Conversão de nível de tensão analógica (mudança de nível)

Eu tenho um joystick que coloca tensão analógica em algum lugar entre 1.5V e 3.5V.

Quero transformar essa faixa de tensão para controlar um controlador de motor que tome tensão analógica entre 0V e 5V.

Como altero o nível e amplifico corretamente?

Você deseja um ganho simples de 5/2 = 2,5 centrado em torno de 2,5 V. Isso é fácil, desde que você tenha uma potência de 5 V disponível, como no controlador do motor:

Isso precisa ser um opamp de saída trilho a trilho que pode funcionar com potência de 5 V, como o MCP6041 e muitos outros. R1 e R2 formam um divisor de tensão para fazer os 2,5 V em torno dos quais o sinal de entrada será amplificado. O C2 atenua o ruído da fonte de 5V ainda mais do que o DC para obter um nível de CC silencioso e suave. O opamp está em uma configuração clássica de ganho positivo, com R4 e R3 configurando o ganho. A impedância da fonte de 2,5 V produzida por R1 e R2 efetivamente se soma a R3 para fins de ganho, mas essa é uma pequena contribuição de 1,2 kΩ em 100 kΩ. O ganho será um pouco menor que 2,5.

Isso é possível com apenas um amplificador operacional. O que você está tentando fazer é mudar de nível e amplificar . Costumávamos fazer isso o tempo todo. Eles são úteis em robôs nos quais você possui um sensor com uma pequena faixa de saída de tensão analógica e deseja expandir o balanço de tensão para obter a resolução máxima do seu ADC.

Geralmente, os fazemos com deslocamento e ganho variáveis, para que possamos ajustá-los para cada sensor no robô.

Tendo acertado suas configurações, você sempre pode medir as resistências dos potes e usar resistores de valor fixo.

Ou você pode calcular os valores diretamente:

Há uma calculadora on - line para ajudá-lo a calcular os valores do resistor.

Ao contrário do que Cybergibbons diz, é uma eletrônica analógica bastante simples. Mas você precisa especificar qual fonte você pretende usar para o seu circuito.

Você precisa de um circuito que reduza seu sinal de modo comum (1,5 V) a 0 e aplique um ganho de 5/2 = 2,5 ao restante. Você pode fazer isso facilmente com um shifter de nível baseado em Op-Amp com algum ganho.

Uma solução é usar um subtrator analógico com uma tensão de referência colocada em 1,5 V, uma solução ainda mais simples é apenas um amplificador não inversor com a referência no lugar certo.

Este circuito fará o trabalho:

_{^{O Opamp é apenas o padrão no simulador, você pode precisar de outro, dependendo do suprimento.}}

$\dfrac{R_1 + R_2}{R_2}$