Efecto de voltímetros de 2 terminales y 3 terminales y detección de voltaje Arduino en el circuito

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Estoy tratando de construir una placa para detectar el voltaje del circuito en relación con la tierra en diferentes puntos de una placa de pruebas. Quisiera que la placa funcione sin importar la configuración del circuito. La única excepción sería la ubicación de la GND, que siempre será la misma.

Hay dos maneras en las que pensaba hacer esto:

  1. módulos de voltímetro:
    Mi primera idea fue obtener una 2 Terminal o 3 terminal terminal Iasuuu. Creo que la terminal 3 es menos invasiva para el circuito, pero corríjame si me equivoco. Mi opinión era que esto tendría que ser alimentado externamente para que no afectara el voltaje dentro del circuito, mientras que el voltímetro de 2 terminales en realidad está usando algo del voltaje para alimentarse. También asumí que el voltímetro de 3 terminales no tendría un efecto en el circuito, incluso si estuviera conectado a una tierra común dentro del circuito. De todos modos, me preguntaba si podría verificar estas suposiciones y ofrecer algunos consejos sobre cuál es el mejor para usar. O déjeme saber si esta es una idea terrible (aparte del hecho de que se necesitaría mucho espacio con todos los voltímetros) :).
  2. lectura de voltaje Arduino
    Mi segunda idea fue usar un Arduino y un multiplexor para detectar el voltaje dentro del sistema. Una vez más, no estaba seguro de qué efecto tendría el Arduino en el sistema, si lo hubiera, si está constantemente conectado y, a veces, leyendo. El voltaje que pude sentir se basaría en las resistencias que utilizo. Luego podría usar el Arduino para hacer algo con las señales para hacerlas visibles al usuario.

Si tiene algún comentario sobre mis preguntas, la solución que cree que sería la mejor, o soluciones alternativas, ¡me encantaría escucharla!

    

3 respuestas

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Parece que te preocupa algo llamado efecto de carga. Esto ocurre cuando agrega otro componente (Arduino o voltímetro) a un circuito. Esencialmente, estás causando que se extraiga algo de corriente del circuito. Los medidores de gama alta tienen algo que se llama una alta impedancia de entrada. Estos medidores extraen una corriente insignificante de su circuito. Cuanto más grande sea su carga, más corriente tomará un medidor. Si tiene una resistencia muy grande y lee el voltaje usando un voltímetro con una resistencia de entrada relativamente pequeña, toda la corriente querrá fluir a través de la pequeña resistencia, también conocida como voltímetro. Puede obtener más información sobre la distribución actual al buscar "Efecto de carga".

Tengo más experiencia en el uso del arduino para medir el voltaje, por lo que hablaré un poco sobre mi conocimiento con eso.

En primer lugar, no es demasiado difícil programar un arduino para leer un voltaje. Pero tiene algunas limitaciones. Solo puede leer voltajes de hasta 5 V (hay formas de solucionarlo) y descubrí que no era demasiado preciso (resolución de 8-10 bits). Entonces, nuevamente, depende de cuán precisas quieres que sean las lecturas. El Arduino no parecía tener mucho efecto de carga (estaba comparando los resultados de un voltímetro). La parte MÁS desafiante es un medio para mostrar su lectura de voltaje en una pantalla. Puedes comprar pantallas pequeñas con las bibliotecas de Arduino, pero pueden ser problemáticas. La mayor parte de mi tiempo lo pasé haciendo que la pantalla pareciera presentable.

El módulo del voltímetro parece ser definitivamente la ruta más sencilla a seguir. No estoy seguro de qué efectos de carga tendrán. Estoy seguro de que difiere entre los modelos. Si está buscando una manera rápida sobre esto, un módulo de voltaje podría hacer el truco.

Yo personalmente recomendaría comprar un voltímetro en su tienda local de hardware / electrónica. Tienen una buena impedancia de entrada y pueden ser baratos.

Espero haber sido de alguna ayuda!

Buena suerte, Josh

    
respondido por el Josh Jobin
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No estoy seguro del efecto de carga, pero la forma en que he usado el Arduino como un voltímetro es mediante la conexión de un pin analógico (por ejemplo, A0) a un cable, y puedes tocar el cable en cualquier punto de tu tablero. Necesito probar.

No estoy seguro de qué salida es su preferencia, pero puede descargar Firmata para su Arduino. Cuando lo abra y seleccione el puerto correcto, verá una lista de todos los pines en su Arduino y sus lecturas actuales (entre 0 y 1023). Esto mostrará en su computadora que el Arduino está atado a.

Al tocar el cable en un punto de la placa, verá un número entre 0 y 1023 en el pin correspondiente en Firmata. Dado que el USB es de 5 V máx., Solo debes hacer (lectura / 1023) * 5 para obtener el voltaje.

Dado que algunos de los pines analógicos están flotando, por cualquier motivo, puede haber alguna interferencia, por lo que puede conectar a tierra los pines analógicos siguientes o anteriores para mantenerlos en 0. No estoy seguro de qué tan preciso es esto, pero parece funcionar.

    
respondido por el Josh Beam
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La buena medición de voltaje requiere tres cosas:

  1. Una alta impedancia de entrada, para reducir o eliminar los efectos de carga.
  2. Un circuito que escala la entrada al rango de voltaje de la entrada ADC para minimizar el error de cuantización.
  3. Una referencia de voltaje precisa, generalmente una referencia de intervalo de banda de semiconductor.

En el caso de Arduino, la máxima impedancia de fuente recomendada es de 10k ohmios, por lo que si necesita medir voltajes en las impedancias de fuente mayores que eso, necesita amortiguar la entrada. Tanto esto como la escala se pueden lograr con un simple circuito opamp.

Es posible que necesite o no una referencia externa según la precisión con la que desee que sea su medición. Sin embargo, puede obtener uno bastante estable por aproximadamente un dólar en DigiKey. Los documentos de Arduino le dirán cómo usar una referencia externa . Si lo hace, recuerde escalar su rango de voltaje de entrada al voltaje de referencia externo, no la referencia interna de 5V.

EDIT: Aquí hay una página que cubre el uso de una referencia externa con el Arduino para la medición de voltaje.

    
respondido por el Peter

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