Ayuda con el esquema del circuito de acondicionamiento piezoeléctrico

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Tengo el siguiente esquema que utiliza un sensor piezoeléctrico como entrada y transmite esa información a una placa Arduino para su procesamiento. El esquema provino de algunas personas en el MIT que construyeron una mesa de ping pong que detecta los golpes a través de 8 sensores peizo (4 por lado de la mesa).

Comoseindicaensuinforme( encontrado aquí sección II.) el circuito es diseñado para filtrar, amplificar, rectificar y umbralizar las formas de onda del Piezo. Los amplificadores operacionales pueden compartir el mismo punto de sesgo y los comparadores pueden compartir el mismo umbral.

Mis preguntas son:

  1. El cuadrado resaltado a la izquierda (mi resaltado) muestra un símbolo que nunca había visto, hay dos de ellos en este diagrama. ¿Qué significa este símbolo? ¿Es una conexión a algo?
  2. De los dos puntos destacados a la derecha, la parte superior parece ser tierra digital (¿conectada a Arduino?) y la parte inferior es tierra física (¿conectada a una mesa de metal conectada a tierra?). ¿Estoy en lo correcto en esto? Los dos terrenos alineados me están haciendo pensar que podría ser otra cosa.
  3. ¿Está el círculo más a la derecha al final del circuito conectado al pin de E / S en el Arduino?
  4. El símbolo de la tierra más a la izquierda, ¿no debería estar conectado a tierra de Arduino? Nunca he conectado una conexión a tierra de un Arduino a una tierra, por lo general, en cambio, utilizo el pin de tierra en la placa Arduino.
  5. "Los amplificadores operacionales pueden compartir el mismo punto de polarización", ¿qué significa esto exactamente?
  6. "Los comparadores pueden compartir el mismo umbral", ¿qué significa esto? ¿Solo que todos pueden estar conectados a un solo Arduino?

Para obtener más información, consulte la página PPPP del MIT

Muy apreciado por cualquier ayuda, ya que estoy bastante versado en Arduino pero no con esquemas de lectura o EE más avanzados.

    
pregunta cgaubuchon

2 respuestas

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  1. El símbolo indica sesgo en V (muy borroso incluso en tu enlace). Este sería un voltaje fijo para desviar el Op-Amp. Si necesita más información sobre el "sesgo", haga más preguntas.

  2. Se utilizan diferentes símbolos para diferentes conexiones a tierra (comunes). Cualquier símbolo de tierra o símbolo común no está necesariamente conectado a tierra. Una conexión a tierra real se puede mostrar como un comentario. En este caso, el esquema muestra un divisor de voltaje entre dos señales "comunes" o "a tierra". Esto indica que es probable que las dos señales de "conexión a tierra" tengan un potencial (voltaje) diferente, lo que alimenta el promedio de los dos potenciales a la entrada negativa (-) del comparador (a la derecha, la mayoría de amplificadores operacionales). Sin embargo, en este caso, creo que el diseñador probablemente quiso decir que este es el "umbral" o punto de ajuste para el comparador.

  3. La salida de la derecha es la señal de interés y se conectará a Arduino. TENGA EN CUENTA que ninguno de los Op-Amps se muestra con +/- alimentación conectada. Parece que este esquema es solo para mostrar las características y no para usarlo como un diagrama de cableado real.

  4. Cada uno de los puntos de tierra (comunes) deberá estar conectado en este circuito. No hay suficiente información en el esquema para decir lo contrario.

  5. La entrada positiva de los dos Op-Amps de la izquierda se puede conectar al mismo nivel de polarización de CC. Además, si se construyen una multitud de sensores, cada uno de los sensores puede usar el mismo sesgo.

  6. "Compartir el mismo umbral": al crear varios de estos sensores, se puede usar el mismo punto de ajuste (umbral) entre los diversos sensores.

respondido por el Marla
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  1. Vbias es solo un nivel de voltaje en el riel intermedio que puede considerarse como 0V o puede ser ligeramente diferente a 0V. Nunca he visto el símbolo antes, pero estoy bastante seguro de que se conectará directamente a 0 V o tal vez a una tensión de referencia de CC de 1 o 2 V, que a su vez hace referencia al símbolo 0V / tierra en el cuadro de la derecha.
  2. Yo diría que el símbolo triangular superior es un riel positivo, aunque he visto ese símbolo utilizado para la tierra en otros dibujos. Saber que el circuito es un comparador y que necesita un voltaje de "umbral / punto de activación" me asegura eso.
  3. Es imposible decirlo, pero es una salida!
  4. Lo ideal es que la conexión a tierra piezoeléctrica esté fuertemente conectada a la tensión Vbias, lo que es crítico si necesita hacer una conexión arduino de 0 V / tierra / tierra, hágalo en el extremo del circuito del comparador para evitar que las corrientes digitales se alteren el amplificador / rectificador sensible al frente.
  5. Significa, mientras lo leo, que los amplificadores operacionales deberían compartir el mismo punto de sesgo.
  6. El voltaje de umbral es el que se encuentra directamente en el pin de entrada "-" en el comparador; esto puede ser una conexión común a todos los comparadores, es decir, no es necesario repetir los dos resistores para cada circuito comparador.
respondido por el Andy aka

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