MCP4812 y OpAmp con ganancia "variable"

Buenas tardes,
Necesito un DAC que me ofrezca un rango amplio de salida. He pensado usar un MCP4812 pero este solo ofrece hasta 2.048V (o x2 configurandolo). He pensado usar un OpAmp para tal fin, ya que no necesito mucha corriente de salida.

Solucion que necesito: si alimento el circuito con 12V, que me de una salida de 0 a 12V, si lo alimento con 15, de 0 a 15V, y asi... (hasta un limite claro, mas de 24v no necesitare). Como hago para que el amplificador tenga una ganacia variable entre el voltaje de alimentacion y los 2.048V, es decir, para 12v tendria una ganancia de 5.86 aprox y para 15v de 7.32, etc...

¿Algun circuito que pueda probar?

Saludos

Pagina 28 de la hoja de datos https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20002249B.pdf
Hasta con ejemplos de cálculo.

En ese caso, y si no estoy equivocado, la ganancia es fija, calculada segun las resistencias. Yo lo que necesito es que mi circuito pueda tener una entrada variable, de 0 a 24v, y que la salida sea dentro de ese rango, por lo que la ganancia no será siempre igual.

Esta todo disponible para que modifiques la ganancia a tu gusto.
Pagina 28 (como me gustan las facilidades de este foro nuevo, antes era una lucha hacer esto que haré a continuación).
Ejemplo 6.6.1



Ok, el ejemplo es bipolar y para un MCP4822 que no es tu caso.
Pues muy fácil.
Con una simple modificación pasamos de bipolar a simple que es lo que quieres

En el término anulamos la parte que pone un offset y justamente permite la bipolaridad
image
Además en el OPeracional podemos eleminar la fuente negativa -VCC indicada como Vcc-
Bien. Replanteemos todo para tu caso. 24V de salida.
Primero un OP que lo tolere, te lo dejo a ti para que lo elijas.Un simple LM324 de propósitos generales tolera 32V single end. Asi que comienza por ahí. Si quieres algo mejor la web a tu disposición.
Vo = Vin+ (1+R2/R1)
Mira las dos resistencias de realimentación entre entrada Inversora y salida y la R1 que ahora esta desde Vin- a GND con el cable que te he indicado.
Entonces si para tu caso un MCP2012 de 10 bits o 1024 pasos quieres 24V teniendo en cuenta que la máxima excursión seran 2.048V.
El DAC tiene dos ganancias posibles G = 1 y G=2 o sea que puedes obtener 4.096V de salida a 10 bits con resolución de 4096/1024 = 4 mV
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Si quieres Vo = 24 Entonces
Vo/Vin= 24/4.096= 1 - R2/R1
R2/R1 = 24/4.096 - 1 = 4.86
Entonces con R1 supongamos 1K tienes que poner un Preset de 5K y ajustarlo a 4.86K para lograr la ganancia que te brinde 24V con una entrada de 4.096V
Pero a la entrada de este circuito hay un divisor de tensión R3/R4 que antes estaba justificado y ahora no tanto. Yo lo eliminaría inicialmente.

Gracias por tu interes, pero creo que no me he explicado. No se trata que amplifique hasta 24, que en ese caso calculando las resistencias para la ganancia bastaria. Se trata que si yo tengo una entrada de 12V, tenga una ganancia de 6 aprox (12/2.048v), si meto 15V pues tendra otra ganancia, y si pongo 18 o 24 pues otra. De modo que los 2.048V correspondan con una salida máxima segun la alimentacion, 12, 15, 18 o 24V, si son 1.024V pues corresponderan con 6, 7.5, 9 o 12V, o lo que sea. No pretendo hacer dispositivos diferentes para las diferentes entradas, si no que uno sirva para cualquier opcion y poder tener un rango amplio de entrada y de salida.

De ahi que pusiese de ganancia "variable", ya que creo que los amplificadores de ganacia variable (como tal) operan de forma diferente, "igualando" toda la salida a un mismo nivel independientemente del nivel de entrada.

Saludos!

Yo creo que fue claro pero si no te gusta cambia la palabra preset por potenciómetro y asunto arreglado..

Saludos

Bueno exactamente lo mismo que te he dicho pero con el agregado de un CD4052 por ejemplo que tiene
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dos salidas pero usarás 1
Entonces usas X y las salidas X0 X1 X2 o X3 segun como selecciones binariamente AB de 00 a 11.
Esto lo intercalas en lugar de R2 pero R2 tendra valores diferentes de acuerdo a la tensión de trabajo.
Si estas en 12 eliges la que te de G 12 si estas en otra lo mismo.

Usas pines del Arduino para la seleccion y tienes toda la gama con 4 presets fijados a las ganancias para 12, 15, 18 o 24 si fuera el caso.

Buenas noches a ambos, gracias por las respuestas.
Sigo sin enterarme, segun me dices con ese CD4052 tendria como un selector, pero tendria que definir unas ganancias fijas. ¿Que pasa si alimento con 14V o 20V? Quizás lo que pido no se pueda hacer, lo desconozco. La ganancia debe ser calculada dinamicamente en funcion de una tensión de entrada y ajustar el rango de salida de 0 a esa tensión de entrada. Si esto no es posible, y a ser posible sin la intervencion de un arduino para el ajuste de esa ganancia, la idea que comentas del CD4052 me parece optima.

Otra opción que he barajado es la utilizacion de algun pot digital, y un divisor de tension en una entrada analogica del arduino para medir la tension de entrada y calcular la resistencia para la ganancia optima, pero esto seria enredar y no sabia si existe alguna solución más "limpia", por eso lo preguntaba.

De nuevo gracias por las respuestas.

Recién ahora interpreté lo que querías. :man_facepalming:t2:

No se puede hacer lo que querés (que yo recuerde...).
Si fuese para usarlo en modo comparador si, no hay mayor problema porque al operacional lo dejas en lazo abierto entonces la ganancia es máxima (o sea, casi la alimentación).
Pero como amplificador, que yo recuerde, no se puede, siempre tenés que fijarle una ganancia (aunque esta sea variable con un potenciómetro).
Tal vez agregando un OTA o un VCA... La verdad habría que investigar pero ya no sería algo sencillo.
¿No buscaste en Google?

Saludos

Bueno, escribiendo las palabras de antes me he dado cuenta que me he obsesionado con el OpAmp y el DAC, y no veia una solución más simple.
Puedo usar uno de esos potenciomentros digitales, el MCP41010 por ejemplo, y usarlo a modo de divisor de tensión y asi obtener el rango de entrada en 256 pasos. Creo que es suficiente para mi, y otra de las limitaciones es que solo puede circular por el 5mA, pero igualmente es suficiente, o eso creo, para mi proposito.
Aun si no fuese suficiente, puedo usar un OpAmp de alta corriente en modo comparador con ganancia 1, con lo que tendria la salida a la inversa, pero no seria mayor problema.

¿Cómo lo veis?

Saludos!

Yo lo iba a sugerir desde un principio pero como entendí que no querías valores prefijados, "cerré el pico". :wink:

Claramente es una muy buena opción, incluso para manejar el operacional en lugar de un potenciómetro "manual".

Saludos

Puedes usar la solución que mas te plazca pero la idea con el CD4052 y un PGA un amplificador de ganancia programable con cada G fija tmb es viable, solo que alimentas el OP con la mayor tensión y listo.
Tal vez no te comprenda del todo pero eso satisface lo que pides al comienzo.

Si alimentas con 12/15/24 para qué cambiar de tensión? Alimentas fijo con 24 y resuelves de acuerdo a tu necesidad.