Divisores de voltaje y ADC

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Quiero leer un voltaje de 0-30V con un MCU ADC que tiene una entrada máxima de 3V.

Inicialmente, pensé en usar un divisor de 100k-10k (por lo que 33V se traduce a 3V) pero de acuerdo con las respuestas a impedancia de entrada ADC en MCU , esto agregará un error del 3% debido a la corriente de fuga de entrada; Estoy buscando 0.5% de error máximo. Sin embargo, a valores más bajos para el divisor, me arriesgo a dañar las entradas de la MCU debido a la sobretensión (las resistencias actúan en conjunto con los diodos de sujeción en la entrada). También incremento la disipación de potencia en mis resistencias, que son dispositivos pequeños 0603, clasificados para Máximo 0.063W. ¿Cómo puedo evitar esto? nótese bien. La impedancia de entrada no es crítica.

No me preocupa la velocidad de muestreo, estará monitoreando el voltaje de la batería a un máximo de 100 muestras por segundo.

    
pregunta Thomas O

2 respuestas

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Use el divisor de voltaje con resistencias, y un seguidor opamp después. Alternativamente, use un circuito opamp para reducir el voltaje y puede realizar el filtrado de alias en una etapa.

    
respondido por el smashtastic
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Bien, de su respuesta a mi comentario, creo que puedo ser de más ayuda con una respuesta completa.

¡Constrúyelo!

Construye tu simple divisor Resistivo. Esto tiene muchas ventajas, para un tamaño, otro es el costo.

¡Caracterízalo!

Ahora, también va a utilizar un microcontrolador, aquí es donde debe caracterizar su error. use un generador de voltaje que sea muy preciso, ahora verifique los voltajes y vea qué error mide realmente el uC.

¡Analízalo!

Ahora es cuando se pone divertido. Hay una serie de cosas que podrías medir.

Precisión y precisión

Lo más importante a medir aquí es si el error en los puntos es repetible. SI cada vez que realiza un barrido recibe un error diferente, o si su barrido siguiendo una ruta diferente da un error diferente en el mismo punto, esta no es una opción. Esto sucede a menudo con corrientes de fuga. La parte importante aquí es que no necesita alta precisión, solo un alto grado de precisión. Si puede caracterizar su error, su uC puede corregirlo. Si tiene una gran variación, necesita cambiar su solución.

¿Qué es una calibración de punto X?

Ahora, si tiene una alta precisión, como se explicó anteriormente, puede continuar corrigiendo la precisión. Ahora, si al graficar el voltaje de entrada en comparación con el voltaje de salida, tendrá que decidir el número de "puntos de referencia" que necesita. Los dispositivos agradables permiten un punto 1 (o punto cero, sin necesidad de calibración). Muchas sondas de temperatura.

Calibración de un punto

Ambas líneas tienen la misma pendiente, pero un desplazamiento, por lo que solo necesita encontrar el valor que debe agregar a un punto de datos para corregirlo. Esta es una situación ideal, ya que cualquier nueva calibración solo necesita un único punto de datos para volver a calibrar.

Calibración de dos puntos

ambas curvas lineales, posiblemente un desplazamiento y hay una diferencia de pendiente, solo necesita dos puntos de referencia e interpolación lineal para extraer su desplazamiento. Esto todavía es relativamente fácil, solo toma cualquier punto, multiplícalo por un escalar y agrega un desplazamiento.

Como puede ver, se vuelve más complicado cuanto más puntos necesita. En algún momento es más fácil tomar cada punto de datos y correlacionarlo con el valor real. Por ejemplo, al encontrar que 0000 es 1V, 0001 es 2V, 0002 es 1.5V. Esto es complicado, y esto solo funciona si las compensaciones son repetibles. Sin embargo, esto puede suceder.

Resumiendo

Espero que esto ayude, dime si necesitas más claridad. Si terminas con una corriente de fuga variable que no es confiable, es hora de lidiar con la necesidad de un búfer o algo parecido.

Puedo ver la posibilidad de un alto error de fuga, pero apostaría a que el error es relativamente pequeño en la mayor parte del rango, y cuando está allí se puede corregir fácilmente.

    
respondido por el Kortuk

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