Uso del pin de entrada digital para leer la resistencia variable del sensor que requiere voltaje de suministro

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Tengo la intención de usar el sensor de contaminantes del aire TGS 2602 . La resistencia interna cambia si se detecta un gas dado. Requiere un voltaje de entrada V_C = 5V para funcionar.

Según las especificaciones, el circuito de medición básico es:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

El problema al que me estoy enfrentando es que quiero leer las mediciones con pines IO digitales, específicamente quiero usar Raspberry Pi para esto. Encontré una solución simple para un problema similar aquí: Lectura de sensores analógicos con un pin GPIO . Esencialmente, implica el uso de un circuito RC y el tiempo de medición transcurrido hasta que se produce un voltaje "alto" en nuestro pin digital.

Enestecaso,mesentiríainclinadoasimplementecambiarR_Lconuncondensador,peroalhaceresto,cortaríarápidamentelatensióndealimentacióndelsensor(requiereV_C).EntoncespenséquetalvezdeberíaagregarelcondensadorenparaleloconR_L.PerolacaídadevoltajeR_Lesbaja,porloquenuncaalcanzaríaelvoltaje"alto" en el condensador para poder leerlo con mi pin digital. ¿Debería usar op-amp para aumentar el V_RL ? Pero, ¿no es una complicación excesiva?

Mi pregunta es, entonces, ¿cómo debo medir el valor de R_S con un lector digital?

    
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2 respuestas

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Primero, tenga en cuenta que su sensor requiere un suministro de 5v + -0.2, tanto para el calentador como para el sensor. El RPI debería tener + 5v disponible.
El método de descarga de condensadores que usted propone es uno de los pocos disponibles para RPI para convertir una señal analógica en una representación digital. Los pines RPI GPIO requieren un rango de voltaje entre 0 y + 3.3v. La hoja de datos dice que la resistencia de carga mínimo es de 450 ohmios. Sin máximo, por lo que una carga de condensador podría ser aceptable:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Este circuito a la izquierda podría funcionar, si deja el circuito inactivo con GPIO como salida, programando un cero lógico forzando a R1 a bajar la resistencia de la celda R2 hacia la tierra, hasta que desee ingresar una lectura. La lectura puede ser lo suficientemente rápida como para no perturbar demasiado la resistencia de las células R2.

Si se muestra reacio a interrumpir el funcionamiento de la celda desde el circuito de carga prescrito, el amplificador de la derecha podría permitir un método similar de carga / temporización del condensador. Una ejecución rápida con LTSPICE sugiere un rango de tiempo entre 800 uS para una resistencia del sensor de 100k ohm, y aproximadamente un segundo para la resistencia del sensor de 10k ohm. La resistencia celular R4 permanece siempre cerca de 5v.
Sin embargo, tenga en cuenta que la secuencia de medición de GPIO requiere un interruptor de polaridad: C2 debe descargarse estableciendo GPIO en lógica alta, luego el transistor Q1 lo empuja lentamente hacia la lógica 0     
respondido por el glen_geek
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Bastante fácil. Su sensor es más como un CCS cuya corriente de salida varía con el gas que detecta.

Entonces, use el CCS para cargar un capacitor, y el tiempo que tarda el gpio en subir varía con la corriente del CCS, por lo que es resistente.

El procedimiento es como este, suponiendo que el gpio esté conectado al condensador y al sensor.

1.utilice un mínimo en el gpio y gírelo como salida. Espera un poco. Esto descarga el condensador.

  1. Gire el gpio como entrada. Esto permite cargar el condensador.

  2. Cuenta el tiempo hasta que gpio alcance un nivel alto.

  3. La medición del tiempo es una función de la corriente.

El truco más antiguo que existe para que MCU lea analógicamente con un ADC.

    
respondido por el dannyf

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