Arduino Nano: Cómo decidir los valores del divisor de voltaje que son seguros para la entrada del ADC [duplicado]

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Estoy construyendo un circuito de voltímetro simple que debe medir hasta unos 35 voltios. Mirando alrededor de la web, estoy encontrando todo tipo de sugerencias para valores de divisor de voltaje, como 1 Mohm / 10 Kohm, y con el que estoy experimentando actualmente, que es 10K / 2K. Estoy teniendo problemas para permitir suficiente tiempo entre las lecturas para que el Arduino Nano se establezca, por supuesto, pero esa no es la cuestión. Usando 10K / 2K, alcanza una lectura máxima de 1020 en A6 con una entrada de 27 voltios.

No entiendo por qué una publicación dice usar resistencias en el rango de Mohm y la otra (que estoy usando) es un total de 12k.

Pregunta: ¿Hay alguna regla general que deba usarse para decidir qué resistencias se deben usar para el divisor para medir este nivel de voltaje?

¿Y qué tan importante podría ser mantener la resistencia entre Vcc y GND más alta que la que estoy usando?

- EDITAR: EE me preguntó si esto era lo mismo que otro Q / A sugerido, y esto solo es diferente porque es específico a la impedancia de entrada ADC de Arduino. La otra respuesta solo hablaba de los ratios.

Las respuestas a esto son excelentes para mi aplicación particular.

- EDICIÓN ADICIONAL: Basado en la reprimenda colectiva de los poderes, mencionaría que esto comenzó en un foro de Arduino en el que estaba preocupado por el ADC en particular, luego se trasladó aquí. Llamar a esto un duplicado es incorrecto. Es muy específico para la aplicación Nano. Quería asegurarme de que mis valores pequeños no causaran problemas por estar entre Vcc y GND. Además, no sabía la impedancia de entrada adecuada para el ADC del Nano. Todo fue respondido aquí, muy bien.

Por lo tanto, creo que es único aquí. No puedo encontrar duplicados de esta pregunta en particular. Ser marcado de esta manera sin explicación es frustrante. Si realmente hay duplicados, me gustaría ver sus respuestas. Pero al no encontrar ninguno, este se suma a la comunidad y creo que aquí no se debe marcar como un duplicado.

Y lo bueno es que uno de los encuestados levantó los condensadores de suavizado. Así que ahora estoy usando uno, y ayuda a estabilizar las lecturas. Así que esta ha sido una experiencia positiva.

El problema ahora es que la gente de Arduino no necesariamente tendrá que buscar esta respuesta cuando intente usar sus Arduinos de esta manera. Por lo tanto, es probable que haya preguntas duplicadas allí que acaban de ser respondidas aquí.

    
pregunta SDsolar

2 respuestas

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Hay dos cosas a considerar:

  1. La relación de valores
  2. La impedancia de entrada del ADC

El punto 1 tiene fórmulas duras y rápidas. Aquí no hay una regla de oro.

El punto 2 es un poco más "thumby". Desea que R2 (la resistencia más baja) sea lo suficientemente baja para que la impedancia de entrada del ADC no distorsione las lecturas, pero lo suficientemente grande como para que no obtenga un consumo excesivo de corriente a través del divisor. Como regla general, trabajo con una regla del 10%. R2 no debe ser más del 10% de la impedancia de entrada. Eso significa que para un ADC con impedancia de entrada de 1M, está buscando un máximo absoluto de 100K para R2. Algo más y empiezas a ver mala deriva. Mejor es ir más bajo, pero no quieres ir demasiado bajo. 10K es un buen valor Solo el 1% de la impedancia de entrada es lo suficientemente alta como para no desperdiciar corriente.

Para obtener información más específica, consulte el conjunto de datos.

El ADC en el ATMega328P es:

  

... optimizado para señales analógicas con una impedancia de salida de aproximadamente 10 kΩ o menos. Si se utiliza una fuente de este tipo, el tiempo de muestreo será despreciable.

La impedancia de salida de un divisor de voltaje es básicamente las dos resistencias en paralelo \ $ (\ frac {R1 \ times R2} {R1 + R2}) \ $, pero si R2 es considerablemente menor que R1, entonces será < em> aproximadamente R2, por lo que aproximadamente 10KΩ es el máximo que el ADC le gusta tener como R2, aunque puede ser mayor si R1 permite que la impedancia caiga a 10KΩ.

Por ejemplo, si tiene su ejemplo de 1MΩ / 10KΩ, la impedancia es \ $ \ frac {10,000,000 \ times 10,000} {10,000,000 + 10,000} = 9990 \ Omega \ $ que es la adecuada para el ADC.

    
respondido por el Majenko
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La proporción es lo que necesites para dar la división que deseas.

Los valores absolutos depende de tu aplicación.

Su entrada de ADC debe tener una resistencia efectiva de 10 + Mohms. Necesita que la resistencia en la mitad inferior de su divisor sea pequeña en comparación con esto, de lo contrario, la impedancia de entrada del ADC tendrá un impacto notable en el voltaje que está midiendo. Si apunta al menos a un factor de 100 más pequeño, el error será inferior al 1% y probablemente no sea importante. Así que eso da un límite superior en la resistencia a tierra de aproximadamente 100k.

¿Qué pasa si vas por el otro lado, y si usas resistencias pequeñas? El flujo de corriente a través del divisor va a ser grande. No hay peligro de que el ADC afecte el voltaje que está midiendo, pero podría estar extrayendo tanta energía que el 27V que está tratando de medir es derribado. En general, desea extraer la menor corriente posible de lo que está midiendo para que su sistema de medición no cambie lo que está tratando de medir. Esto significa una resistencia tan grande como sea posible.

Entonces, como regla general, suponiendo una media decente ADC 10k-100k para la resistencia inferior al divisor y luego establezca el valor superior para obtener la proporción correcta. Si lo que está midiendo puede suministrar fácilmente una gran cantidad de energía (por ejemplo, una fuente de alimentación), entonces baje un poco más.

Si tiene un entorno eléctricamente ruidoso, los valores más bajos ayudarán a reducir el ruido. Agregar un capacitor de la entrada ADC a tierra también reducirá el ruido pero reducirá su capacidad para rastrear cambios rápidos.

    
respondido por el Andrew

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