因為現在在做一個電壓信號比較電路,機台只有DC24V,要用到雙電源的OP.
順便一提:我要做的是監控目前荷重元的AMP輸出不能大於0.2V或比-0.2V還負.
如果大於0.2V或比-0.2V還負時OPA輸出一訊號讓機台ALARM!
請問用一個非反向放大器(先將0.2V訊號放大)後面串一個窗戶比較器應該做得到吧
謝謝!

我畫了兩張圖,你參考看看,若有任何疑問,歡迎提出來.

在電壓部份,用zener=11V,,輸出電壓大約10.3V,Op Amp的Vmax大約9.1V.
你也可以用5.1V和5.6V串聯,輸出電壓大約10V,Op Amp的Vmax大約8.8V.

若想增加Q1,Q2的輸出電流,可以減少R1,R2的值

DC24V轉OP Amp用的正負電源.
http://delphi.ktop.com.tw/download/upload/4cd40baa2303d_24Vto_two10V_2sc1384.gif

Op Amp低正負電壓檢知.( 0.2V,-0.2V)
http://delphi.ktop.com.tw/download/upload/4cd40c6168fed_PlusMinus0p2V_OpAmpDetector.gif

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1.關於+-0.2那個OPA的電路圖,當VI輸入介於+0.2~-0.2V之間,他的VO=0V,我可以用那個0V當作是RELAY線圈端24V的地嗎?
(這樣會不會造成不共地這個問題),其中24V 是供應給OPA -10.3V的供應電源.
2.還是說我要接的RELAY用的電源要是 10.3V跟他的0V

 要控制一個像Relay之類的零件,沒有所謂的共地問題,要控制它就像控制LED一樣,只是電流不同而已,你說的共地問題,那是發生在兩個電路之間,或者一個電路再接有像Op Amp之類IC內部有電路,所以才有共地的問題.

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我要做的電路是要外接到機台上面的,機台上的dc都是24v.
我大概說一下電路的動作: 1.當機購感應到一個近接sensor(未遮時sensor vout=21v,遮斷時=2.1V), -0.2v偵測電路立即啟動去偵測LOADCELL輸出電壓是否超過 -0.2v,如果超過 -0.2v立即送出一訊號去控制relay來切斷另一個sensor使其alarm讓機台停止.
2.當機構未碰觸到近接sensor時,此電路是完全沒有動作的,也不會輸出訊號去控制relay的.
3. 還有我這個近接sensor訊號要接到哪個地方來控制電路是否啟動 ?(是要在接到一個relay當作開關來控制電路24v電源的on/off)
4.此電路是否要接一個保險絲來保護這個電路?
5.謝謝!
另外我剛剛有跑模擬,這個電路輸出真的只有超出 -0.2v時候vo=hi,所以其實OPA用單電源就可以了不是嗎?

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1 LOADCELL的輸出電壓是否超過+/-0.2V，
這個電壓值是以哪一點為參考?

是機台上24VDC的接地點，
還是轉換後的 /-12V的接地點?
或是其它?

2 近接sensor(未遮時sensor vout=21v,遮斷時=2.1V)
是以機台上24VDC的接地點為參考點是嗎?

我先大致上說明一下我要的電路功能:
第一張圖的3端SENSOR遮斷時,輸出端=0V讓RELAY線圈激磁, 24V端接至FUSE,OPA電源電路開始動作.
我今天有照SCOTT WANG先進的DC24V轉OP Amp用的正負電源電路圖插麵包板,用電表量NPN的射級對zener正端的GND結果電壓才2點多伏特.是因為我沒在NPN的E級串一個電阻到ZENER的GND的關係?,所以輸出才不是10.3v?.
http://delphi.ktop.com.tw/download/upload/4cd96c26ce09c_1.JPG

第二張圖:
http://delphi.ktop.com.tw/download/upload/4cd973eeb6f36_3.JPG
我要做這個主要是要監測機台應變規loadcell 放大器的電壓輸出.這個amp有2端(紅跟黑)平常將電表的紅黑棒量amp這2端可量出正負電壓值.
(a)現在有一個問題是這個比較器電路輸入電壓端只有一端.但是amp有兩端,那我另一端(黑)是要接比較器電路的哪一端,?是正負電源的gnd端嗎?
(b)當比較器電路偵測到LOADCELL AMP電壓超過 -0.2V時,比較器VOUT= VCC,來控制光偶合器導通,24V RELAY線圈激磁讓SENSOR2的0V端開路,使SENSOR2訊號無法傳回PLC,讓機台ALARM讓機台停止運作!(SENSOR2為2線的近接SENSOR,其動作為未接觸時2端電壓大約=21v,接觸時候2端電壓=2.1V)

希望各位先進幫我看一下這個電路架構是否有錯誤的地方,還是有需要修改的地方...謝謝.

>我先大致上說明一下我要的電路功能:
>第一張圖的3端SENSOR遮斷時,輸出端=0V讓RELAY線圈激磁, 24V端接至FUSE,
>OPA電源電路開始動作.
>我今天有照SCOTT WANG先進的DC24V轉OP Amp用的正負電源電路圖插麵包板,
>用電表量NPN的射級對zener正端的GND結果電壓才2點多伏特.
>是>因為我沒在NPN的E級串一個電阻到ZENER的GND的關係?,所以輸出才不是10.3v?.
>http://delphi.ktop.com.tw/download/upload/4cd96c26ce09c_1.JPG pic1.jpg

Ans:當沒有負載時,要測量 -Vout,你可以在雙電源的 -Vout,各並接一個10K電阻接地.

>第二張圖:
>http://delphi.ktop.com.tw/download/upload/4cd973eeb6f36_3.JPG pic2.jpg
>我要做這個主要是要監測機台應變規loadcell 放大器的電壓輸出.
>這個amp有2端(紅跟黑)平常將電表的紅黑棒量amp這2端可量出正負電壓值.
>(a)現在有一個問題是這個比較器電路輸入電壓端只有一端.但是amp有兩端,
>那我另一端(黑)是要接比較器電路的哪一端,?是正負電源的gnd端嗎?

Ans:是接在op Amp LM324的地端,也是雙電源的地端.

>(b)當比較器電路偵測到LOADCELL AMP電壓超過 -0.2V時,比較器VOUT= VCC,
>來控制光偶合器導通,24V RELAY線圈激磁讓SENSOR2的0V端開路,使SENSOR2訊號無法傳回PLC,
>讓機台ALARM讓機台停止運作!(SENSOR2為2線的近接SENSOR,其動作為未接觸時2端電壓大約=21v,
>接觸時候2端電壓=2.1V)
>希望各位先進幫我看一下這個電路架構是否有錯誤的地方,還是有需要修改的地方...謝謝.

Ans: 4N35的LED限流電阻計算.
R1 = vout - 0.7V(1N4148) - 1.8V(4N35的LED,以3mm 1.8V/10mA LED來算) / 8mA = (10.3V - 0.7V -1.8V )/8mA = 975Ω,可以選用1KΩ(7.8mA).
R7可以改用100K,如下面網頁的電路圖,輸出要推動relay,4N35最好再加一級NPN電晶體去推動,可以用2SC1384.

4N35的應用電路.
http://www.8052.com/forum/read/97779

你再去推算一下,各個地方的Hi,Lo是否符合你自己的需求.

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另可接受其它電子專案設計,HV Power,Vmax=20KV,Imax=2000A.
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如果我想在用這個OPA正負電源電路來推另外3組直流電壓顯示電路(ICL7107+2個2位數的7段顯示器)分別顯示+0.2V,-0.2V及LOADCELL的電壓值.,請問推的動嗎?
還有我剛看了一下ICL7107的DATA SHEET他說這顆IC的供應電壓是 -5V.該不會我又要多接一個相同的正負電壓源電路把ZENER改成6V就可以供應給這顆IC跟LED了

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我又修改了電路,讓你的Op Amp也用±5V,R1,R2則要看你的總電流修改,總共用一組電源即可.
若是怕Op Amp電壓比較電路,欲偵測外部輸入電壓太高,可以用電阻比率降壓,可以用10K接輸入,再串接5K,5K再接地,共接點接Op Amp的偵測端,而比較電壓,高電壓VH由0.2改為0.6V,VL也由-0.2V改為-0.6V.

http://delphi.ktop.com.tw/download.php?download=upload/4cdc084cd9c79_24Vto_two5V_mje3055.gif

以下是另一種用LM317,LM337做的電路,這種電路接一般變壓器整流濾波後的電壓迴路是沒有問題的,但是只接24V,0V,是否能使用,我還沒這樣用過,你也可以試看看.
±12V to ±5V,輸入的±12V接你的24Vdc,地為空接.

http://www.eleccircuit.com/12v-to-5v-power-supply-regulator-by-lm317-and-lm337/

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謝謝SCOTTWANG先進這幾天回答我的問題,其實我也是某私立科大電子系畢業的,因為好多年沒碰電子的東西了,所以幾乎都忘光了.
因為年輕時候不讀書現在只能當設備!
線路我都已經在麵包板上測試過了,大致上功能都OK....現在只擔心一個問題是第一個sensor 遮斷與未遮斷的訊號控制relay來on/off電源,不知道會不會造成電路之後有問題,還有怕relay會誤動作,不該on的時候結果on....

你要用Op Amp去偵測的電壓範圍是多少?

你可以把電路整理一下,把零件數值標好,電壓電流也標示出來,這些都很重要,這樣我才能依據這些數具去判斷,電路是否有可能產生什麼問題.

電路設計好了,測試可以動作了,並不代表就一切OK了,有的時候會有隱性問題存在,光看電路還看不出來,要多次去實測才知道.

等看到了你的最後結果,或許再給你一些簡易測試的建議.

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LOADCELL輸出的電壓範圍其實不會很大,因為我門一個禮拜都會去調整到0v,範圍大概是+1V~ -1V之間,但是只要在輸出0.3V~ -0.3V就可能會造成機構異常然後產品報廢....
昨天有上網找ICL7107這顆IC我照這顆IC的DATASHEET裡面的電路插板子要做直流電壓顯示電路,卻無法顯示待測電壓值!
請問SCOTTWANG先進是否有ICL7107這顆ic的直流電壓顯示電路圖!

以下有三種類似,但又不完全相同的電路,你可能要做些融合,才能適合你用,你先看看,有問題再來研究.

ICL7107 / ICL7106 - Digital Voltmeter
http://electronics-diy.com/ICL7107_volt_meter.php

ICL7107 Digital LED Voltmeter
http://free-electronic-circuit.blogspot.com/2008/11/universal-digital-led-voltmeter.html

Digital voltmeter using ICL7107
http://www.circuitstoday.com/digital-voltmeter-using-icl7107

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SCOTTWANG先進:  我用你給的24v轉+-5v(mje電晶體)這個電路來供應這個ICL7107的供應電源,測試電壓輸入端兩端都接地,參考電壓已調到100mv了,可是7段顯示器的數值卻一值亂跳.我有量未接7107 ic時+-5v電壓值是固定不會跳動的,但是一接上7107時候,我在去量+5v這端,電壓值是4.6~5.1在亂跳動.請問這是什麼原因造成的阿?
ICL7107好像是CMOS的,他只標示工作電壓在 -5V,如果給他接 -12V會燒掉嗎?

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你加上7107和7段LED顯示器之後的電流大增.(7段LED顯示器很耗電流)
你的R1電阻(MJE3055)可能太大,要再改小一些,但是要注意Zener是否會發趟.
若是調整R1在電流足夠用時,zener會發趟,建議改用LM317和LM337那張圖,若總電流會讓LM317發趟,就要加散熱片..

你可以測量總電流看看多少.

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+-5v我改用LM317跟LM337電路取代,因為基級電阻變小,ZENER真的超燙的,怕會做沒多久就掛調.
目前顯示電路先放一邊.因為有人建議我用喇叭來警示...
1.當超過 -0.2V時,OP OUTPUT會輸出 VCC,我想用這個訊號來推動喇叭,但問題來了,只有在機構原點時才會偵測電壓,所以喇叭只會叫一下,而不是一直鳴叫.
是否有一種開關當訊號 VCC輸入時,就驅動喇叭讓他持續鳴叫,直到我去調整待偵測電壓值至0V,再手動去復歸開關,讓喇叭停止鳴叫!

你可以用CD4013,它可以符合你的需求,再加電晶體去推動蜂鳴器,你可以自己先想一下,有問題再來研究.

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電路功能我有地方說錯了!
喇叭鳴叫的條件: 當 原點snesor=0( 未接觸到SENSOR) 及 OP OUTPUT=0 時 Y=0 ,喇叭不會叫
原點snesor=0( 未接觸到SENSOR) 及 OP OUTPUT=1 時,Y=0 喇叭不會叫
原點snesor=1(接觸到SENSOR) 及 OP OUTPUT=0 時, Y=0 喇叭不會叫
原點snesor=1(接觸到SENSOR) 及 OP OUTPUT=1 時, Y=1 喇叭鳴叫
這個真值表像是AND閘.但我要的是當Y=1時我想把這個資料LOCK住,不論原點snesor=0或1,都讓喇叭持續鳴叫.直到按下SW讓喇叭停止鳴叫.
這個功能是不是可以用AND GATE 一個邏輯電路來完成?

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scott wang先進:請問原點Sensor和Op Amp 共同輸出端,兩者有存在固定的動作順序,你所謂的存在固定的動作順序是什麼意思?
我們的機構每次都會碰到原點SENSOR所以原點SENSOR是一值在做ON跟OFF動作.
我要的是只要在原點SENSOR ON時同時偵測到OPA電壓=1,驅動喇叭 鳴叫,不管之後原點SENSOR=0 OPA電壓=1 喇叭依樣持續鳴叫,
直到我門調整LOADCELL電壓值使之未超過 -0.2V,並按下SW讓喇叭停止鳴叫.

 目前新畫的電路,應該已經可以符合你的需求,我只是再想看看是否能把74HC08省掉.

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不好意思~SCOTT WANG先進,專科時候數位邏輯學的不怎麼好---.所以你說的順序其實我還不太董
我機台是屬於記憶體封裝的~我部門算是傳產的塑膠射出.就是把DIE打完金線放到模子里封裝起來成一科IC.
我所謂的機構在原點時(也就是機構碰到原點SENSOR)其LOADCELL AMP的電壓值應該要為0V,隨著機構往上作動,模子的頓數也跟著增加相對著電壓值跟著往上
增加(每增加0.01V,頓數就增加0.3頓),所以當LOADCELＬ ＡＭＰ電壓值跑掉的話，其模子的壓力也跟著有異常,會造成產品報廢.

機構的動作: 當模子再原點時(原點SENSOR=1,OPA =?[LOADCELL電壓值在監測 -0.2V範圍內OPA=0反之OPA=1),載料機構會將要封裝的DIE放入模子內,
接著模子會往上合模開始'封裝,(此時原點SENSOR=0)因模子機構往上動作,頓數隨著模子位置向上合模,其頓數跟著改變相對著LOADCELL AMP電壓值
跟著大於0.2V以上(所以OPA=1).
當封裝完成後,模子降至原點位置(原點SENSOR=1,LOADCELL AMP電壓值如果沒跑掉的話應該為0V(OPA=0),反之電壓值跑掉的話OPA=1.
就這樣一值循環下去.
以這樣的動作AND GATE是否要接?

以你目前的情況74HC08還是要接,否則可能會出問題,就照著新電路接看看吧.

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在請教一個問題~74系列供應電壓都是5V的,又要多一組電源還好我找到一科4081,但是SENSOR=1時電壓是24V ,OPA輸出12V 如果我直接灌24V應該直接燒掉吧!
所以只剩分壓的方法才能解決摟?那各電壓的輸出接到AND 時後SENSOR 24V的地 要跟4081的地接到一起嗎?

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你可能需要再把電路整理一下,電源+-有幾V和接地,零件數值標示清楚,再貼上來,否則我也不確定一些數值該用多少,算錯就可能會燒東西了.

你的24V電源有幾組?
你現在的LM317和LM337電壓為多少?

LM317和LM337的輸入和輸出的壓差大約有3V,所以若用 24V去分壓,大概最大只有 -9V,為了和TTL的位階相同,而且也因為你的LOADCELL電壓值很小,所以我才希望你用 -5V給Op Amp使用.

你的4N35所接電晶體的E極,名稱和位置是否應該由接地改為負端 -Vee.

如果你的Sensor輸出是 24V,那麼應該是PNP輸出型 --

若是AND gate 的Vcc用 9V,那麼分壓電阻可以用3K 9.1K 12K. (若能買到9K,那9.1K就改就用9K)

接法為:
Sensor 24 Vout --> 3K(R1) 9.1K(R2) -->GND --> 12K(R3) --> 0V(OP Amp的-Vee),接到AND Gate的線為 R2兩端,這樣的電壓大約為 9.1V和地.

若是AND gate 的Vcc用 5V,那麼分壓電阻可以用6.8K 5.1K 12K. (若能買到5K,那5.1K就改用5K)

接法為:
Sensor 24 Vout --> 6.8K(R1) 5.1K(R2) -->GND --> 12K(R3) --> 0V(OP Amp的-Vee),接到AND Gate的線為R2兩端,這樣的電壓大約為 5.1V和地.

另外,若Op Amp改為用 -5V,其輸出大約為 3.8V,若再減掉1N4148(0.7V),大約剩3.1V,若是怕Hi時,送到AND Gate的電壓不足,可能要再加用一個74HC32(或CD4071)去設計.

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目前24V轉+-12v我是使用mw的DLW05B-12這塊dc to dc轉換器來供應4081,4013,LM324的電源.
現在電路圖是這樣
http://delphi.ktop.com.tw/download/upload/4ce99b521241b_24V.JPG

我昨晚有照著接and gate警報電路,現在我沒有使用5v,電路上只有使用24v及 -12v
SUNX PM-U24這顆sensor 無載時量測遮斷電壓為12v,但只要將輸出線拉至4081 and的input端時,電壓只剩4v,而opa 輸出端拉至and input端有9v.
為何sensor輸出端拉到4081時電壓會降這麼大???
謝謝!

你用的SUNX PM-U24,其電壓範圍為5~24Vdc,且為NPN開集極型,當動作時,其輸出應該為0,你可以把SUNX PM-U24的Vcc和0改接在+12V和地,輸出端接一個10K電阻到+12V,再去測試輸出點的電壓值,若推測沒錯的話,有動作時,其輸出應該為Lo(0),沒動作時,輸出為Hi(1),若不是這樣的話,把你的測試結果說一下.

要知道你的Sensor的動作,才能往下一步.

若無特殊原因,SUNX PM-U24改接在 12V和地就可以了,這樣可以配合Op Amp和CD4081 And gate的Vcc.
若是與我的推測相同,可能你的SUNX PM-U24輸出,還要加一級PNP電晶體反相電路.

若Op Amp的Vcc用 12V,那麼Op Amp共同輸出端的接地電阻,R8(10K)可以改為12K.

還有與R8並在一起的電阻(4N35 LED用),你是用多少的阻值?

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接受訂製,設計生產各種特殊規格,高精度產品,學校實驗室,研究單位實驗設備,
另可接受其它電子專案設計,HV Power,Vmax=20KV,Imax=2000A.
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scott wang先進: 謝謝你這段日子幫我想電路以及幫我偵錯.我電路已經插好了,電路動作完全一樣.
sunx那科sensor 輸出拉一支10k到12v原來是提升電阻喔!(未遮vo=0v,遮斷vo=12v)
因為機構有2個loadcell amp 所以我要用2個比較器,只要任一個比較電路輸入電壓有異常,就發出警報.
為何opa 輸出電阻要崇10k改成12k??
考慮到之後喇叭可能會改成relay所以4n35及達靈頓電晶體我都還有使用.
這是目前的電路請問哪裡還需要修改的...還有如果想接個fuse當作保護電路市要接在dc to dc 轉換器輸入端 24v跟fuse做串聯嗎?
http://delphi.ktop.com.tw/download/upload/4cea8d9cd076d_OK.JPG

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>因為機構有2個loadcell amp 所以我要用2個比較器,只要任一個比較電路輸入電壓有異常,就發出警報.

你把新加的另一組電路R2(12K)電阻拆掉,要不然兩個12K電阻並聯後的阻值變一半,消耗電流加大,電壓可能也會降低.

>為何opa 輸出電阻要崇10k改成12k?

為了減少電流的消耗,和想把電位提升,因為Op Amp的輸出電路經1N4148和12K會造成壓降.
那些1N4148和12K電阻,就是組成DL(Diode Logic,or DRL,Diode Resistor Logic)電路的OR Gate功能,這樣可以省掉一個OR gate的IC.

達靈頓的R7(1K)太小了,若用於推動relay,可以用以下方式估算:

R7 = (24V - (0.7Vx2 達靈頓的兩個電晶體的Vbe) - 0.2V(4N35 Vce)) /1mA = (24V - 1.6V) / 1mA = 22.4K,可以用22K去試,阻值可以再降低,但是不要再提高,因為各種Relay的電流消耗並不相同,而且Relay還有分啟動電流和實際動作電流,和保持電流,啟動電流最大,實際動作電流次之,保持電流又少一些,一般要讓電流大於啟動電流一些些,又要讓保持電流能斷流,所以有加上R8.

你可以測量4N35的電晶體的Vce電壓值為多少,再依上面的公式去調整R7.

對R7的選用,我是習慣用一個固定電阻和一個VR去調整,先找出Relay能正常動作的臨界值,再把值降低一些,以確保Relay能正常工作,這樣做的目的,除了在於讓Relay能正常工作外,同時也讓電晶體不要消耗太多無謂的電流,比較能延長電晶體的使用壽命.

你可以用一個15K電阻和一個10K的VR去做調整,調整好,測試OK後,再選用比較接近的固定電阻,再去試看看.

>還有如果想接個fuse當作保護電路市要接在dc to dc 轉換器輸入端 24v跟fuse做串聯嗎?

你若覺得有必要的話,就加上吧,只是要注意你的fuse的真正熔斷的電流,要大於總電流消耗量,不能多太多,否則就沒有用了,若用台灣的保險絲常是超規格的,該斷的不斷.

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