Necesito medir 0v a 40mV con la mayor precisión posible con el ADC de 10 bits en un Arduino Nano . Solo necesito aproximadamente una muestra por segundo.
Planeo mantener el pin AREF a 40 mV por encima del suelo, protegerlo todo adecuadamente, usar filtros de paso bajo en hardware y software y usar una fuente de alimentación adecuadamente suavizada.
¿Qué tipo de precisión puedo obtener?
¿Qué más podría hacer para mejorar la precisión?
Hay mejores expertos en ADC de Nano que yo, pero estoy seguro de que tendrá algunos problemas, así que sugiero un amplificador. Recomendaría un amplificador operacional desde 5V (o lo que sea que use el nano) y 0V. El amplificador operacional necesitará capacidades de riel a riel en entrada y salida y se configurará en modo no inversor con ganancia que convierte 40mV a escala completa en el nano.
Silaescalacompletaes(digamos)3V,necesitaráunagananciade3/0.04=75.EstosignificaqueR2/R1=74(75menos1).
R1estaráfelizdetener100ohmiosy,porlotanto,R2seráde7400ohmios(7k5enparalelocon560kda7k401queseesperaqueestélosuficientementecerca.Elamplificadoroperacionalsoloserequiereparafuncionaravelocidadeslentasdespuésdeleertupreguntahayvariosdispositivosqueseadaptan.Mantengaelfuegomientraspublicolarespuestaymiro...
El
Originalmente no planeaba agregar esto como respuesta, pero parece importante dejar que se ahogue en algún lugar en los comentarios.
Lo más importante es recurrir a la hoja de datos de su microcontrolador. Y si estoy en lo cierto acerca de que Arduino Nano tiene ATmega 168, aquí está la hoja de datos . Las características eléctricas son una sección que debe conocer y verifique las cosas primero.
El punto es: el voltaje de referencia mínimo es 1.0V; lo puede ver en la página 311. Tendrá que amplificar su señal al menos por un factor de 25 para obtener una precisión razonable, escalando hasta la referencia de voltaje mínimo.
Ahora, la mejor opción de elementos que conozco (aunque apenas conozco el tema) requeriría un amplificador operacional de bajo ruido, capaz de operar como riel a riel como lo señaló @Andyaka, preferiblemente funcionando a la tensión de alimentación. Entonces creo que la mejor elección de la referencia de voltaje es la interna. A pesar de que pueden variar entre los dispositivos, creo que la estabilidad debe ser más razonable. Además, su elección de resistencias debe estar en resistencias más bajas en lugar de más altas, ya que son más resistentes al ruido. ¡No se olvide de su estabilidad con el tiempo y los cambios de temperatura!
La mejor configuración de los amplificadores puede variar. Para empezar, el amplificador de no inversión puede ser bueno, pero su alta impedancia de entrada podría no funcionar bien con su señal (aunque debería estar bien).
Deberías usar un amplificador para obtener la máxima precisión.