Усилитель прямоугольных импульсов от Ардуино со стабилизацией по току

Добрый день всем!

Помогите оценить сложность проблемы. Необходим усилитель, который усилит прямоугольные импульсы от Ардуино без значительных искажений (наверное, допустимо 5-10%) в частотном диапазоне от 1 Гц до 3 кГц (идеально от 0,3 Гц до 5 кГц), импульсы длиной от 100 мс (идеально от 300 мс).

На выходе надо создавать ток до 100 мА на нагрузке до 1 кОм со стабилизацией по току и возможностью ступенчато регулировать выходной ток.

 

прямо скажем - искажения это не там, где прямоугольные импульсы. Вам нужно генератор тока 0-100 мА, это делается схемой из операционника и пары мосфитов, НО - питание должно быть не менее 120 В. Судя по вопросу, вы не очень опытный паяльник, и как бы 120 В уже убить может. Гуглим "генератор тока" или (что лучше) вкуриваем "Искусство схемотехники" Горовиц и Хилл.

 

Спасибо!

Да, по детству что-то делал такое, усилитель на пяти транзисторах (такие классные были П213), и на выходе повышающий трансформатор. Это я ещё школьником пытался сделать электростимулятор мышц. Тогда я на чём "окарал": регулировка сигнала была на входе, таким замечательным большим потенциометром. Как следствие, при попытке регулировать амплитуду усиливались шумы, видимо, поэтому хреначило током так, что охоту отбило.

Так получилось, что сейчас я занимаюсь с электростимуляторами профессионально. Но не могу купить прибор, который бы мне полностью подходил для работы (физически они существуют, но ценник 4кЕвро останавливает пока). Вместе с тем, тут начал немножко собирать из детских наборов, датчики движения, и обратил внимание на колоссальные возможности Ардуино.

Не смогли бы подсказать, ещё давным-давно обращал внимание на схемы генераторов, где транзистор в режиме "лавинного пробоя" или как-то так. Там ещё была бестрансформаторная схема, при низковольтном питании выдавала до 150 Вольт. Это применимо, если нужен стабильный ток, или нет?

 

это 70е годы?

без трансформатора - в смысле от сети? Поубивает же нахрен!

Вам что нужно - стабильный ток на сопротивлении до 1 кОма? Задача, как я описал, не из самых простых, но стандартная, проблема только в высоком нужном сопротивлении. Можно сделать генератор импульсов на блокинг- генераторах, они и от 1 Вольта могут работати и 100 В импульсы давать, но стабилизация тока будет более проблемной.
Может вам прямо прибор сделать? Если задача - управлять с пк выводом тока 0-100 мА (кстати, вы в курсе, что 30 мА - смертельный для человека ток?) с нужной частотой и скважностью , используя ардуино- задача решаемая. В личку пишите, озвучу ценник. Или советы- сколько угодно и бесплатно, надо только четко вопросы задавать, чтобы ответы были полезными.

 

Спасибо!
Чётко прикину основные пункты ТЗ и напишу. Да, вершина моей радиолюбительской активности осталась в семидесятых.

 

Блок-схема устройства представляется следующим образом:
1) На Ардуино
а) Генератор несущей частоты 0,1Гц-5кГц
б) Модулятор, для обеспечения длительности посылки 0,1с-12с, паузы 0-20с
2) Усилитель
а) Каскад для искажения прямоугольного сигнала (преобразование в трапецию, пилообразный сигнал)
б) Каскад усиления
в) Генератор тока
3) Блок индикации и защиты

Параметры сигналов: прямоугольный, трапеция, пилообразный. Предполагается генератор сигналов собрать на Ардуино, при необходимости инвертировать в прямоугольник или трапецию на выходе, в усилителе.

Нужны стимулирующие сигналы в виде как одиночного импульса, так и пачки импульсов, на частотах от 0,1Гц до 5 000Гц (период импульса: от 10с до 0,0002с = 0,2мс, 200мкс). Длина импульса от 300мс до 5мкс. Пачки импульсов длительностью от 0,1с до 12с, паузы до 20с, при регулируемой частоте несущей частоты (импульсов заполнения).

На выходе усилителя необходим ток до 100мА на нагрузке 1кОм. Следовательно, на выходе усилителя необходимо напряжение до 100В и мощность до 10Вт с защитой от короткого замыкания.

Изменение сигнала, как и индикация, предполагается в разных диапазонах, дискретно. Индикация на светодиодных линейках из 10 светодиодов, 5 диапазонов для несущей частоты:
0,1–1Гц (0,1; 0,2; 0,3; .... 0,9; 1,0)
1–10Гц (1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
10–100Гц
100Гц–1000Гц
1000–10 000Гц

Посылка от 0,1 до 12с также в десяти вариантах

Пауза от 0 до 20с, десять градаций

Ток 0-100мА, с точностью 1мА, цифровой индикация 0-99мА

К сожалению, пока что нашёл в Ардуино функцию, которая позволяет осуществить генерацию выше, чем 500Гц (посылка 1мс и пауза 1мс, всего 2мс период, частота 500Гц), функция delay(1). Можно ли получить более высокую частоту? Как реализовать на одном процессоре Ардуино независимые генератор и управление генератором тока (амплитуда и включение/выключение)? При этом сигнал генератора усиливать сразу, а модулятором просто включать/выключать усилитель? Ещё было бы просто выключать генератор для работы в низкочастотном диапазоне. Это существенно бы всё упростило, как мне кажется. Можно программно проверять, чтобы посылка была длиннее генерируемого импульса. Ещё очень важна защита на выходе: если установлено 10мА, к примеру, там не должно появиться больше ни при каких условиях.

 

Добрый день всем!

Только что сделал схему управления от Ардуино 12V питанием с помощью тиристора. Буду рад, если профессионалы меня поправят. Стояла задача коммутировать напряжение до 100V с током нагрузки до 100мА. На митинском радиорынке мне предложили тиристор MCR100-8 (32 рубля). Управляющий электрод я подсоединил напрямую к цифровому выводу микросхемы (ещё сомневался, надо ли туда резистор, пробовал по-разному), через тиристор пропустил ток от отдельного источника 12V и испытал схему. Управляющий сигнал был от программки-образца blink, там я поменял длительность импульса на 100мс (мне надо так), на нагрузке тиристора были 1) светодиод последовательно с сопротивлением 0,5кОм; 2) электроды электростимуляции (по постоянному току сопротивление оказалось около 1кОм. Минус Ардуино и дополнительного источника на 12V соединил проводом. Вуаля. Стимулирующий сигнал слабенький, но есть. Подобрал электроды, их сопротивление по постоянному току оказалось около 10кОм. Стало быть, ток где-то 1,2мА. Импульсы вполне чувствуются.

Вопрос вот в чём: где подвох? Мне предлагали другое, довольно дорогое решение. Но реально всё обошлось тиристором за 32 рубля и источником постоянного тока, пока - на 12V. Правильно ли я использую тиристор? Будет ли это всё работать на напряжении 100V и токе до 100мА?

P.S. Вероятно, ток стимуляции был всё же ниже удерживающего тока, поэтому и были импульсы в нагрузке? Но ток был явно выше 1мА, удерживающий же ток для этого тиристора 0,6мА. Не пойму, почему это работает.