Circuito de condensador variable simple para alimentar ADC

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Necesito construir un circuito de detección de humedad que alimente un convertidor analógico a digital. (Este convertidor luego enviará sus señales a una frambuesa pi para su análisis, etc.). El sensor estará a aproximadamente 0,5 m del circuito del amplificador (ya que estará dentro de un gabinete climatizador y los circuitos estarán afuera) y en mi investigación he visto que tener una distancia entre los circuitos causa más complicaciones.

He encontrado un sensor de humedad capacitivo que se adapta a mis necesidades de rango de temperatura (IST MK33). Esto tiene un rango de capacitancia de aproximadamente 290pF a 340pF (mostrando una humedad relativa del 0% hasta el 100%). Necesito convertir esto de alguna manera en una entrada adecuada para un ADC MCP3008, asumo que un rango de 0v-5v funcionará. Esto se comunicará a través de SPI a la Raspberry Pi.

Originalmente, tengo un suministro de 24 VCC, pero también tendré suministros de 5 V y 3.3 VCC disponibles para conducir este circuito debido a la pi de frambuesa. Miré el circuito y respondí en esta pregunta: Converting valor de capacitancia variable a nivel de voltaje de CC variable pero, con la diferencia en el rango del valor de capacitancia, me pregunto si esto sigue siendo adecuado.

Entonces, mi pregunta es: ¿el circuito en el enlace anterior sigue siendo adecuado? ¿O alguien puede sugerir un circuito diferente con valores adecuados que funcionen? Soy muy nuevo en todo esto, así que he estado luchando y la hoja de datos del sensor no tiene ningún circuito de ejemplo, ¡que normalmente me salva! Gracias por adelantado. :)

    
pregunta SherbyDip

2 respuestas

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La forma de lograr esto con un mínimo absoluto de circuitos de soporte es usar una salida DIO para cargar / descargar un circuito RC que consiste en su sensor capacitivo y alguna resistencia para producir una constante de tiempo que tenga sentido para su aplicación.

Comience con el DIO bajo, dejando suficiente tiempo para llevar a cero el voltaje de la resistencia. Encienda la salida e inicie un temporizador al mismo tiempo, y el tiempo que tarda la tensión de la resistencia en alcanzar un nivel predeterminado. Muchos microcontroladores tienen un comparador periférico. Si usa uno de estos, NO necesita partes externas.

No creo que el Pi tenga tales capacidades, pero un comparador externo no es tan importante.

De hecho, la necesidad de construir circuitos para crear una tensión analógica proporcional a la capacitancia no es la mejor manera de hacerlo. los métodos que más me gustan para los sensores capacitivos incluyen los contadores, no los ADC. Si esto no es compatible con Pi, agregue un microcontrolador de 8 pines para usar la técnica que describo y luego genere una señal PWM que pueda capturar con el Pi.

Ciertamente, puede usar el circuito en la respuesta a la que apunta (con las modificaciones sugeridas como se describe en las respuestas, ya que el original no funcionará), pero es intensivo en partes. También es no lineal, y necesitarías usar una tabla de ajuste de curvas o de consulta para obtener tu valor de capacitancia.

    
respondido por el Scott Seidman
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Depende de la precisión que necesites. El sensor capacitivo es más preciso, pero también requiere más circuitos, especialmente para reducir el potencial de ruido de la línea. Una señal balanceada es primordial. Conduzca el capacitor con una señal de onda sinusoidal balanceada de voltaje bastante alto (por lo tanto, SNR es alta) a través de dos resistencias de precisión (una para cada tramo). La frecuencia debe ser notablemente inferior a la mitad de la frecuencia de muestreo (muy por debajo de Nyquist). Di 10kHz o más para un ADC de 200 kps. Las resistencias deben permitir un nivel de señal de nivel decente para llegar al ADC. Tuerza la línea bastante fuerte, pero también tendrá que considerar la capacitancia de la línea. Por supuesto, utilice el ADC en modo equilibrado. Calcule el pico máximo que debe obtener por humedad. El código tomaría un promedio de muchas mediciones pico-pico.

    
respondido por el Digiproc

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