indicatie-LED sturen met bias van -2V, zonder bron te belasten

[Astrogator]

Ik breek m'n hersens er nu al een paar dagen over, en zojuist ook een hele tijd m'n breadboard met een opampje, en kom er gewoon niet uit. In de Buchla 292 worden de LEDs van de vactrols gestuurd een stuk onder nul, dus zeg de ene poot (van de twee in serie) op -2 en de ander tussen -2 en -6, of daaromtrent.
Ik wil een indicatieLED op de frontplaat die brandt synchroon met die LEDs. SImpelste oplossing natuurlijk eentje in serie ermee, of parallel. Maar dat beinvloedt dde schakeling, niet acceptabelwant het is geen kwestie van opschuiven, er zit een zenerdiode in de schakeling met de LEDs dus dat gaat onvoorspelbare resultaten opleveren. Ik wil sowiezo ook niks meer veranderen in de nu perfect werkende schakeling.
Dacht natuurlijk direct aan simpele spanningsvolger, + ingang van opamp is superhoge impendantie dus doet niks als ik dat aan een van de pootjes hang, toch? Maar dan... Geprobeerd met referentie aan de min op de andere poot, maar dan gaat alles weer mis want daar gaan stromen lopen. nou ja, lang verhaal kort, heb nog wat ideeën uitgeprobeerd, en kan wel een heel ingewikkelde oplossing bedenken met een heel stel spanningsdelers en wellicht nog een opamp extra, maar er moet toch een simpeler, elegantere oplossing zijn?
Een waarbij er gewoon een van de pootjes van de vactrol-LEDs, of allebei, is afgetapt en dan... Oh wacht eens... Ik heb opeens nog weer een ander kwartje-valt idee: niet bbij de LED aftappen, maar bij de ingang van de opamp diede LED stuurt. Mmaar ik voorzie ook hier alweer de zelfde problemen, want zover ik ondertussen opamps snap gaat er van alles heen en weer tussen in en uitgangen aan stromen, ver voorbij het 'ideale opamp' model, en gaat dat dus ook weer niet werken zonder invloed.
Is er zo'n simpele elementaire schakeling, die met een opamp (of transistor) elk gewenst bereik van voltage tussen + of - x en + of - y volt kan omzetten in een stuurspanningkje voor LED (of iets anders, kan in meer gevallen interessant zijn...) tussen de 0 en 2 V bv. OF een spanningsverschiltussen twee polen van zulks.
Ik bedenk nu plots nog een idioot omslachtige oplossing die misschien werkt: TWEE spanningsvolgers met niet inverterende opamp, op beide pootjes van de vactrol, en daar de LED tussen... Moet toch simpeler kunnen, dit lijkt me echt een draak. Maar zou wel werken, toch?

 

[Disharmonic]

Wat gaat er precies mis, met een opamp als spanningsvolger? Schets het even hoe je het doet, een plaatje zegt meer dan duizend woorden.

 

[marcmarc]

Ja, doe eens een schemaplaatje van waar je de monitor-LED op wenst te hebben want van dit 'geouwehoer' worden we niets wijzer ;-).

 

[Astrogator]

Wat gaat er precies mis, met een opamp als spanningsvolger? Schets het even hoe je het doet, een plaatje zegt meer dan duizend woorden.

OK dit is de eerste poging die ik had gedaan, ik hoop dat het allemaal leesbaar is, en je wijs kunt worden uit de warrige reflectie van mijn hersenen... ik gebruikte een piepklein printje dat ik had gemaakt voor een indicatie-LED ergens anders, gebaseerd op een schetsje van Marcmarc in het topic https://www.synthforum.nl/forum/synt...-voltage-zener .
. Er zat nog een diode en een zener contraparallel met de indicatieLED in die schets, volgens MM kon ik de zener weglaten, dus dat had ik gedaan, de diode ook omdat ik er in dit geval een tweekleuren-LED mee wilde sturen (zo een met maar twee pootjes, om een random-spanning tussen +/- 5v zichtbaar te maken). Misschien moet die diode er in dit geval wel weer in? Als ik het al met dit printje zou doen, want deze schakeling is bedoeld de stroom te bgrenzen bij te hoge spanning, maar dat is niet aan de orde als ik parallel meet aan die vactrol-LEDs in de Buchla, daar wordt de boel al bewaakt rond die LEDs, dus de spanning zal niet te hoog worden (?)
Ik weet niet zeker of ik de fout die er in m'n schetsjes hieronder in blijkt te zitten bij deze toepassing al gemaakt had (dus dat de LED tussen uitgang opamp en aarde zit ipv in de terugkoppeling), dat zou wel verklaren waarom het daar toen niet echt bevredigend werkte, dus die moet ik ook maar weer eens revisiten, maar goed, daar ga ik weer, terug naar de Buchla ;-)
Dat was nog niet de experimenten met spanningsvolger, die post ik hieronder, moet ik nog schetsjes van maken, want ik weet niet meer precies wat ik probeerde, dus nog even herhalen misschien.

Ja, doe eens een schemaplaatje van waar je de monitor-LED op wenst te hebben want van dit 'geouwehoer' worden we niets wijzer ;-).

Ja, het is inderdaad een oeverloos verhaal waar je weinig mee kunt. vlak voor het slapen gaan met de moed der wanhoop geschreven, dan krijg je dat :-P Ik kan nog het schema hieronder posten met ingetekend wat de LED moet weergeven, waar ik 'm probeer in te haken, maar komt simpelweg er op neer dat die LED zeg maar synchroon moet gaan met de LEDs in de vactrols.

 

[Astrogator]

Een deel van het schema van de Buchla 292c kloon. Ingetekend de plek waartussen ik de spanning wil meten en die weergeven met een LED. Kortom dus de spanning over de vactrol-LEDs (het zijn er 2 in serie in dit geval).
Omdat het zich ergens onder nul afspeelt, niet tussen 0 en x (of -x) Volt, leek het me meest logisch de spanning tussen deze twee punten te nemen, ipv de uitgangsspanning van de opamp (of de ingangsspanning) en die op te schuiven en inverteren. MIsschien niet zo lastig als ik het bij de ingang afneem, maar dat had ik nog niet bedacht bij m'n laatste experimenten omdat ik daar die referentie niet heb (de referentie dus van de andere poot van de LED, die niet nul is), en alles wat ik aan de pootjes van die vactrol-LEDs hang beinvloedt de schakeling tot nu toe, behalve dan de plus-ingang van een opamp, maar goed, en dan, dat is maar één van de twee meetpunten....

 

[Astrogator]

De schakeling van Marcmarc bleek trouwens wel te werken zojuist nadat ik'm had gecorrigeerd, zonder invloed, maar op de een of andere manier lijkt'ie de referentie aan die andere poot van de vactrol-LED toch niet serieus te nemen en gewoon naar de 'echte' nul te gaan, want ik moet de weerstand echt heel groot maken (ergens in de 10 k of meer), en dan heb ik een heel smal bereik maar, totaal niet representatief voor wat ik hoor. Misschien klopt het wel, speelt wat de moeite waard is op de vactrols zich maar in een heel klein voltage-bereik af en... wacht... nu ik dit schrijf valt er weer een kwartje... Ik probeer voltage te meten (dat gewoon over die LEDs dus prima lukt natuurlijk, want daar doet niet terzake wat de 'echte' nul is, dat bestaat helemaal niet immers), terwijl het om stroom gaat, toch? het voltage over de vactrol-LED's zal vrijwel niet veranderen zodra ze aan zijn, maar de stroom wel. Dus... Hoe meet ik dat? Zonder nog iets ertussen te zetten, althans, iets dat echt invloed heeft. Een weerstand van 1 ohm ofzo en daar de spanning over aftppen en dat dan flink versterken of zoiets?
Er moet toch een simpeler (hoewel, veel simpeler dan dat kan het niet worden geloof ik), nee, elegantere manier zijn?

 

[marcmarc]

Het voltagebereik op pin 6 dient hier de leidraad te zijn om iets te fabriceren dat met het oog representeerd wat je hoort. Welke voltages meet je op pin 6 van de OpAmp: van minimaal tot maximaal in het gewenste bereik van het filter?

 

[Astrogator]

Het voltagebereik op pin 6 dient hier de leidraad te zijn om iets te fabriceren dat met het oog representeerd wat je hoort. Welke voltages meet je op pin 6 van de OpAmp: van minimaal tot maximaal in het gewenste bereik van het filter?

Wacht even, ik zie geen pin 6 in het schema hierboven, bedoel je pin 9 (denk ik)? Of 8?

 

[marcmarc]

Oeps, ja pin 8, de uitgang van de OpAmp.

 

[Astrogator]

Wonderlijk... Dit had ik echt niet verwacht: 0 tot -1 V is ongeveer het bruikbare bereik, de knop gaat in totaal nog bijna door tot 2, maar dan ben je al lang over de hoorbare frequentie heen. Boven nul gaat die uitgang niet. Het filter gaat ook vrijwel direct open bij het opendraaien van de knop al bij een tiende volt ofzo.
De andere poot van de vactrol staat op... -2,2 V, en daalt vandaar af bijna 2 volt over het hoorbare bereik, dus meer dan aan de andere pot waar het maar ong 1V verschil is... Verklaart in ieder geval voor mij nu enigszins de rol van die zener, de vactrol op het randje van opengaan houden lijkt me. Maar hoe dat precies zo werkt met de opamp en waarom die stuurspanning vanuit de opamp uitgang naar de vactrol dan zo keurig vanaf nul gaat, niks er onder of boven, is me een raadsel. Ondoorgrondelijk is zacht uitgedrukt wat deze schakeling betreft.
Maar goed, dit maakt de hele kwestie een heel stuk simpeler: niks bias, gewoon een voltage tussen 0-1 volt of daaromtrent, alleen de LED even omdraaien dan en met enige versterking sturen. Hoe ik dat toepas in die schakeling van jou zou ik echter niet goed weten, ik heb er alleen een trimpotje in als weerstand naar aarde en daarmee kan ik de helderheid regelen voor het weergeven van een spanning die een groter voltbereik doet, maar een kleiner? Daar hoeft toch niet een extra opamp aan te pas te komen lijkt me, maar hoe dan? En iets van bias aan de LED, eigenlijk dus zoals hier bij die vactrol, op het randje van branden, zou misschien toch wel mooi zijn, zeker aangezien er dus geen (of nauwelijks) 'blind' bereik is van de spanning tot de LED van de vactrol gaat branden. Zou fijn zijn als dat ook wel zo gebeurt met die indicatie-LED (vandaar ook dat ik de indicatie-spanning van over de vactrol wou nemen)
Begin plots te flirten met het idee die indicatie-LED met precies zo'n schakeling als hier te sturen, met een zener op die manier dus (wel iets lager voltage lijkt me, want mijn vactrols zijn twee leds in serie - of niet misschien, ik wil een mooie paarse gebruiken, die moet meer volt hebben, geen idee zo gauw hoeveel). Maar dat lijkt me ook al weer overkill, kan vast simpeler. Ik moet er eerlijk gezegd ook niet aan denken me in zo'n theoretische draak te storten. Aan de andere kant, ook wel weer spannend... Maar ik wil verder met m'n andere honderd verbeteringen van modules die ik nog op het program heb, een nieuwe module, en m'n reverb afmaken, en, en, en...

 

[Disharmonic]

Even om een beeld te krijgen waar het om draait, het gaat dus om een zeker bereik van het voltage op pin 8, de uitgang van opamp U1 in het schemaatje. Als je daar een spanningsvolger aan knoopt, dan kun je dit toch schalen naar het gewenste bereik waar je een indicatie voor wil? Dat zou toch gewoon moeten werken?

 

[Astrogator]

een zeker bereik van het voltage op pin 8, de uitgang van opamp U1 in het schemaatje. Als je daar een spanningsvolger aan knoopt, dan kun je dit toch schalen naar het gewenste bereik waar je een indicatie voor wil?

Daar zit ik nu ook op te broeden, inderdaad vrij simpel, LED omgekeerd zetten. Enige waar ik me nog een beetje zorgen om maak is de stroombegrenzing van de LED, want stuurspanningen kunnen die spanning een flink eind opdrijven vorbij dat bereik, voor de vactrol-LEDs geen probleem want daar wordt de stroom begrensd doordat ze in de tegenkoppeling van de opamp zitten, maar achter een spanningsvolger weet ik niet hoe dat uitpakt, want ik wil'm afregelen precies in dat werkzame bereik, met een klein stukje reserve erboven wellicht. Ben bang dat ik die LED dan opblaas. Niet heel dramatisch, heb er zat, maar niet van die mooie paarse bv die ik wil gebruiken. Vandaar dus dat ik toch aan dat schakelingetje van Marcmarc denk, maar hoe ik daarin opschaal zou ik niet weten, toch moet het mogelijk zijn denk ik. Want een tweede opamp voor dat ene LEDje gebruiken, als het even kan liever niet (dus eerst een spanningsvolger en dan Marc-marcs schakeling).

Ik moest eerst al de stap maken om te realiseren dat het om die spanning op de uitgang gaat (dank Marcmarc!), ik dacht dat die onder nul zat omdat ik op de andere poot van de vactrol-LED had gemeten... Me totaal niet gerealiseerd dat die opamp zo simpel van 0 tot iets zou gaan, dacht die dan ook daar zou zitten ajbwibedoel.

 

[Astrogator]

En dan zit ik nog met dat idee dat ik een bias op die LED wil zodat'ie ook echt precies dat werkzame bereik doet, aangezien de spanning vanaf nul vrijwel direct het filter opent zou dat nodig zijn denk ik, maar misschien valt dat mee. Dan zou ik wel een inverterende spanningsvolger kunnen gebruiken als mixer en die bias erbij mengen, maar dan zit ik weer met een veel lager ingangsimpendantie, die de boel weer belast en beinvloedt (of niet daar? die opamp houdt de boel natuurlijk op die spanning wat er ook gevraagd wordt... ZIe je, ik maak het veel te moeilijk... Moet maar 'ns verder gaan met breadborden nu ik nieuwe invalshoek heb.) Maar als het dus wel nodig is verhoogt die bias de max spanning boven het bereik weer meer en dus dat gevaar voor opblazen.

 

[Astrogator]

Heb de spanningsvolger geprobeerd, dwz een niet inverterende versterker met een versterking regelbaar tussen 2 en een heleboel 50K terugkoppeling, 50K trim naar aarde), en een 570R+2K trim tussen LED en aarde voor de zekerheid. Werkt heel aardig. Dwz, niet goed, en bij nog wat meten ontdek ik waarom: Die bias van -2V staat toch op de uitgang van die opamp met alles dicht, in de 'normal' stand (ik heb ook de deep-mod), alleen in de 'deep' stand gaat'ie vanaf nul.
Ik had alleen gemeten na de vraag van MArcmarc in deep-stand merk ik nu dus. En de meting die in mijn eerste post staat (zie ook de titel) klopt dus wel, en was ook daar gedaan.
Resultaat is dat in de normal-stand de LED altijd een klein beetje aan is als'ie in een zinnig bereik staat ingesteld, maar dan is er dus maar zo'n klein deel nog van de variatie in helderheid van net open tot vol open dat het niet echt een goede indicatie is. In de deep-stand is het redelijk, maar de LED gaat dan ook al aan een stukje voor de gate open gaat -dat is niet echt een probleem lijkt me, zie je de cv 'aankomen' zeg maar ;-) .
Maar goed, om nu een zinvolle indicatie te krijgen zou ik een double throw voor die deep-switch moeten nemen en daarmee twee instellingen voor die LED maken ofzo... Of het gewoon maar o doen en me er verder niet druk meer over maken natuurlijk. Kan ik niet zo goed, vermoeiend is dat - wat kan je toch een hoop problemen op de hals halen voor een heel simpele nauwelijks echt belangrijke toevoeging of detail in de eurocrack-hobby. Hoeveel dagen ben ik nou al met dat vervloekte LEDje bezig?!? Gelukkig kan ik de humor, en ook de lol er van inzien. Blijf leren immers, snap de schakeling steeds beter terwijl ik er nog altijd geen snars van snap lol.

Ik begin me af te vragen of niet toch een beter idee zou zijn als ik op de een of andere manier de stroom door de vactrols kan meten en daar een indicatie van geven, die verandert niet of'ie nou in deep of normal staat.

 

[Disharmonic]

Heb de spanningsvolger geprobeerd, dwz een niet inverterende versterker

Ja, de spanning waar het om gaat op de niet-inverterende ingang en nu iets bedenken om een geschikte spanning op de inverterende ingang te krijgen, zodat je op de uitgang de spanning ziet die de juiste indicatie geeft.

 

[Astrogator]

Ja, de spanning waar het om gaat op de niet-inverterende ingang en nu iets bedenken om een geschikte spanning op de inverterende ingang te krijgen, zodat je op de uitgang de spanning ziet die de juiste indicatie geeft.

De te meten spanning moet dus in ieder geval sowiezo op de niet inverterende ingang om geen invloed te hebben op de schakeling (nietwaar? Als ik de min zou gebruiken verbind ik met virtuele nul en gaat het mis toch?).
Oh... wacht eens... Dus die inverterende ingang gebruiken om er iets bij op te tellen, naja, dat wordt dan dus aftrekken als het een positieve spanning is, precies de bedoeling. Echter, ik heb die ingang nu geschakeld met die weerstand naar aarde en de terugkoppeling om de versterking te regelen. Kan ik dan op die weerstand die naar aarde gaat nu ipv aarde (nul beter gezegd natuurlijk) de gewenste bias-spanning zetten, dus 2 V bv? Of moet ik die ingang als mixer schakelen zeg maar, het is nog altijd een virtuele aarde toch, dus er met een weerstand van de zelfde waarde als die naar aarde de bias op zetten. Of komt dat allebei op hetzelfde neer? Het duizelt me een beetje...

hee.... maar wacht eens: die bias-spanning is in het geval van de normal-stand in feite aanwezig op de uitgang van de opamp naar de vactrols, en in de deep-stand -waar die dus niet gewenst is- niet, doel je daarop, die gebruiken? nee wacht dat kan niet want die verandert zodra er een stuurspanning is. Toch heb ik het idee dat hier ergens een oplossing verstopt moet zitten, ik zeg al, het duizelt me wat, maar ik vraag me af... de spanning op de andere poot van de vactrol, misschien zit daar de sleutel voor die correctie aan de min...?
Heb je een oplossing in gedachten en zit ik op het juiste spoor, of ben ik alleen maar meer aan het verdwalen?

 

[Disharmonic]

Je weet het bereik van de spanning op de uitgang van opamp U1 in het schema, waarvan je een aflezing wilt op een LED. Je kunt ook te weten komen wat het bereik is van de spanning over de LED, wanneer het net moet oplichten en wanneer het volop licht geeft. Toch?

Dan kun je een opamp gebruiken, je kunt de spanning die je ziet aan de bovenkant van het plaatje variëren en dan ook nog spelen met de weerstanden (hier 10k en 20k,verbonden aan de inverterende ingang). Kijk 'ns hoe ver je daarmee komt. Zo'n eenvoudige simulator kan best handig zijn, trouwens.

 

[Astrogator]

Jje kunt de spanning die je ziet aan de bovenkant van het plaatje variëren en dan ook nog spelen met de weerstanden (hier 10k en 20k,verbonden aan de inverterende ingang). Kijk 'ns hoe ver je daarmee komt. Zo'n eenvoudige simulator kan best handig zijn, trouwens.

Aha... Goede suggestie die simulator, dat is een stuk sneller dan allerlei uitproberen met de breadboard, als ik die verschillende ideetjes die ik had op die manier zou uitproberen zit ik eindeloos te rotzooien, dit geeft een stuk minder rommel... In dit geval heb je me dat voor nu gelukkig bespaard en me op het spoor gezet, kan dit nu direct op de board uitproberen, heb het er al op zitten immers op één potje voor die spanning boven na dan. Was ook m'n plannetje al voor nu, maar ik ben blij te zien hier dat dat dus inderdaad kan werken. De rest van al m'n ingewikkelde ideeën kan ik nu dus gerust ver op de bovenplank leggen gelukkig dus. Je weet nooit wanneer die nog van pas komen ergens anders ;-)
Bij een volgende kwestie als deze neem ik je raad ter harte, en begin op een simulator ipv eindeloos rommelen rond m'n kwetsbare printje met krokodilleklemmetjes enz, dat is iets voor de laatste fase als er een werkend plan is. DE 13K heb je gebruikt als vervanging voor de LED zodat die met z'n drempelspanning enzo niet de schakeling beinvloed voorlopig toch? Enige reden waarom je die waarde kiest? Ik denk dat ik weer naar de bekende weg vraag, zal je wel een snel sommetje gemaakt hebben van 2 volt en 20mA of daaromtrent en de wet van ohm. - nee, dan kom ik eerder op 100 ohm uit... Nou ja, onbelangrijk verder, als er maar een load zit, toch?

 

[Astrogator]

OK, the plot thickens, yet again. Voor zover het dat niet al was begint het nu echt belachelijk te worden, en nog onbegrijpelijker: op de een of andere manier heb ik nu opeens de vactrols opgeblazen... NIks anders gedaan dan met die spanningsvolger experimenteren, ik had nog niks vernaderd na m'n laatste testopstelling, die dus werkte zoals boven beschreven, herhaalde alleen die test om nog wat metingen te verifieren. En plots werkt de boel niet meer. Duurce even om de oorzaak te vinden, maar ja dus. De LEDs van de vactrols zijn allebei kapoere. Ook al zoiets raars, met twee LEDs in serie zou je denken dat er één doorbrandt, niet allebei, misschien met 220v, maar niet met 12 of desnoods 24 -al zou ik niet weten hoe dat er op zou moeten komen, maar dat zal toch gebeurd moeten zijn op een of andere manier....)
Ze zijn ook op een heel vreemde manier kapot: in beide richtingen zijn het nu weerstanden van rond de 15 ohm.
Met een led ipv van de vactrols werkt de schakeling gewoon nog, dus dat wordt dan maar weer twee homemade vactrols maken, heb zat LDR's en LEDs. Grijp wel direct de kans aan om de LDRs voor zover mogelijk te paren. Misschien moet ik ze dan ook samen in de krimpkous zetten met één LED, of twee, hoe zou dat bij die dual vactrols zitten? Ook al zo'n raadsel waar ik mee zit: het schema beweert dat beide kunnen (dus 2 in serie of één dual), maar als er een LED in een dual zit dan zou die zener toch ook een andere waarde moeten hebben, of toch weer niet... Soms word ik erg moe van mezelf. Of toch maar twee losse maken, maar er zal vast ook variatie in de LEDs zitten immers, dus... keuzes, keuzes, keuzes... Allebei proberen kan ook nog, joepie, nog twee dagen doorklooien. Maar eens zoeken waar ik zo'n dual vactrol kan krijgen, en wat die kost. Of gewoon tevreden zijn me wat ik straks heb met die nieuwe 'voorlopige' homemade (ik moet toch nog ergens het setje hebben dat ik er eerst in had zitten, hoewel, heb ik in de Steiner gezet geloof ik, maar die werkt niet zo fijn als eerst, dus waarschijnlijk zit het setje dat dáár eerst in zat ergens in een doosje of mandje. Ik zei het al, vermoeiend...

 

[Disharmonic]

Oei, dat is balen als de boel stuk gaat. De weerstand van 13k is verder niet van belang, de "scoop" laat de spanning zien over die weerstand. Heb 13k genomen zodat het duidelijk afwijkt van de genoemde 10k en 20k, dat zijn de weerstanden die wel belangrijk zijn.

Als je boel weer op orde hebt, beter eerst simuleren en dan testen in een proefopstelling voordat je het gaat toepassen in de schakeling waar het voor is, denk ik.