Conversión de nivel de voltaje analógico (cambio de nivel)

Tengo un joystick que emite voltaje analógico en algún lugar entre 1.5V y 3.5V.

Quiero transformar este rango de voltaje para controlar un controlador de motor que toma voltaje analógico entre 0V y 5V.

¿Cómo nivelo el cambio y amplifico correctamente?

Desea una ganancia simple de 5/2 = 2.5 centrada alrededor de 2.5 V. Esto es fácil suponiendo que tenga una potencia de 5 V disponible, como por ejemplo desde el controlador del motor:

Esto debe ser un opamp de salida de riel a riel que pueda funcionar con una potencia de 5 V, como el MCP6041 y muchos otros. R1 y R2 forman un divisor de voltaje para formar los 2.5 V alrededor de los cuales se amplificará la señal de entrada. C2 atenúa el ruido de la fuente de 5V incluso más que la CC para lograr un nivel de CC silencioso y suave. El opamp está en una configuración clásica de ganancia positiva, con R4 y R3 configurando la ganancia. La impedancia de la fuente de 2.5 V producida por R1 y R2 efectivamente se suma a R3 con fines de ganancia, pero esa es una pequeña contribución de 1.2 kΩ en 100 kΩ. La ganancia será ligeramente inferior a 2.5.

Esto es posible con solo un amplificador operacional. Lo que estás tratando de hacer es cambiar de nivel y amplificar . Solíamos hacer esto todo el tiempo. Son útiles en robots en los que tiene un sensor con un pequeño rango de salida de voltaje analógico, y desea expandir la oscilación de voltaje para que pueda obtener la máxima resolución de su ADC.

Por lo general, los fabricamos con compensación y ganancia variables, para poder ajustarlos para cada sensor en el robot.

Una vez que haya configurado correctamente, siempre puede medir las resistencias de los potes y utilizar resistencias de valor fijo.

O puede calcular los valores directamente:

Hay una calculadora en línea para ayudarlo a calcular los valores de resistencia.

Contrariamente a lo que dice Cybergibbons, es una electrónica analógica bastante simple. Pero debe especificar qué suministro tiene la intención de utilizar para su circuito.

Necesita un circuito que reduzca su señal de modo común (1.5 V) a 0 y aplique una ganancia de 5/2 = 2.5 al resto. Puede hacerlo fácilmente con un cambiador de nivel basado en Op-Amp con algo de ganancia.

Una solución es usar un sustractor analógico con un voltaje de referencia colocado a 1.5 V, una solución aún más simple es solo un amplificador no inversor con la referencia en el lugar correcto.

Este circuito hará el trabajo:

_{^{El Opamp es solo el predeterminado en el simulador, puede que necesite otro, dependiendo del suministro.}}

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