dúvida Caneta de polaridade

[alexcibien]

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Olá a todos, tenho um projeto a realizar que consiste em uma caneta de polaridade, ou seja, um par de fio são engatados nos polos da bateria e uma sonda(agulha) que serve para testar quando estou com uma tensão positiva na ponta da sonda ela emite o led vermelho e quando uma tensão negativa o led verde. Porem há um problema que não tenho ideia da solução, que ela faz queimar microprocessadores, onde na ponta dela que medi com um voltímetro e nos polos positivo e negativo da bateria há uma diferença de potencial de 7v e -7v aproximadamente. Portanto tive uma noção de que esse pode ser o causador de queimar os circuitos que testo. A minha dúvida é a seguinte: teria algum meio de ter essa funcionalidade de testador de polaridade sem que essa tensão esteja presente na ponta da sonda.

[Jack O'Neo]

Eletrônica é um trade off eterno, a simplicidade sempre cobra o seu preço.
Sim é possível diminuir a tensão na ponta.

Podes por exemplo criar uma tensão de referência a partir dos 13,7v da bateria e usar um lm358 ou um lm324 pra detectar se a tensão na ponta é maior ou menor do que esta tensão de referência e usar as saídas do lm358, alimentado por uma tensão de trabalho ideal para a função, para acender os leds.

Na figura Nº: 05 deste tópico abaixo é possível ver um exemplo de como fazer isto, não é a única maneira de fazer creio eu, daria até pra usar um micro controlador tipo Arduíno pra isso também, existem diversas formas de abordar e executar este projeto, o uso de op-amps seria a minha abordagem pois além de garantir uma tensão menor na ponta garantiria também que a ponta apenas serviria como referência e não colocaria sobreconsumo de corrente no circuito em teste em virtude de que as entradas de amplificadores operacionais normalmente não consomem muita corrente. 

  

Boa sorte.

[alexcibien]

@Jack O'Neo saudações, irei testar amanhã, nem passou pela minha cabeça um ampop, lembrando bem eu ja havia utilizado em antigos projetos com microcontroladores.

Desde ja agradeço.

[alexcibien]

Voltei, testei agora o circuito, me baseei em um equipamento que tinha aqui disponível, passei o circuito para uma folha e depois para o programa de simulação proteus, porém ao rodar o circuito, o modo em que montei, creio eu, não funcionou e não faço ideia do problema, não tenho muito conhecimento com amplificadores operacionais, espero que alguem possa me ajudar nisso e em um norte para melhorar meu circuito.

 

Desde já agradeço.

[Jack O'Neo]

 

O circuito acima considera qualquer tensão acima de 0.87V como nível alto e acenderá o led vermelho, caso a tensão esteja abaixo de 0.87 volts ele considerará nível lógico baixo e portanto o led verde acenderá.
O led azul é o indicador de que a alimentação foi conectada.
os transistores foram alimentados com 5V e o limitador de corrente dos leds é o mesmo para ambos R6.
R3+R4 formam um divisor resistivo que gera a tensão de referencia já aproveitando a saída fixa do 78l05.

Podes ajustar conforme a necessidade.  

[nagkiller]

Considere:
1 - Verificar no datasheet do MCU (microcontrolador) a tensão máxima nos pinos. 7V está bem fora do especificado! Isso já te responde uma das perguntas!
2 - Seu esquema tem um erro no L2, onde está em curto-circuito o GND. No Proteus, vc precisa escolher outra  forma para simular outras referencias.
3 - No seu esquema, Sonda são todas ligadas entre si, correto?
4 - Se vc está usando uma fonte simétrica, então sua referencia de GND está errada. 

5 - Para a leitura de fonte assimétrica, recomendo criar um Terra Virtual (divisor resistivo com mesmo valor).
6 - Para usar tensões maiores que 5V ou 3V3, que é a tensão máxima do MCU, você terá que reduzir a tensão, usando divisor resistivo, por exemplo.
7 - Considere usar optos, assim isolará o MCU.

8 - NA1 e NA2 vão para o MCU, correto? Se sim, então deve garantir sempre que a tensão não passe da máxima, pode ainda usar em paralelo com o pino alguns diodos zeners, conforme a tensão máxima dos pinos do MCU.

9 - Seu esquema, vc usa uma tensão +B, mas ali na sonda, está usando um "Positivo".
10 - Para que servirá o "SINAL"?

Flw...

 

[nagkiller]

Circuito exemplo:
 

Com o GND proveniente dos catodos de D5 e D6 e o +VCC proveniente dos anodos de D4 e D7 faz-se uma fonte 5V com um 78xx05 para alimentar a parte baixa do circuito (MCU e LEDs, por exemplo). Neste caso tem-se apenas 2 fios ao invés de 3!
Recomenda-se para isso, o uso de bons capacitores antes e depois do regulador, conforme o datasheet.

As INPUT MCU NI e INPUT MCU I também podem ser movidas para um único pino de ADC, economizando pinos, caso deseje fazer isso. Neste caso deverá fazer algumas alterações. D3 é um diodo zener de 5V1 (caso esteja usando um MCU de 5V).

Na alteração abaixo, quando não houver uma bateria, a tensão ADC é de 5V. Quando houver uma bateria e a polaridade estiver correta, a tensão fica em torno dos ~2V5 (metade) e se estiver invertida a polaridade, fica na base dos 4V5. Ai só atuar nas saídas dos LEDs, de acordo com a tensão INPUT MCU ADC INVERSAO.

 

 

 

Flw...

Editado: 6 de Fevereiro por nagkiller

[Jack O'Neo]

@nagkiller Acredito que o aparelho seja usado para identificar falhas em veículos e que os micro controladores que estão queimando são das centrais dos carros em teste.
 Posso ter entendido errado.  

[alexcibien]

@Jack O'Neo Exatamente, pois quando usava a caneta comercial que possuia o primeiro circuito do tópico ali, ela possuia uma tensão na ponta, e isso creio eu q queimava os processadores dos módulos centrais durante testes e fez perder uma grana para a empresa. Vou testar esse circuito mas acredito que seja isso mesmo, e olhando bem e comparando com o do teu tópico que me mandou realmente era bem simples de adaptar para a minha necessidade. Agradeço a ajuda de ambos.

Editado: 6 de Fevereiro por alexcibien

[nagkiller]

Realmente, não estava bem especificado. Então eu entendi errado.

 

Flw...

Editado: 6 de Fevereiro por nagkiller

[Jack O'Neo]

 

Se eu fosse montar, montaria assim.
Q2 evita que em caso de desconexão acidental da alimentação exista tensão residual no circuito.
Foram adicionados c4 para estabilizar a tensão de referência, e r3 foi aumentado para que esta fique abaixo de 0,5V.
D3 propicia descarga dos capacitores após a saída do 78L05.
R8 ajuda a consumir energia residual após desconectar o circuito da bateria.
E R7 faz com que a tensão da ponta de prova fique em estado de nível baixo até que uma tensão apareça na sonda, só pra garantir que haja sempre um estado lógico específico no circuito.

  

[Jack O'Neo]

Pensando aqui, talvez estas minhas proposições iniciais também não atendem exatamente a necessidade, pois, haveria um espelhamento da tensão de referência nos pinos 5 e 2 e sendo assim estado lógico indefinido até que a ponta seja inserida no local de teste.
Um dos leds sinalizadores sempre estará ativo, com r7 será o led verde, sem r7 o led vermelho, poderia ser adicionado um botão para desconectar o r7 da sonda após inserção para confirmação de estado lógico baixo, que então seria fornecido pelo ponto de teste, para solucionar o problema do circuito imagino.

Se não for viável ter o botão no aparelho aí uma nova abordagem precisa ser encontrada. 

[alexcibien]

Ah certo, um dos leds realmente peermaneceu aceso aqui, vou testar esses circuitos ver qual se adequa melhor e adicionar esses pontos que realmente parecem ser importantes, se não estaria flutuando a tensão, seria isso?

[alexcibien]

Uma dúvida, o modo em que montei no proteus teria algum vício errado meu?

[alexcibien]

E uma coisa que achei estranho não sei se é do proteus o no circuito está isso, o GND (-B), está com 1V, ele n precisaria estar com 0V na medição com a sonda?

[alexcibien]

No canto inferior esquerdo tem uns erros não entendi direito o que deu errado.

[Jack O'Neo]

47 minutos atrás, alexcibien disse:

se não estaria flutuando a tensão, seria isso?

Justo.
O problema com o R7 no circuito é que ele sempre vai fazer com que haja um terra, então a ideia do botão seria pra quando colocar num ponto de teste que não mudar o led aceso para o vermelho, confirmar que realmente é um terra.

 

Sem o R7 a tensão na sonda ficaria igual a tensão de referência em virtude do espelhamento criado pelo próprio op-amp e o led vermelho ficaria aceso.

 

[Jack O'Neo]

50 minutos atrás, alexcibien disse:

Uma dúvida, o modo em que montei no proteus teria algum vício errado meu?

Se o que queres dizer com a pergunta faz referência à disposição dos componentes em grupos individualizados, eu não vejo como problema, mas para mim, é mais fácil/rápido entender circuitos quando estão diretamente conectados.

 

No desenho que fizeste, tem um dos leds invertido, e a alimentação dos mosfets está incorreta, onde colocaste o terra deveria ter o resistor de limitação de corrente dos leds que é ligado aos 5v.

O ampop+ pode ser substituído por +B, é desnecessário.

O op-amp deve receber +b no pino 8.

Não adianta colocar o teu D4 caso não haja no circuito um equivalente do meu R8 pois quando a tensão ficar abaixo da tensão de condução do led (2.2V) o resquício de energia em B+ procurará outros caminhos para se estabilizar que é o que eu quis evitar com a inserção do meu R8.

O LM358 tem dois op-amps em um único CI portanto é desnecessário colocar terra e vcc em ambas as representações dos pinos 4 e 8.

O terra deveria ser 0V, aqui fica em 0V, provavelmente os erros no rearranjo é o responsável.

 

 

[alexcibien]

Certo, irei testar cada parte do circuito pra ver onde esse 1V está localizado, me ajudou muito esses pontos.

[alexcibien]

Realmente tinham vários erros no meu, acabei de testar aqui e uma coisa que me deixou confuso é os leds's sempre acesos, será que faltou algo que não alterei como me mostrou @Jack O'Neo.

[Jack O'Neo]

selecione os mosfets clique com o botão direito do mouse, selecione a opção Y-mirror ambos estão invertidos.

Eu que me equivoquei, estão corretos.

Inverta Dr e Sonda na junção das entradas dos op-amps. 

Editado: 6 de Fevereiro por Jack O'Neo

[alexcibien]

Estranho, fiz isso mas ainda continuou com os leds acesos, como se os mosfets não desaturassem.

[Jack O'Neo]

Coloca voltage prob no gate dos mosfets.
Um deles deveria estar com nível alto.
Fosse você copiava o circuito exatamente como está e depois ajeitava como quisesse.

Verifique também se o lm358 que selecionou tem spice model. 

[alexcibien]

Vou tentar, acho que estou pulando os passos mesmo, quanto ao lm358 onde que eu veria quando um componente possui ou não o spice model?

[Jack O'Neo]

no preview dos componentes do lado direito da tela bem no alto ele fala:

no simulator model (não funciona)

spice model (ideal)

schematic model (geralmente funciona)

isso se aplica a todos os componentes ativos, se forem "no simulator model" não dá pra rodar simulação.