Condicionamiento de la señal ADC. Transformar 1V-4V en una señal de 0V-5V, ¿cómo puedo hacerlo?

Use una configuración inversa de Op-Amp con una ganancia de \ $ \ frac53 \ $ para escalar su rango de (4-1) V = 3V a un rango de 5V. Luego, use otro opamp para agregar eso a una fuente constante de 2V.

La implementación depende de usted, los circuitos de Opamp se pueden encontrar fácilmente en Internet (¡wikipedia!) y son fáciles de implementar, por lo que en realidad es más ayuda de lo que debería haber necesitado como estudiante universitario.

Habría respondido con un enlace, sin embargo, ¡esto es una trampa!

Echemos un vistazo al sensor hoja de datos página 3. La salida del sensor es capaz de abastecerse. a 1 mA (mínimo garantizado), sin embargo, el esquema en la parte inferior de la página muestra que la salida solo puede acumular una corriente de 65 µA.

Por lo tanto, debemos tener cuidado de no usar un circuito que requiera que la salida del sensor consuma más corriente que esta. Por ejemplo, una configuración de inversión de inversión necesitaría resistencias de alto valor.

Entonces, considere un opamp inversor con una ganancia de 5/3. La entrada positiva del inversor opamp debe estar en el suministro intermedio, sesgada por las resistencias, para garantizar que el rango de salida sea correcto. Intento no darte una solución demasiado fácil, por lo tanto, ¡no hay esquema!

El voltaje de salida se invertiría (1-4V in a 5-0V out en lugar de 0-5V), pero puede solucionarlo en el software, no hay razón para agregar otro opamp para invertirlo nuevamente.

Ahora, calcule la corriente máxima que la salida del sensor tendrá que hundir cuando su salida sea de 1 V, dependiendo de la resistencia de realimentación del opamp. Elija un valor de resistencia que no exceda el límite de 65µA (o seamos seguros y digamos 30µA). Esto probablemente necesitará un FAM opamp.

Ahora compruebe la corriente de entrada del opamp y el ruido debido a las resistencias, y decida si agregará otra opamp antes como seguidor de voltaje para poder usar resistencias de realimentación de valor más bajo. Su llamada.

Los opamps deberán ser de salida de riel a riel si se suministran desde 5V.

Tenga en cuenta que esto está bien como ejercicio, pero en un diseño real no querría utilizar la última fracción de voltios cerca de los rieles, ya que el rendimiento de los rieles de riel a riel se reduce un poco cerca de los rieles ... y en En este caso, agregar un opamp no vale la pena ya que la señal es lo suficientemente grande para su ADC.

Creo que lo haría de esta manera.

(Bueno, en realidad no lo haría en absoluto y dejaría que el micro lo manejara como está ... pero bueno ... esa no era la pregunta)

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

R3 proporciona la carga para que el sensor de hall se mantenga actualizado. La tensión sobre esa resistencia se amplifica luego por OA1 alrededor de la tensión de polarización de medio carril proporcionada por R1, R2 y OA2.

Nota, nada se invierte en este circuito.

R6, D1 y D2, asegúrate de que los amplificadores operacionales nunca puedan sobrepasar el siguiente dispositivo.