esse componente maravilhoso com o qual conseguimos fazer todas as funções matemáticas possíveis.
Mas convém resaltar aqui que se o sinal linearizado for ser entregue a entrada de um conversor A/D, pode ser que não compense economicamente incluir todos estes componentes que ocupam espaço físico na placa e que custam dinheiro. Afinal, voce pode fazer a linearização por software através de uma simples tabela ou matriz na memória do microprocessador, supondo que este já estaria incluso no projeto.
Agora se for para projetar um circuito totalmente analógico ai sim compensa e se justifica plenamente o uso destes circuitos.
Tudo depende dos objetivos do projetista e da finalidade do projeto.
Abraços.
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Olá Marcos
Concordo com vc, afinal engenharia é otimizar recursos.Neste caso onde velocidade não é quesito básico a idéia de usar uma função matemática de uma biblioteca do C, soa tentadora.
Porem no quesito confiabilidade e no prazer de projetar seu próprio processador de sinais, não tem preço.
Abços
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Olá Joe.
Concordo com você que os únicos computadores que realmente conseguem operar em tempo real são os analógicos, isso não tenho a menor dúvida.
Infelizmente, percebo que hoje em dia as matérias de eletrônica analógica são cada vez menos estudadas nos cursos técnicos e superiores, ficando limitados aos circuitos mais básicos, deixando muitas dúvidas e desconhecimento nos novos profissionais, os amplificadores operacionais são um bom exemplo.
Mas entenda que quando eu escrevi sobre a possibilidade de fazer a linearização por software, não estava me referindo a fazer a leitura do AD e então fazer a linearização através da resolução da função da curva do sensor com as funções matemáticas das bibliotecas da IDE do arduino ou de qualquer outro microcontrolador que gasta inúmeros ciclos de máquina para resolver os cálculos em ponto flutuante cada vez que uma amostragem se faz necessária.
Esta seria uma solução de amador.
O que se faz neste caso, onde se pode usar um microcontrolador comum e não um DSP, é fazer uma tabela de linearização na memória do microcontrolador, do tipo, quando o AD for igual x a temperatura será y e assim para toda a faixa de interesse da curva do sensor .
Assim, o programador faz os cálculos de conversão uma única vez durante a escrita do programa, e deixa que o processador apenas tenha que fazer a leitura do AD e a consulta da tabela já com o resultado da linearização sem ter que gastar tempo com cálculos, afinal de contas, não tem nada que um processador faz melhor que do trabalhar com tabelas .
Entenda que não estou tentando "puxar a sardinha da brasa de ninguém" mas sim aplicando a engenharia em sua finalidade primordial, que é a de perceber problemas, discutir e analizar friamente as possibilidades e oferecer as melhores soluções possíveis para cada caso. Sem se deixar levar por "paixões" por esta ou aquela tecnologia em especial.
Abraços
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Olá Marcos
Entendido ! A solução que vc chama de amador estou usando-a e com relativo sucesso já usei outras vezes depende dos objetivos do projeto, os ATMEGA são exelentes para calculos com ponto flutuante, tive a oportunidade de comparar um PIC 18F4550 com um ATMEGA32, Não sei o pq de tanta diferença seria devido ao no. de instruções ? O ATMEGA é sensivelmente melhor em tudo no que se refere a calculos.
Quanto aos DSP , não posso dizer nada, nunca utilizei um em um projeto, vou precisar estudar um pouco o assunto. Vc pode indicar alguma leitura básica nós ?
Acredito que a natureza nos dá exemplos magnificos de como utilizar e reutilizar recursos. A tecnologia digital é uma criação da mente humana tal , como a linha reta, simplesmente não existe na natureza o próprio espaço é curvo. Porém vejo a tecnologia digital como um martelo que forja as ferramentas que serão utilizadas no futuro para o projeto dos computadores analógicos, os quais ainda não temos conhecimento técnico para produzi-los apenas os matemáticos. Daí é que vem minha admiração pelos computadores analógicos.
Não quis dizer em momento algum que vc esta puxando a sardinha, me desculpe .
Eu gostaria de deixar claro aqui que o mais importante é a diversidade de opiniões, empresto aqui as palavras do Nelson Rodrigues. Toda unâniminidade é burra !
Abraços
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