Controlador de "altavoz" simple, muy inactivo (2mA), 5V

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¿Cómo puedo manejar un altavoz de 30 ohmios desde un microprocesador de 5V de una manera simple, de muy baja corriente de reposo (< 2mA)?

El "altavoz" es en realidad una bobina, no un altavoz, y estoy tratando de inducir un campo magnético, como en un bucle de audición. Se maneja desde un microprocesador PIC, principalmente con pulsos breves, digitales (riel a riel), pero con señales DAC / analógicas ocasionales. También debe tener un control de ganancia por separado (que yo pueda controlar desde el PIC; hay muchas patas de repuesto) y (idealmente) deshabilitarlo por completo.
Tengo un suministro de riel único de 5V, 200mA. La bobina es de 30ohms. Idealmente, me gustaría poder soltar hasta 150 mA a través de la bobina en ráfagas cortas.

Lo más importante: baja corriente de reposo, incluso cuando está habilitada. Preferiblemente < 2mA.
Cosas importantes: simplicidad, compacidad y bajo costo.
Cosas sin importancia: fidelidad / distorsión, estabilidad de la temperatura

He visto amplificadores de audio (que parecen demasiado complicados, y Quiescente demasiado alto), amplificadores operacionales estándar (pero parecen tener una fuente / fuente de corriente baja) y varias opciones de BJT (¿algún tipo de seguidor de emisores? ) pero esta cosa analógica está un poco más allá de mí.

    
pregunta Slowbs

4 respuestas

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Después de un poco más de experimentación, decidí usar un solo seguidor de emisores BJT, orientado hacia adelante para permitir la entrada analógica. Sin embargo, he agregado una línea adicional a una IO estándar en el PIC. Cuando se establece como una salida, esto servirá para controlar las señales digitales, y cuando se configura como una entrada, se convertirá en analógico. La ganancia será controlada por un bote digital en lugar de (Re)

Por lo que puedo decir, esto cumple con todos mis requisitos: salida digital rápida y analógica limpia, baja inactividad y muy simple / bajo costo.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Slowbs
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Si desea obtener 150 mA con una bobina de 30 ohmios (la resistencia aumentará con la temperatura) no necesitará más que un par de ohmios para cambiar la resistencia.

Una forma de lograrlo sería utilizar dos pares de MOSFET complementarios en una configuración de puente H. Por ejemplo, el DMHC3025LSD contiene los cuatro transistores y es inferior a 0,2 ohmios para la resistencia total alta + baja del interruptor. Para obtener un 1kHz bastante limpio necesitaría algo como una frecuencia PWM mínima de 25kHz a 50kHz, por lo que probablemente necesitaría un controlador de puerta para los MOSFET en lugar de poder conducirlos directamente desde un PWM con microcontrolador.

Si los impulsa a ambos, alto o bajo, el consumo de corriente será mínimo (microamperios). Para una salida de tipo analógico, las conduciría con formas de onda PWM complementarias para obtener una salida bipolar. Puede ser difícil obtener mucha fidelidad a menos que esté utilizando una amplitud casi total. Si la inductancia de la bobina no es suficiente para suavizar la forma de onda en la frecuencia PWM, podría agregar un filtro LC, pero eso también afectará las formas de onda "digitales".

    
respondido por el Spehro Pefhany
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¿Qué frecuencia, tiempo de encendido / apagado? Si es lento (~ 1 ms), podría usar un SSR (relé de estado sólido) Para velocidades de conmutación más altas, puede mirar interruptores analógicos. Aquí hay un golpe temprano en una búsqueda de Digikey. enlace
Pero hay miles para elegir.

El control de ganancia puede ser PWM, o si no se sumerge en la electrónica analógica, es divertido.

    
respondido por el George Herold
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Creo que cualquiera de los controladores de puente en H más pequeños para motores pequeños sería bastante ideal para la aplicación tal como la describe. Puede conducir la bobina con pulsos de cualquiera de las dos polaridades, y puede usar las técnicas "clase D" o delta-sigma para crear formas de onda analógicas: la inductancia de la bobina en sí proporcionará gran parte del filtrado requerido.

    
respondido por el Dave Tweed

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