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Author Topic: INA122 + ADS1115  (Read 1192 times)
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italia
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Salve,

Voglio utilizzare l'amplificatore INA122 per amplificare un segnale proveniente da un geofono (bobina) che produce una tensione che oscilla intorno allo 0, per poi acquisirla con l'ADC ADS1115 collegato all'arduino attraverso l'interfaccia I2C.

1. Posso utilizzarlo ?

2. INA122 deve essere alimentato con l'alimentazione singola 3.3 o 5 volt, oppure è necessario alimentarlo con una tensione duale ?

 
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фон Крыса
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Non ho mai usato l'INA122 ma sul datasheet è chiaro che può essere alimentato positivamente e non necessariamente dualmente, per quanto riguarda l'uso del'ADC con l'amlificatore, si perchè no ?
Il mio dubbio è un altro, i non li conosco molto ma sei sicuro che la tensione da essi data in out non possa diventare negativa ? in questo caso o l'ADC può leggere una tensione negativa o devi innalzarla con l'amplificatore in modo da poter far leggere tutte le oscillazioni all'ADC smiley-wink

p.s. Dal datasheet:    Single Supply: 2.2V to 36V
                              Dual Supply: –0.9/+1.3V to ±18V

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina122.pdf
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italia
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L'adc, può acquisire in modalità single-ended, oppure in differential mode. Su questo non ci sono problemi.

Siccome il segnale in ingresso all'amplificatore può essere negativo o positivo, all'uscita cosa avrò ?

Cioè il segnale risultante come sarà ?

grazie.
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Parma
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Voglio utilizzare l'amplificatore INA122 per amplificare un segnale proveniente da un geofono (bobina) che produce una tensione che oscilla intorno allo 0, per poi acquisirla con l'ADC ADS1115 collegato all'arduino attraverso l'interfaccia I2C.
1. Posso utilizzarlo ?
2. INA122 deve essere alimentato con l'alimentazione singola 3.3 o 5 volt, oppure è necessario alimentarlo con una tensione duale ?

Si puoi utilizzarlo, ti consiglio caldamente di alimentarlo dualmente per maggiori performance, rischieresti di violare il Common-Mode Range

Ciao
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L'adc, può acquisire in modalità single-ended, oppure in differential mode. Su questo non ci sono problemi.

Siccome il segnale in ingresso all'amplificatore può essere negativo o positivo, all'uscita cosa avrò ?

Cioè il segnale risultante come sarà ?

grazie.
se alimenti l'amp golarmente e l'amplificazione è ad esempio di 5 in uscita con un entrata di 1 v avrai 5v ma se in entrata hai -1v dovresti avere 0 in uscita.
Se lo alimenti duelamente ponendo sempre l'amplificazione a 5 e i due segnali a 1 e -1v avrai prima 5v poi -5v in uscita.
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italia
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Quindi. devo alimentarlo con una tensione duale, per discriminare il segnale positivo da quello negativo.

Lo schema di collegamento nel caso di alimentazione duale è quello riportato a pagina 7 del datasheet, ed usare l'adc in modalità differenziale.

confermi. (grazie)

L'adc è caratterizzato da un PGA interno che va da 2 a 16 consentendo di acquisire con range da +/- 256 a 2048 (escluso 1 o 4096)
posso pensare di amplificare il segnale con l'amplificatore esterno di 64 o al massima 256 è poi variare caso per caso in funzione del segnale il pga interno.

I segnale da acquisire sono molti bassi. L'obiettivo è di avere una precisione inferiore al microVolt.

Il solo adc sfruttando il PGA consente di avere una precisione di 7.8 microVolt. In questo modo in teoria posso scendere sotto il micro.






 
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Puoi si alimentarlo con una tensione duale ma del datasheet dell'ADC mi pare di capire che non può leggere tensioni negative...

Analog input voltage to GND –0.3 to VDD + 0.3

Però poi dice :

Full-scale input voltage V IN= (AIN P) – (AIN N) ±4.096/PGA V

Pag 3  di : http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1115.pdf
Quindi resto interdetto e lascio la parola a chi ne sa più di me.
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Puoi si alimentarlo con una tensione duale ma del datasheet dell'ADC mi pare di capire che non può leggere tensioni negative...

Analog input voltage to GND –0.3 to VDD + 0.3

Però poi dice :

Full-scale input voltage V IN= (AIN P) – (AIN N) ±4.096/PGA V

Pag 3  di : http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1115.pdf
Quindi resto interdetto e lascio la parola a chi ne sa più di me.


Quote

From datasheet:

"Although the ADS1113/4/5 can read bipolar differential signals, but
they cannot accept negative voltages on either input. It may be helpful to think of the ADS1113/4/5
positive voltage input as noninverting, and of the negative input as inverting."

So max positive digital value when ain+ = +5vdc and ain- = 0vdc, max negative digital value when
ain+ = 0vdc and ain- = +5vdc, and digital value = 0 when ain+ = ain- anywhere in 0 to +5vdc range.

« Last Edit: January 22, 2013, 01:00:28 pm by retrolefty » Logged

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Volete dire che l'ADC accetta solo valori da 0 a 4096V e non +/-4.096V

Se acquisisco in modalità single-ended solo valori positivi, e alimento l'amplificatore con un'alimentazione singola 3.3V e fisso la REF (pin) a 1.650 V. In questo modo se il valore è superiore a 1.650 i valori in entrata sono positivi, mentre se il valore in uscita e minore di 1.650 i valori in entrata sono negativi.

Si può fare.

Suggerimenti in merito per aumentare la precisione dell'adc sono bene accetti.


grazie.
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Parma
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Una tensione negativa non è un problema in quanto basterebbe alzarla di un valore fisso di cui tenere conto.
E' inutile però sviluppare ulteriormente la discussione senza datasheet del geofono o informazioni precise sul segnale elettrico che genera.
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Una tensione negativa non è un problema in quanto basterebbe alzarla di un valore fisso di cui tenere conto.

Concordo a pieno, come ho detto qualche post più su secondo me conviene portarla completamente positiva e leggere ogni oscillazione...
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Ho allegato il file con le specifiche del geofono (di seguito elencate).

Type SS-4.5N
Natural Frequency ( Hz ) 4.5±10%
Coil resistance (Ω) 375±5%
Damping 0.6±5%
Open circuit intrinsic voltage sensitivity ( v/m/s ) 28.8 v/m/s ±5%
Harmonic distortion ( % ) ≦0.2%
Typical Spurious Frequency(Hz) ≥120
Moving Mass ( g ) 11.3g
Typical case to coil motion p-p ( mm ) 4mm
Operating Temperature Range ( ℃ ) -40℃ TO +100℃
Height ( mm ) 36mm
Diameter ( mm ) 25.4mm
Weight ( g ) 86g
Warranty Period 3years


Il geofono se non erro è in grado di fornire fino a 28.8 v/m/s se particolarmente eccitato.
Però io devo acquisirne le misure quando è a riposo, in questo caso ho avuto modo di notare che l'oscillazione massima intorno allo 0 e di 2 millivolt con picchi di 5 millivolt massimo.
Per questo ho scelto un adc esterno e voglio amplificare il segnale.
Anche se per precauzione voglio inserire all'entrata dell'ADC o dell'amplificatore (non so ancora) un limitatore (diodo zener da 3.9 volt).

Edit[ Non considerare questo esempio poco chiaro.
In basso un esempio di acquisizione del segnale geofononico con l'ADS1115. C'è la traccia del segnale non amplificato e una traccia con amplificata con LMV358 gain 20.

Ogni gradatino vale circa 32768/20 = 160 circa. la traccia amplificata oscilla intorno al valore 16384.
]

Esempio di acquisizione collegando il geofono al canale 0 e 1 dell'ADS. acquisizione in modalità differenziale.
il grafico va da -100 a + 100 quindi ogni quadratino vale 10. i valori acquisiti come risultano oscillano tra -10 e +10, i picchi sono i miei movimenti. che trasformati in milliVolt diventano
10*256/32768 = 0,078125 milliVolt oppure considerando il picco 50 il valore in milliVolt è 0.390625 milliVolt.



in trepida attesa di consigli e suggerimenti.

* Specifications for 4.5Hz Geophone Element.pdf (164.19 KB - downloaded 53 times.)

* traccia amp.png (11.4 KB, 901x224 - viewed 36 times.)

* acq200_256.png (119.35 KB, 1040x666 - viewed 43 times.)
« Last Edit: January 23, 2013, 02:31:46 am by gcam » Logged

Parma
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Premettiamo che quello che vuoi fare è molto complicato in quanto entrano in gioco rumore e piccoli segnali.
Il sensore mi sembra una cinesata con un datasheet con carenza di informazioni essenziali, questo non ti facilita il lavoro.

Quote
in questo caso ho avuto modo di notare che l'oscillazione massima intorno allo 0 e di 2 millivolt con picchi di 5 millivolt massimo

Quando si parla di così pochi millivolt la misura non è banale da eseguire, inoltre attenzione, la sensitività è specificata solamente a circuito aperto con le conseguenze del caso.

Ad ogni modo potresti iniziare a fare alcune prove senza arduino, solo l'op-amp e una tensione duale, è essenziale un oscilloscopio per verificare i risultati naturalmente, se è a due canali puoi confrontare il segnale originale e amplificato per verificare se presenta distorsioni

Ciao
« Last Edit: January 23, 2013, 09:07:31 am by flz47655 » Logged

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