La idea es que AIN1 acepta una señal de 0-5 V que está protegida contra cortocircuitos a 30 V.
También quiero conectar un termistor entre GND y AIN1 sin componentes externos (resistencia y fuente de alimentación), así que tengo el lado izquierdo del circuito que proporciona un voltaje de referencia de 5V. Los interruptores FDv304Ps entre 4k02 y 560R proporcionan una mejor resolución en un amplio rango de temperatura.
En este momento AIN1 está protegido con un SMBJ5.0A
AIN1B es la salida que luego se conecta a un ADC en un STM32F
Esta fue mi primera idea:
Por favor ignore la falta de un símbolo de tierra, es porque tengo múltiples bases analógicas y múltiples símbolos diferentes podrían resultar confusos.
AINB es la salida.
Pero después de investigar un poco encontré los siguientes problemas:
Cuando se usa un termistor, sería muy difícil escalar debido a que un divisor de voltaje (el termistor y TR1 / 2) alimenta a otro (R122 y 125).
El SMBJ5.0 introducirá un error en el divisor de voltaje, pero creo que puedo superarlo usando un SMBJ13A que tiene una corriente de fuga mucho menor.
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¿Es mejor agregar un amplificador operacional seguidor de voltaje entre AIN1 y R122 o simplemente usar un SMBJ13A en lugar del SMBJ5.0A?
Esta pregunta solo es relevante si utilizo el segundo amplificador operacional. Necesitaré alimentar el primer amplificador operacional (IC11B) con 5 V, por lo que puedo aceptar la entrada de 5 V o si un MOSFET se activa sin un termistor conectado. Esto significará alimentar el segundo (IC11A) con 5V. ¿Afectará esto a la salida AIN1B o aún tendrá un máximo de alrededor de 2.5V? Ahora sé que la salida no se verá afectada por la fuente de alimentación del OA
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En este momento, las resistencias están configuradas para permitir un máximo de 2.5 V y estoy usando una referencia de precisión de 2.5 V para suministrar el pin Vref + del STM32F. Esto se hizo por recomendación, pero no estoy seguro de por qué. ¿Debo dejarlo como está o usar 17k & 33k resistencias y una referencia 3v3? ¿Cuáles son los beneficios de ambas opciones?
Los valores de los termistores son vagos en el mejor de los casos, pero uno tendría los siguientes valores:
- 20 ° C 2.1 - 2.9kΩ
- 50 ° C 0.68 - 1.00kΩ
- 90 ° C 0.236 - 0.260kΩ
El rango de temperatura sería de -5 a 100 ° C.
Estoy más preocupado si el circuito real funcionará de manera confiable, estará protegido contra cortocircuitos de hasta 30 V y podrá leer la entrada analógica completa de 0-5 V.
Actualización basada en comentarios y la brillante respuesta de Dorian:
El termistor se conectará entre AIN1 y una tierra externa con una capacidad de corriente mayor que la de cualquier persona cercana, de modo que el lado de tierra de la conexión del termistor pueda considerarse completamente protegido. Solo estoy después de proteger la entrada analógica (AIN1).
Cuando no se utiliza un termistor, los FET se apagarán y se conectará un sensor con una salida analógica de 0-5 V a la entrada analógica. Un sensor típico será un sensor de presión automotriz de 3 cables, con 5 V, tierra y la señal de salida. 5V ya está protegido y el suelo es el mismo que el anterior.
Ya no estoy preocupado por la escala, ya que los sensores necesitarán ingeniería inversa y tendré que usar las tablas de consulta, etc.
Entonces, ¿este circuito funcionará según lo previsto y estará protegido contra cortocircuitos permanentes de hasta 30 V?
¿De qué otra manera puedo lograr esto?
Como arriba, ¿cuál es la ventaja de establecer una salida máxima y un voltaje de referencia de 2.5V en lugar de usar 17k & 33k resistencias y utilizando una tensión de referencia de 3.3V? ¿Qué harías y por qué?
