Cómo extraer una salida analógica de CC de una computadora portátil

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Estoy usando una fuente de láser que puede aceptar una entrada analógica (0-5 V) para configurar los niveles de intensidad de luz. La impedancia de entrada de este voltaje de activación es de 50 ohmios. Normalmente, esto se conecta a un generador de funciones para crear modulaciones sinusoidales del nivel de luz.

No me importan las señales de luz AC; Solo quiero establecer una señal de luz DC al proporcionar un nivel entre 0 (apagado) y 5 voltios, y quiero poder hacerlo de forma remota.

Podría usar un Arduino o Labjack para controlar esta señal, pero me preguntaba si habría una solución sin componentes que pudiera usar la computadora portátil, los elementos del circuito analógico y algo de programación.

Un par de ideas con las que soñé despierto fueron:

  1. Programe los altavoces para que reproduzcan un tono que pueda conectar a la fuente de láser a través del conector para auriculares. (El tono suave sería tenue luz, fuerte sería brillante). Esto parece implicar un poco de trabajo, ya que el voltaje de la toma de auriculares es demasiado bajo (~ 0,3 V) y la impedancia de salida también es de unos 10 ohmios.
  2. Programe el puerto RS232 junto con un divisor de voltaje. Esto implicaría un poco de trabajo, ya que no sé lo fácil que es programar los pines directamente.
  3. Programa la potencia de salida del USB. Después de buscar en Google por un momento, parece difícil hacerlo con Windows.

Si alguien tiene una buena idea de cómo generar una salida analógica de 0-5V desde una computadora, o puede comentar sobre las ideas anteriores, por favor avise.

    
pregunta Mike

3 respuestas

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Necesitaría un cable de algún tipo para conectar CUALQUIER tipo de solución a la computadora portátil, así que considere comenzar con un cable del tipo sugerido en la respuesta de @TonyM. Dicho cable podría ser el TTL-232R-5V-WE disponible de la talla de Mouser.

Este cable es un convertidor de puerto USB a serie con un giro de 0-5 V en las señales de salida. También puede generar corriente desde el puerto USB de la computadora portátil a través de un pin de 5V. Mi propuesta es un poco más simple que la que plantean las otras respuestas. La idea es utilizar la línea TxD del puerto serie para proporcionar un PWM de mansión pobre al final del cable. Puede enviar los caracteres apropiados por el puerto serie de manera que la salida promedio sea mayormente baja, media o mayor. Por ejemplo, para los caracteres de 'U' de rango medio (0x55), para los valores NUL (0x00) y para los valores máximos (DELx (0x7F)).

La forma de onda TxD se puede alimentar a través de un diodo en serie a un filtro de paso bajo. El filtro tendría su propia resistencia de descarga para establecer la polarización de bajo nivel de la salida del filtro. La velocidad de transmisión a la que se rellenan los datos con el pin TxD querría ser alta con respecto a las constantes de tiempo del filtro de paso bajo. Esta señal filtrada se usaría para controlar la entrada de un componente controlador de amplificador operacional que se alimenta desde la línea de 5 V y es capaz de controlar la impedancia de entrada del dispositivo láser. Un op-amp de salida de riel a riel es la mejor opción aquí.

    
respondido por el Michael Karas
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El voltaje de control de 0..5V necesita una unidad de 50 ohmios, lo que significa que debe ser capaz de suministrar 0.1 A. Una PC puede proporcionar esa corriente desde el conector USB pero no desde el puerto serie. Sin embargo, el puerto serie es más fácil de programar que el puerto USB, o ciertamente tiene una curva de aprendizaje más corta.

Podría usar un adaptador de puerto serie de USB a LVTTL. Esto se conecta a un puerto USB de PC en un extremo y proporciona el suministro de 5 V y las señales RS232C TxD / RxD a niveles LVTTL (3,3 V). Puede obtenerlos como un módulo (ver FTDI) o integrado en un cable, este último es menor que un fiver.

Luego puede conectar un microcontrolador u otro IC para recibir sus bytes con señal RS232 y convertirlos en un byte paralelo de 8 bits. Esto puede ir a un DAC (puede ser interno a su microcontrolador) y la tensión analógica del DAC puede pasar a través de un búfer de op-amp de potencia para la potencia de la unidad de 0.1 A.

Esta es una forma de hacerlo y apenas cumple con el requisito de algunas partes analógicas. Pero sí te permite hacer algo controlado por PC. Puede encontrar tableros de demostración de microcontroladores en Internet que contienen algunos o todos estos circuitos por menos de una tonelada; busque alrededor. Si no tienes una mentalidad de microcontrolador, todo esto es un tanto irrelevante.

    
respondido por el TonyM
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Si su computadora portátil tiene un puerto serie, entonces tiene dos pines de salida digital que pueden ayudarlo ... Son CTS (Borrar para enviar) y DTR (Terminal de datos listo). Hubo una respuesta sobre cómo modificar estas señales aquí . También puedes usar VB, Python serial o incluso scripts de Powershell para modificarlos.

Dependiendo de los chips utilizados para generar las señales RS232, estas oscilarán entre +/- 3 y +/- 12 V y típicamente tienen una resistencia en serie de 300 Ohms. Si establece ambas altas, puede obtener un nivel de señal suficientemente sustancial para su láser. Obtendría el 25% de la alta tensión del circuito abierto, por lo que podría obtener hasta 3 V a través de 50 ohmios.

Debería tener cuidado y no ajustar tanto el DTR como el CTS a un voltaje negativo, a menos que esté completamente seguro de que su entrada de láser podría soportar esto. Si ajusta DTR alto y CTS bajo, debería tener una salida de aproximadamente cero voltios con ambas salidas conectadas a su láser, por lo que solo necesita cambiar una señal para obtener una señal simple de encendido / apagado.

Otro pensamiento es que podría usar datos de TX, un filtro de paso bajo y un diodo en serie. Si configura el puerto de comunicación en serie para enviar 8 bits, NP, entonces podría enviar un flujo continuo de caracteres a, por ejemplo, 115k Baud y convertirse en un DAC muy básico. Si establece uno de DTR o CTS alto, la salida será cercana a cero. Entonces los caracteres enviados a través de Tx darían una entrada positiva al láser.

Por ejemplo, aquí está la hoja de datos para Max32xx Rx / Tx.

Los controladores de salida del dispositivo pueden suministrar:

Es probable que el voltaje de salida sea un tanto no lineal (algún tipo de apagado activo) pero sabemos que podemos suministrar 35 mA en corto y que la resistencia de salida es de 300 Ohmios. A partir de eso podemos deducir que el voltaje de conducción debe ser de aproximadamente 10.5 V. Por lo tanto, podría esperar poder conducir la carga de 50 Ohm a aproximadamente 1.5 V con un solo controlador. Por lo tanto, para la solución CTS / DTR esperaría de 3 V a 50 ohmios. Para la solución Tx 1.5 V, puede usar CTS / DTR para escalar a 3 V o más.

    
respondido por el Jack Creasey

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