Lectura de un magnetómetro analógico con Raspberry Pi

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Estoy tratando de leer un magnetómetro analógico usando la Raspberry Pi Zero. Nunca antes había trabajado directamente con el Pi; Siempre fue a través de un Arduino conectado a la Raspberry Pi. Sin embargo, a través de la investigación, descubrí que el Pi realmente no funciona bien con los sensores analógicos, por lo que tengo que convertir la señal analógica a una digital para que el Pi la lea.

Además de leerlo a través de un Arduino, Adafruit mencionó que puedes conectar tu sensor analógico al MCP3008 para convertirlo en una entrada digital. A continuación se muestra un esquema muy aproximado:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Dejando de lado mi elección de magnetómetro, ¿qué consideraciones de diseño debo tener en cuenta al trabajar con ADC? ¿Debo hacer algo para garantizar que el reloj y las líneas DIN / DOUT estén estables? ¿Es recomendable que AGND y DGND estén conectados al mismo plano GND con el Pi? Este circuito se siente un poco demasiado simplista, así que, ¿hay algo más que se requiera para que esto funcione?

En caso de que alguien pregunte, estoy usando un magnetómetro como parte de un proyecto para medir un campo de 10 tesla y registrar los datos con una Raspberry Pi.

    
pregunta user101402

1 respuesta

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Esto no es específicamente para ADC, sino para mezclar circuitos analógicos y digitales en el mismo dispositivo.

Los circuitos digitales generalmente son bastante ruidosos, y usted quiere mantener ese ruido alejado de la parte analógica de su circuito tanto como sea posible, y parte de eso es mantener los dos sistemas separados.

  • En primer lugar, desea asegurarse de que tiene un buen desacoplamiento en sus rieles eléctricos, y parece que lo ha hecho.

  • Segundo, desea mantener las señales digitales (en su caso, las líneas de datos y especialmente el reloj) alejadas de cualquier señal analógica, si es posible para minimizar la interferencia.

  • Finalmente, desea separar la fuente de alimentación digital si puede, y tener una sola conexión a un riel si no puede. En su caso, esto significaría conectar el AGND y la conexión a tierra para su magnetómetro juntos, junto con los componentes de desacoplamiento, y tener un solo cable o rastro conectado a la conexión a tierra digital, lo mismo para la alimentación.

Dependiendo de la precisión con la que estés tratando de ser, puede que no sean realmente , pero ayudan a los circuitos analógicos más exigentes.

Editar: con respecto a la conexión a tierra única, imagine que tiene un plano de tierra analógico y un plano de tierra digital, y su plano analógico se conecta al plano digital en un lugar donde hay un ruido de 0.1V. Suponiendo que tenga un buen desacoplamiento, esto no debería ser un problema porque su riel Vcc tendrá el mismo ruido, y su señal analógica solo verá la diferencia entre Gnd y Vcc, que debería ser bastante estable. Sus señales analógicas tendrán 0,1 V de ruido referenciado a la fuente de alimentación / tierra digital, pero como el ruido es el mismo para todos los circuitos analógicos, no importa.

Ahora supongamos que tiene su ADC conectado a ese mismo lugar con un ruido de 0.1V, y su magnetómetro conectado a un lugar donde hay ruido de 0.2V. Nuevamente, la fuente de alimentación para cada chip tendrá el mismo ruido que se le presenta (debido al desacoplamiento), por lo que, por separado, los chips no verán el ruido. Sin embargo, cuando alimenta la señal del magnetómetro (que tiene 0.2V de ruido encima de él), al ADC (cuya conexión a tierra tiene 0.1V de ruido), el ADC verá 0.1V de ruido en la señal del magnetómetro.

La situación es igual de mala cuando se fusionan los planos, porque ahora la tierra de los circuitos analógicos verá las grandes corrientes de los circuitos digitales, y cada circuito analógico verá un voltaje diferente para la tierra.

    
respondido por el C_Elegans

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