Opamp-uitgang naar laagohmige weerstand

Nu nog wachten op Colin

Ik heb de output van de opamp verbonden met de basis van een transistor die een versterkte factor van de stroom door zijn collector zal laten stromen.

Ik heb het eerst geprobeerd met een spanningsvolger, maar ik heb enkel 741's liggen die maar een maximale stroom van 2.8mA kunnen leveren.
Dit was dus de rede dat mijn gevraagde stroom niet aanwezig was in de laagohmige weerstand.

Tussen de collector en emitter heb ik een batterij geschakeld, ik ben namelijk een batterij ontlader aan het construeren. Zodat ik met de uitgang van de opamp de collectorstroom en dus de ontlaadstroom kan gaan bepalen van die batterij.

Nu struikel ik enkel over 1 probleem;

De collectorweerstand zorgt voor een maximale saturatiestroom van ~1A, enkel gaat tijdens de ontlading de spanning over mijn batterij dalen waardoor de maximale saturatiestroom zal dalen en mijn ontlaadstroom dus niet meer constant is.

Nu ik heb geprobeerd met een differentiator, de batterijspanning met een referentiespanning (1,5V) te gaan vergelijken en het eventuele verschil op de uitgang te zetten en dit te verbinden met je batterij. Zodat als de batterij spanning verliest , de diferentiator er voor zorgt dat hij de onbrekende spanning levert.

Maar dit blijkt niet te werken, heeft misschien iemand anders een idee voor het oplossen van dit probleem?

Is het btw niet mogelijk een afbeelding van mijn computer op dit forum te zetten, zodat jullie een beter overzicht krijgen over mijn probleem. Ik kan hier enkel een URL van een afbeelding ingeven...

Danku!

[Bericht gewijzigd door Henry S. op dinsdag 3 juni 2014 16:04:31 (7%)

Dat is de gewone manier.
Ook kun je nog 'img' tags links en rechts van die url zetten, zodat het plaatje meteen zichtbaar wordt.

Kijk desnoods even in de FAQ.

Dat gaat zo niet, 741's gaan niet tot hun V-.
Probeer de LM358, CA3140, LM324 of iets anders minder antieks dat dat wel kan.

@Aart:
Hmm voor hem te gebruiken als differentiator bedoel je ?

Want de schakeling die ik nu juist heb upgeload werkt wel via Multisim*.
Maar heb je enig idee hoe ik de daling van mijn maximale collector stroom kan vermijden?

Zoek eens op wat een differentiator is. Dat is iets anders dan wat je hier gebouwd hebt (sterker nog, je zou er in dit geval helemaal niets aan hebben).

Dit is inderdaad geen diferentiator, ik moet deze nog inbrengen in mijn schakeling. Ik wou hem gebruiken voor de batterijspanning op één of andere manier constant te houden.

Dit is de schakeling die ik tot nu toe heb...

Een batterijspanning constant houden lukt echt niet met een differentiator. Heb je nou al eens opgezocht wat een differentiator is? Niet dat je schakeling daar beter of slechter van gaat werken, maar het gebruik van verkeerde kreten kan wel schelen in je cijferlijst...

Het antwoord is te vinden in het datablad van je transistor.

Bereken eens wat de spanning op de emitter zou zijn als er 1A zou lopen om de batterij te ontladen.
Wat is op dat moment de collectorspanning?
Nu de grafiek. Hoe groot zou de collectorspanning moeten zijn om 1A te laten lopen? (nee, dat staat er niet rechtstreeks; je moet iets uitrekenen)

De datasheet van de transistor heeft er toch niets mee van doen. Tenminste wel een heel klein beetje. De hoofdschuldige is de weerstand aan de emitter. En die veroorzaak de emitter spanning.

En ja voor Colin de vraag hoe groot is die emitter spanning bij 1A hoe groot zou bij benadering de collector spanning worden.
En is de collector spanning dan groter dan de batterij spanning.

Over de collector emittor junctie staat bij volledige saturatie een spanning van 0.2V, daarom heb ik dus ook gekozen voor de weerstand van 1.3Ohm.

Zodat :
[1,5V - 0,2V] / 1,3Ohm = 1A

Maar mijn batterijspanning zal dalen waardoor mijn maximale saturatiestroom (1A) zal dalen, en dit wil ik graag vermijden.
Enkel weet ik niet goed hoe,

@Benleentje:

Hoe kan de collectorspanning groter worden dan de batterij spanning? De spanning van de batterij zal zich toch verdelen over de transistor en de weerstand?

Precies waardoor de stroom lager word dan je eigenlijk zou willen.

Vindt je het raar dat de spanning van een batterij inzakt. Zou een ideale batterij dat niet doen?

Maar waarom nu een zo grote emitter weerstand ik begrijp je idee erachter wel maar waarom dan niet een 1,5Ω weerstand zonder transistor dan heb je precies 1A of toch niet?

@Benleentje:

Met de transistor kan ik variëren tussen verschillende ontlaadstromen. Ik zou ook met 500mA , 200mA , 100mA moeten kunnen ontladen. Niet enkel 1A, zo gebruik ik de transistor die zich eigenlijk gaat gedragen als variabele weerstand.

Dat de batterijspanning daalt , is niet meer dan normaal, zou er gewoon geen manier zijn om er voor te zorgen dat de daling van de batterijspanning de transistor en de ontlaadstroom dus niet beïnvloed.

Maar is je project nu gewoon een ontlader voor (oplaadbare) batterijen die uitschakelt als de batterij bijna ontladen is?

De tor staat als emittervolger en de opamp zorgt ervoor dat er een instelbare spanning over de vaste weerstand komt te staan. En daaruit volgt dan vanzelf de stroom. Dmv de spanning op de + ingang van de opamp stel je dus de stroom aan de uitgang in.

@Franzki:

Inderdaad, dat klopt. Ik ga vervolgens de ontlaadtijd meten en zo de capaciteit bepalen...

Ik zou ontladen met een stroombron die je aan- of uitschakelt.

Het meten van de spanning zou je moeten doen zonder belasting... omdat je anders onbetrouwbare resultaten krijgt.

Dus bijvoorbeeld 5 minuten ontladen... dan 15 seconden niet ontladen... vervolgens de spanning meten... en dan besluiten om wel of niet door te gaan.

Eigenlijk is dit een omgekeerde oplader.

@flipflop:

Dus je wilt zeggen dat de stroom die door R4 zal vloeien, eigenlijk onafhankelijk is van de batterijspanning? Wanneer dus mijn batterijspanning daalt tot 1,2V zal die geen effect hebben op de ontlaadstroom?

@Franzki:

Zou ik de plus-pool van de batterij niet kunnen verbinden met een analoge ingang van een IC en deze vervolgens meten? Moet hier voor de ontlading stopgezet worden ?

Op 30 mei 2014 14:50:15 schreef Colin_:
@Benleentje:

Dat de batterijspanning daalt , is niet meer dan normaal, zou er gewoon geen manier zijn om er voor te zorgen dat de daling van de batterijspanning de transistor en de ontlaadstroom dus niet beïnvloed.

JE spanning daalt maar je weerstand en transistor liggen vast bij 1A en dat zal altijd 1,5V zijn. Als je batterij nu 1,45V is dan kan je dus nooit 1A halen. Als je die weerstand kleiner maakt kan dat wel. Je hebt je opamp geschakeld als een stroombron de weerstand is er enkel om de stroom te meten. Een 0,5Ω weerstand is ook goed. Je huidige opamp kan niet helemaal tot 0V meten dus daar kan je een probleem gaan krijgen met een kleinere weerstand.

Als je een batterij "onder belasting" meet, dan gaat de grootte van de ontlaadstroom ineens een rol spelen.

Bij een te grote stroom kan de spanning zelfs flink wegzakken, terwijl de batterij nog lang niet leeg is.

Om een realistische meting te krijgen, zou je de belastingsstroom moeten instellen die de batterij bij normaal gebruik te verduren krijgt.

Als je sneller wilt testen (met een grotere stroom) dan zou het advies zijn om steeds even de spanning over de cel te meten zonder belasting.

Op 30 mei 2014 15:30:10 schreef Colin_:
@flipflop:

Dus je wilt zeggen dat de stroom die door R4 zal vloeien, eigenlijk onafhankelijk is van de batterijspanning?

Ja, in principe wel. Maar..... zoals al gezegd hierboven kan die stroombron maar een beperkte range regelen. Bij 1A staat er al meer spanning op de "uitgang" dan je batterijspanning. En dan trek je geen stoom meer uit de batterij.
Oplossing (ook al gegeven): R4 verlagen. Rail-to-rail opamp nemen. Evt iet doen aan het regelbereik van de potmeters aan de ingang.

Op 29 mei 2014 21:26:56 schreef benleentje:
De datasheet van de transistor heeft er toch niets mee van doen. Tenminste wel een heel klein beetje.

In de datasheet kun je zien hoeveel de collector positiever moet zijn dan de emitter (waar bij 1A al 1,3V op staat).
Voor jou mag dat dan gesneden koek zijn , maar het is duidelijk dat @TS nog niet beseft dat de collector positiever moet zijn dan de emitter, en wel met een minimaal bedrag, dat zelf weer afhangt van de collectorstroom èn van de basisstroom. Daarom moest hij eigenlijk zelf even in de grafiek kijken.

Op 30 mei 2014 19:18:20 schreef flipflop:
[...]
Ja, in principe wel. Maar..... zoals al gezegd hierboven kan die stroombron maar een beperkte range regelen. Bij 1A staat er al meer spanning op de "uitgang" dan je batterijspanning. En dan trek je geen stoom meer uit de batterij.
Oplossing (ook al gegeven): R4 verlagen. Rail-to-rail opamp nemen. Evt iet doen aan het regelbereik van de potmeters aan de ingang.

Dus als ik een rail to rail opamp neem, en ik zorg ervoor dat deze bij een spanning van vb 1V (zolang deze onder de batterijspanning blijft) een stroom van 1A kan leveren over R4. Zou dit in feite moeten werken en zal de batterijspanning geen invloed hebben op de stroom door R4?

Hmm als ik het goed begrijp natuurlijk

Op 30 mei 2014 23:29:08 schreef Frederick E. Terman:
[...]In de datasheet kun je zien hoeveel de collector positiever moet zijn dan de emitter (waar bij 1A al 1,3V op staat).
Voor jou mag dat dan gesneden koek zijn , maar het is duidelijk dat @TS nog niet beseft dat de collector positiever moet zijn dan de emitter, en wel met een minimaal bedrag, dat zelf weer afhangt van de collectorstroom èn van de basisstroom. Daarom moest hij eigenlijk zelf even in de grafiek kijken.

Dus als ik goed voor heb, voor een stroom van 1A te leveren over R4 die onafhankelijk van de batterijspanning is, moet er een verschil zijn van 1.3V tussen de batterijspanning en de spanning die mijn opamp langs de uitgang levert? Dit bij de 741 veronderstel ik dan

Bij een bepaald soort transistor bedoel ik .

[Bericht gewijzigd door Henry S. op dinsdag 3 juni 2014 16:03:41 (35%)

Laat ik het eens anders aanpakken (maar alles staat eigenlijk hierboven al door anderen genoemd).

Stel: je sluit de batterij rechtstreeks op R4 aan.
De stroom wordt dan gewoon U/R.
Dus als de batterijspanning onder de 1,3V zakt, zakt de stroom onder de 1A.

Het tussenschakelen van een transistor kan die stroom natuurlijk nooit verhogen!
De transistor is zelf geen bron; hij kan geen stroom 'duwen' of 'trekken', alleen doorlaten.

Als je beslist alleen de batterijspanning zelf wilt gebruiken om 1A te laten lopen, zal R4 dus kleiner moeten zijn. De transistor zelf moet ook nog een paar tienden volt krijgen!
De gemeten spanning over R4 wordt dan ook kleiner. De opamp zal zulke kleine spanningen op zijn ingang nog correct moeten verwerken, vandaar dat een 'rail to rail' wordt aanbevolen.

Een heel andere manier is een voeding (+ elektronica) te gebruiken om actief de batterij leeg te trekken. Dan heb je minder beperkingen.
Wel moet je oppassen dat je met die voeding de batterij niet door de nul heen trekt en dus ompoolt. Maar dat is geen groot bezwaar, want ook nú moet je al op tijd stoppen met ontladen.