Circuito de voltímetro de rango automático con PIC uC ADC

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Quiero diseñar un voltímetro de rango automático con un microcontrolador PIC y su ADC.

Requisitos:

  • Medir voltajes de + 0.2v a + 50v
  • Protéjase contra entradas inversas o voltajes ligeramente más altos
  • La impedancia de entrada puede ser bastante baja, llegando a unos pocos mA.
  • Precisión de alrededor del 1% o mejor (aunque no es necesario para voltajes más pequeños)
  • Tiempo de muestra de alrededor de 0.5 ms o mejor

Tengo un circuito en mente y agradecería recibir comentarios. Quizás haya circuitos más simples que podría usar. El PIC estará en un suministro de 5v. Probablemente usaría un op-amp básico y barato que funciona desde 0v y un riel de + 12v Las salidas uC de tres estados establecerían los divisores de voltaje de entrada o alterarían la ganancia del circuito del amplificador operacional a más alto que la unidad.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

¿Esto parece razonable?

    
pregunta CL22

2 respuestas

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No estoy al 100% en esto, pero creo que la mayoría de los ADC PIC son de 10 bits (1 en 1024 de resolución) pero pueden tener hasta 10x errores de LSB. Esto significa que estás casi en la etapa de precisión del 1% sin tener en cuenta Precisiones de resistencia.

El uso de salidas PIC como pull downs tampoco es una buena idea porque habrá corrientes de fuga de los pines que sumarán / restarán un voltaje de la señal a través de las resistencias. Además, parece que confías en que las salidas de PIC vayan exactamente a tierra, pero este no es el caso y tu precisión en el rango más bajo se verá afectada.

También, creo que el zener no será necesario porque R1 limitará la corriente al amplificador operacional y se autoprotegerá: 50V a través de 50k da 1 mA y la mayoría de los op-amperios son capaces de lidiar con este tipo de corriente Sus diodos internos. También ejecutaría el amplificador operacional desde 5V, lo que significa que no hay posibilidad de que pueda meter una tensión letal (6V o más) en el pin PIC ADC. Use algo como un AD8605: es riel a riel pero, debido a que no puede lograr exactamente 5V, reduzca las cosas en un 10% y restaure en la CPU con un factor de frigura.

Tener un amplificador operacional que se autoprotege (debido a los 50k) significa que los voltajes negativos también están protegidos, pero lea las hojas de datos en el op-amp para estar absolutamente seguro. Si aún cree que necesita el zener, considere que un zener comenzará a generar una corriente a voltajes significativamente por debajo de 5 V; no es una cosa de encendido y apagado tan pronto como llegue a 4,99 voltios.

    
respondido por el Andy aka
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La mayoría del microcontrolador pic tiene un ADC de 10 bits y para eso tiene que convertirlo mediante una fórmula como:

$$ Valor = valor * \ left (\ frac {reference_ {mV}} {2 ^ {10} -1} \ right) $$

$$ Valor = valor * \ left (\ frac {5000} {1024-1} \ right) $$

$$ Valor = valor * 4.89 $$

o visita este enlace lo escribieron con una buena explicación con el código C.

    
respondido por el user3220494

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