¿Cómo puedo producir una señal de control analógica de -2 a 12V?

Tengo un controlador de posicionamiento micro/nano sensible que toma señales de -2V a +12V como entrada. Luego, este controlador produce alto voltaje de -20 V a +120 V como su propia salida para activar un cristal piezoeléctrico, que se contrae y expande microscópicamente según el potencial que experimente.

Sé cómo producir un rango de señales de 0-12 V CC usando un potenciómetro y una batería de 12 V, sin embargo, no conozco una forma de producir señales de -2 V a 12 V CC.

Al principio estaba un poco confundido ya que la diferencia de potencial entre -2 y 12V será de 14V (es decir, "0" a 14V), pero luego me di cuenta de que el dispositivo controlador en sí tiene su propia tierra de "0V", por lo que de hecho es posible tener -2V y +12V en relación con eso.

Estoy abierto a cualquier cosa, ya que es fundamental hacerlo bien, pero no tengo demasiada experiencia en la construcción de circuitos electrónicos con amplificadores operacionales. Dado que controlo movimientos muy pequeños con este cristal piezoeléctrico, idealmente me gustaría producir estas señales de -2 a 12 V con un controlador digital, tal vez algo que vaya desde una entrada PWM de 12 o 16 bits a una salida de -2 V a 12 V. . Si hay una forma de usar un potenciómetro, también podría usar un motor paso a paso para girarlo, pero todavía estoy confundido sobre cómo obtener el -2 a 12V.

Utilice un DAC con fuentes de alimentación bipolares. De alguna manera tendría que generar el suministro negativo, pero sería una corriente bastante baja. Si desea usar PWM, necesita un circuito convertidor de PWM a CC que es simplemente un filtro de paso bajo y posiblemente amplificadores operacionales para obtener el rango de -2V a +12V. Nuevamente, debe generar un voltaje de suministro negativo.
¿Tiene un suministro flotante de 14 o 15 V? Si es así, un búfer de ganancia de unidad de pot, cap y Op AMP puede crear una tierra virtual a 2V. Los motores paso a paso con 2 bobinas no están relacionados, ¿verdad? Eso requiere un circuito de controlador de cuadratura bipolar paso a paso, no un circuito de compensación de CC con 200 ciclos por rotación típica. Tal vez quieras un posicionador servo
Gracias. Iré con una placa de evaluación para un DAC bipolar por ahora. Estoy mirando EVAL-AD5754R. analog.com/media/en/technical-documentation/user-guides/… A $24 no es un IC barato, pero con suerte valdrá la pena en el futuro una vez que dedique un tiempo a aprender (la primera vez que uso un DAQ IC).
Parece que alguien ha trabajado en la interfaz del AD5754 con arduino e incluso ha creado un escudo (aunque primero iré con la placa de evaluación). laserlance.com/projects/arduino-dac-library-and-shield
También encontré este interesante artículo "Challenge the Conventional - Make Unipolar DACs Bipolar" maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5581 pero tendrá que esperar para un estudio futuro.
¿Has respondido tu propia pregunta?
@ Sparky256 Lo haré si puedo hacer esto con éxito ... Todavía necesito entender cómo crear la fuente de alimentación negativa e interconectarla con el DAC. Para empezar, puedo probar con una batería de 1,5 V y una batería de 12 V, pero aún necesito entender si se pueden usar con el DAC y cómo.
El AD5754 puede ser un poco exagerado, ya que tiene 4 canales de salida. La buena noticia es que Analog Devices fabrica algunas de las mejores cosas del planeta. No creo que llegue muy lejos sin una batería de 12 voltios y -2 voltios regulada, incluso si su fuente de alimentación es una batería de 12 voltios, que no permanece en 12,00 voltios, sino que varía con el tiempo y el uso.

Respuestas (1)

Dado que su pregunta inmediata parece ser cómo crear una "señal" que sea ajustable entre -2 y 12 voltios. Prescribiré un experimento simple que puede realizar en la comodidad de su propia sala de estar y que ilustrará el principio básico. El principio es extensible a muchas implementaciones, incluidos DAC y similares.

Conecte el potenciómetro y el suministro de 12 voltios tal como lo describe para obtener una "señal" (en realidad, un voltaje de CC) que se puede variar de 0 a 12 voltios girando el potenciómetro a través de su rango mecánico.

A continuación, conecte otra fuente de alimentación de la siguiente manera. Idealmente, este sería un suministro de 2 voltios, pero puede ser de 5 voltios o similar. Un suministro de banco ajustable ajustado a 2 voltios funcionará bien. Ambas fuentes de alimentación deben estar aisladas de la conexión a tierra (la mayoría de las fuentes de alimentación lo están, o le permiten hacerlo, a través de los terminales de salida).

Conecte el terminal de salida positivo (generalmente rojo) del suministro de 2 voltios al terminal negativo (generalmente negro) del suministro de 12 voltios. Esta conexión se convierte en su "tierra" o "CC común". Luego, vuelva a conectar un extremo del potenciómetro entre la terminal positiva de la fuente de 12 voltios y el otro extremo a la terminal negativa (negra) de la fuente de 2 voltios.

Conecte el cable negativo del DVM al "Común de CC" (ya sea el terminal rojo del suministro de 2 voltios o el terminal negro del suministro de 12 voltios) y la entrada positiva del DVM al limpiaparabrisas del potenciómetro.

Energice las fuentes de alimentación. Gire el eje del potenciómetro y observe cómo el voltaje varía suave y continuamente de menos 2 voltios a +12 voltios. ¿Ver?

El principio es que puede apilar fuentes de voltaje, una encima de la otra, conectadas de positivo a negativo, y sumar sus voltajes. Siempre que las fuentes de voltaje estén aisladas, puede elegir cualquier conexión entre fuentes como tierra o CC común. El voltaje es relativo , siempre es un buen principio para recordar.

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