¿Cómo mejorar la sensibilidad de un ensamblaje piezoeléctrico?

1. A primera vista, diría que la resistencia \ $ 1k \ Omega \ $ se usa en combinación con la resistencia \ $ 560k \ Omega \ $ como divisor de voltaje. Esto puede parecer que disminuye la sensibilidad, pero el nivel de salida de voltaje de un piezo depende en gran medida del espectro de frecuencias de un empuje y la impedancia de carga. La impedancia interna de un elemento piezoeléctrico también fue relativamente alta en mi experiencia, por lo que para una adaptación perfecta, la resistencia de la carga también tendría que ser alta. Por esa razón, es posible que el divisor de voltaje produzca un voltaje mayor en la entrada positiva del amplificador operacional.

2. El piezozoeléctrico genera un pulso negativo, pero el diodo lo está cortocircuitando. Dependiendo del punto en que mida su señal, es posible que mida dos pulsos positivos.

3. Si elimina la resistencia \ $ 1k \ Omega \ $, podría decir que este es el caso. Pero como mencioné en la respuesta 1, diría que estas dos resistencias fueron diseñadas como divisor de voltaje. Y de nuevo: la tensión de salida del elemento piezo depende en gran medida de la resistencia de carga. Si elige resistencias inadecuadas, el voltaje de salida puede volverse arbitrariamente pequeño. Le sugiero que realice varias mediciones donde pueda estimar qué combinación de resistencia es la mejor.

4. Con este circuito, la sensibilidad puede mejorarse principalmente por dos factores:

   1. Ajuste las resistencias de carga conectadas directamente (ahora \ $ 560k \ Omega \ $ y \ $ 1k \ Omega \ $) para una coincidencia óptima de fuente / carga.
   2. Ajustando el amplificador no inversor ajustando la resistencia \ $ 68k \ Omega \ $ y la resistencia \ $ 1.2k \ Omega \ $ usando: $$ U_ {out} = \ Big (1+ \ frac {R_2} {R_1} \ Big) U_ {in} $$ donde: $$ U_ {in} = \ frac {560k \ Omega} {1k \ Omega + 560k \ Omega} \ cdot U_ {piezo} $$, $$ R_1 = 1.2k \ Omega $$ y $$ R_2 = 68k \ Omega $$

Además, diría que el disparador schmitt no es realmente necesario a menos que el LED tenga que encenderse específicamente a un cierto nivel. Además, si la tarea es solo encender el LED mediante un elemento piezoeléctrico, no necesitaría el amplificador, el disparador Schmitt, etc., solo podría implementar un simple rectificador pasivo de media onda o de onda completa y conectar el LED a su salida. Con esta configuración tampoco es necesaria una fuente de alimentación externa ya que el elemento piezo alimenta el LED directamente.

Espero que esto ayude.

Primero sería bueno si tuvieras un número de parte para el piezo.

Lo siguiente que intentaría hacer es hacer un modelo del piezo. (Haga una búsqueda ... ¿quizás una fuente de voltaje sensible a la presión con un capacitor en serie?) Ahora tus preguntas. (Mis respuestas son las que mejor conozco y deberían verificarse en su circuito).

1.) Si pensamos en el piezo como una fuente de voltaje, entonces (idealmente) el opamp no consume corriente y el voltaje visto por el opamp es un divisor de voltaje de 1k / 560k ... el 1 kohm no hace una diferencia real .

2.) Bueno, no estoy muy seguro de esto. La resistencia de 560 k descarga lentamente la tapa piezoeléctrica. Luego, al liberar la presión, la tapa "recarga de nuevo". Realmente me gustaría ver las formas de onda en un 'alcance'.

3.) No llamaría a la resistencia de 560k ohmios un pull down. Proporciona una ruta de CC para la corriente de polarización del opamp. (No sé el lm358 ... parece ser una entrada de bjt ... ~ 20nA de corriente de polarización). ¿Está ejecutando el opamp como una sola fuente? Habrá un voltaje de salida debido a la corriente bais. 20nA * 0.5Meg * ganancia (60) ... obtengo algo como 600mV pero deberías revisar mis matemáticas.)

4.) Bueno, lo primero que intentaría es un opamp de entrada FET. Me gusta el opa134, pero no es un solo suministro.