Урок 65

 

Часть 1

 

Подключаем операционный усилитель TSZ124IPT

 

Сегодня мы попробуем поработать с операционным усилителем TSZ124IPT, который находится на оценочной плате X-NUCLEO-IKA01A1. Также на данной плате находятся ещё два операционных усилителя, но с ними мы пока работать не будем. Оставим их на будущее.

Данную оценочную плату мы подсоединим к отладочной плате NUCLEO F401RE.

Операционный усилитель TSZ124IPT — это также продукт компании ST Microelectronics. Существует три подобные разновидности ОУ, у каждой из которых есть свои особенности.

Усилитель TSZ124IPT интересен тем, что он является прецезионным, то есть очень точным. На нашей оценочной плате данный усилитель применен в корпусе TSSOP14, что означает, что означает корпус поверхностного монтажа с 14 ножками. В данном корпусе находятся одновременно 4 независимых усилителя. Оставшиеся 2 ножки отведены под питание, которое осуществляется напряжением 1,8 — 5,5 вольт.

Один из немаловажных показателей операционного усилителя — его GBP (Произведение коэффициента усиления на ширину полосы пропускания). Он составляет 400 кГц.

Ещё нас интересуют следующие характеристики

Vio (входное напряжение смещения) — меньше 5 микровольт,

Ток потребления 40 микроампер.

 

 

Ну и, само собой, данный ОУ в схеме находится не просто так, а на нём собраны определённые сборки. Например, на одном из элементов из четырёх собрана схема измерения тока в милиамперах

 

 

Существует несколько видов подключения операционных усилителей, получивших распространённое применение в бытовой и промышленной электронике. Данные виды или типы подключений также имеют определённые названия. Наш способ — измерение тока в отрицательном полюсе нагрузки. Фактически мы измеряем падение напряжения на шунте, подключенном в разрыв зарядного устройства USB. У нас есть Разъём типа Micro USB, к которому мы подключаем зарядное устройство, и разъём USB тип A, к которому мы уже подключаем кабель для зарядки каких-либо устройств.

Приведём некоторые расчёты из технической документации на плату.

Вот это расчёт напряжения на выходе схемы в точке, подключаемой к АЦП на контакт A2

 

 

То есть и по схеме, и по уравнению мы видим то, что у нас применён делитель. У нас ОУ питается напряжением 5 вольт, а АЦП измеряет напряжение до 3,3 вольт максимально при использовании внутреннего источника опорного напряжения. Поэтому здесь и применяется такой делитель.

Следующая формула — расчёт тока, соответственно полученный путём выражения данной величины из вышеуказанной формулы

 

 

И вот такой расчёт частоты работы схемы, зависящей от коэффициента усиления

 

 

Ну и, на основе данных уравнений мы и будем разрабатывать наш код для оперативного отображения текущей величины тока заряда.

 

 

Вторая схема, состоящая из остальных трёх элементов ОУ, представляет собой измерительный двухполярный усилитель

 

 

Как именно работает данная схема, мы разбирать не будем, так как данная схема, как и предыдущая общепринятая и объяснений в сети много. Поэтому мы здесь лишь ознакомимся с расчётами.

А вообще данная схема вычисляет разность потенциалов между двумя входными ножками и в зависимости от его значения меняет значение сигнала на выходе, подключенном к входу АЦП A1.

Значение напряжения на выходе вычисляется так:

 

 

Вот так вычисляется коэффициент

 

 

Этот коэффициент будет при наличии перемычки JP2, без перемычки будет коэффициент 1.

А вот так вычисляется граничная рабочая частота

 

 

Конкретные расчёты для кода мы будем производить, когда будем его писать.

В следующей части занятия мы настроим проект для работы с нашим ОУ, начнём писать исходный код и изучим расчёты показаний тока и разности потенциалов.

 

 

Предыдущий урок Программирование МК STM32 Следующая часть

 

Техническая документация:

Техническая документация на операционный усилитель TSZ124IPT

User Manual к оценочной плате X-NUCLEO-IKA01A1

 

Программа визуализации (Только для 64-битных Windows)

 

 

Отладочную плату можно приобрести здесь Nucleo STM32F401RE

и здесь Nucleo STM32F401RE

Оценочную плату можно приобрести здесь STM32 X-NUCLEO-IKA01A1

 

 

Смотреть ВИДЕОУРОК (нажмите на картинку)