Voy a necesitar una gran cantidad de cable desde la entrada analógica de mi microcontrolador a un LDR o sensor similar. Es probable que la longitud del cable sea de aproximadamente 100 m, por lo que ¿tendrá algún efecto en la lectura del ADC? ¿Hay alguna forma de que pueda reducir los efectos?
Sí, normalmente no pondría un sensor a 100 metros del ADC.
¿Por qué? Debido a que la longitud del cable experimentará una caída de voltaje debido a la resistencia del cable de cobre, realizar una estimación rápida utilizando 24 AWG ( gráfico de calibre del cable ) la resistencia estaría en aproximadamente 8 ohmios.
Usando la Ley de Ohm y digamos 10mA de corriente (supongo, nivel de señal pequeño) que equivaldría a una caída de 0.1 voltios.
V = I * R
voltage drop = 10mA times 8 ohms
V = 0.010 * 8 = 0.08
or approximately 0.1 V.
Si es una señal de 5 V que es 2%, suficiente para perder precisión.
Normalmente, para que una señal se transmita de manera confiable a una distancia más larga y resista la interferencia, además de manejar la resistencia del cable, puede hacer algunas cosas.
Lo primero es aumentar el voltaje, por ejemplo, use una señal de 24 voltios en lugar de 5V (o 3.3V) o cualquiera que sea el límite de su entrada ADC. Esto puede ser útil, y es lo que RS-232 (EIA-232) protocolo en serie Lo hace para mejorar la fiabilidad de la comunicación a distancia.
El segundo es utilizar un bucle actual , donde la información se codifica como diferencias actuales, como ese valor LDR se codifica cerca del sensor y el bucle de corriente abarca la distancia de 100 metros. Esto requeriría un transceptor de bucle de corriente en cualquiera de los extremos de la distancia, y al menos un extremo del bucle debería tener una fuente de alimentación robusta para proporcionar la potencia necesaria para el bucle.
Una tercera forma sería utilizar una señal diferencial , donde dos cables ( balanceados líneas de transmisión) se extienden entre el sensor LDR y el ADC. La diferencia entre los dos valores es la señal real. Esto tiene un muy buen rechazo (filtrado) de interferencia de modo común . Los ejemplos incluyen RS-422 y la mayoría de los modos de Ethernet. Hay IC de controlador de línea para RS-422, similares al popular transceptor / controlador MAX232 para comunicaciones en serie RS-232.
Probablemente detectará interferencias. Tal vez pueda usar el mismo diseño de circuito que un micrófono, con los dos cables LDR dentro de un cable blindado y con cargas iguales y un amplificador diferencial en el otro extremo.
Como va a un ADC, supongo que su señal LDR cambia lentamente en relación con el tiempo que tarda una señal en recorrer 100 m (500 ns), por lo que no tiene que preocuparse por los efectos de la línea de transmisión .
La resistencia del cable probablemente tampoco lo afectará, si la resistencia del sensor está en los kiloohms. El cable puede ser de 50 ohmios o más.
En realidad, si su señal LDR cambia lentamente en relación con la interferencia, el amplificador diferencial podría ser excesivo y usted podría simplemente filtrar la interferencia con un filtro de paso bajo.
Sus 100 m de cable actuarán como 1 antena grande y recogerán todo tipo de interferencias electromagnéticas (interferencia electromagnética). Podría usar un cable blindado, como sugiere el endolito, o un par trenzado decente (decente = suficientes giros por metro).
Una menor impedancia en el extremo del cable también reduce la EMI, pero cuanto más baja es esta impedancia, más entra en juego la resistencia del cable. Es posible que tenga que ajustar su lectura de ADC para la pérdida.
Esta sería una aplicación ideal para un AT-tiny, que es un AVR de 8 pines. Pase el Tiny para hacer un bucle con la conversión de ADC y transmita su información a través de los 100 m de cable golpeando la señal digitalizada. Dado que la señal cambiará solo muy lentamente, puede enviar bytes únicos, por ejemplo, una vez por segundo, a una velocidad de transmisión baja (por ejemplo, 2400 bps). Al pasar la señal como analógica a más de 100 m de cable, es probable que acumule una gran cantidad de ruido no deseado, para el cual una señal digital debería ser inmune.
Si no desea programar un AVR según la sugerencia de JustJef, puede probar un convertidor de analógico a digital de un solo cable como el DS2450 de Maxim. Este es un ADC quad. Debería poder enviar datos hasta 500 m si sigue sus pautas. (Pude obtener fácilmente un sensor de temperatura DS18B20 a 30 m con un cable de alarma básico).
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