Sensor resistivo leyendo ADC

Si tiene un voltaje de referencia de (digamos) 3V, el rango que verá su entrada es: -

• 3V * 10k / 13k = 2.307V (sensor a 3kohms)
• 3V * 10k / 70k = 0.428V (sensor a 60kohms)

Si usaste una excitación de corriente de 50 uA y un sensor conectado a tierra, el rango que verá tu entrada es: -

• 50e-6 * 3k = 0.15V (sensor a 3kohms)
• 50e-6 * 60k = 3.0V (sensor a 60kohms)

Con una excitación actual, el porcentaje de su rango de referencia de 3V utilizado es 95% . Con la excitación de voltaje y resistencia, solo obtienes 63% de rango.

Si su voltaje de referencia es más bajo o más alto, las afirmaciones de "rango" anteriores siguen siendo ciertas.

Aquíhayunejemplo.UnaentradaADCestáconectadadirectamentealsensor.Elsensorsealimentacon50uAatravésdeltransistorPNP.El50uAsemideen"R" y se compara con "V" con el amplificador operacional. El amplificador operacional mantiene la corriente a través de R en un valor que genera un voltaje "V" a través de él. Los valores podrían ser R = 10k y V = 0.5V o R = 20k y V = 1V. Se debe elegir el amplificador operacional que tenga un rendimiento de E / S cercano al carril, como un AD8605 (utilizado muchas veces por mí en esta misma configuración para la excitación del medidor de tensión).

Aquí hay una rápida simulación de CC para cargas de 60k y 3k: -

El transistor utilizado es BC547C o BC847C para aquellos con buena vista.

Tenga en cuenta que debido a las pequeñas corrientes de base en el transistor, la corriente no es 50uA sino 49.846uA con 60kohm de carga y 49.849uA cuando se carga a 3kohms. Tenga en cuenta también los voltajes a través del sensor: 2.991V en una carga de 60k y 149.5mV en una carga de 3k.

Si bien esto no responde directamente a su pregunta, sí describe un problema con el que se encontrará en un futuro próximo.

Básicamente, los ADC de ATxmega son bastante inutilizable cuando está conectado a la referencia interna de 1.0V de xmega. Obtienes ~ 16 conteos de ruido sin importar lo que hagas.

El consenso general parece ser que si desea utilizar el ADC interno ADxmega, realmente tiene para usar una referencia externa. Lo ideal sería utilizar el rango completo de 0-3.3V, pero el ADC solo admite referencias de hasta Vcc - 0.6V, por lo que 2.5V es probablemente la mejor idea.

Recientemente estuve trabajando en un proyecto que tenía algunos pots de interfaz de usuario que estaban conectados a los ADC xmega. De hecho, terminé teniendo problemas de ruido. Pude resolverlos mediante masivamente un sobremuestreo (¡x4096 veces!), Pero aún así solo me dio tal vez 10 bits de resolución utilizable.
Ahora, mi diseño era realmente, realmente no ideal (las cosas de la interfaz de usuario se agregaron después de que envié las tablas para que fuesen fabbed, se colgó de lo que se suponía para ser solo un puerto de depuración, y tenía cables en todas partes y todo eso.

Atmel ha supuestamente "solucionado" los problemas de ADC en las partes con el sufijo "u" (como ATxmega32A4U vs ATxmega32A4), pero no he tenido ningún cambio para trabajar con las partes en "U" .

Sí, puede almacenar las entradas en el amplificador diferencial y puede haber razones para hacerlo. Sin embargo, un Amplificador de Instrumentación como el AD620 ya es pre - Amortiguado y tiene ganancias fácilmente ajustables. Si necesita una funcionalidad de riel a riel de un solo lado (una fuente de alimentación), está el AD623.