Cambio de nivel de 5V a 3.3V usando divisor de voltaje donde la fuente tiene 10k de resistencia a tierra

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Hice un circuito para leer desde un sensor de polvo que funciona con un riel de 5V. El microcontrolador que estoy usando se suministra con un riel de 3.3 V, y comparte la misma tierra que el sensor de polvo.

Como la salida del sensor de polvo es un amplificador operacional con baja impedancia de la fuente, pensé que podría cambiar el nivel de la salida del sensor para interactuar con el microcontrolador simplemente con un divisor de voltaje de 2: 1, pero esto no funciona bien. No me di cuenta cuando diseñé la placa que el sensor tiene una resistencia de 10k a tierra en la salida de su amplificador operacional (que se muestra como "señal de 0-5V"):

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La señal del sensor de polvo debe variar suavemente entre 5V y 0V dependiendo de la calidad del aire. Con la configuración anterior, la señal o salta entre aproximadamente 1.7V y 0.3V casi sin transición entre ellos.

¿Hay una manera de compensar los valores de mi divisor de voltaje en presencia de esta resistencia, de manera que la señal de 0-5V aún se traduzca dentro del rango de 0-3.3V?

El sensor de polvo es un Shinyei PPD42NS. El diagrama del circuito se puede encontrar aquí .

    
pregunta Sean

3 respuestas

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La etapa de salida de ese sensor se configura como un comparador, por lo que solo estará en estado alto o bajo. Es decir, no hay voltajes intermedios.

Según la opamp spec , Voh = Vcc-2V. Ya que lo está conduciendo con 5V Vcc, sus voltajes ya deberían estar dentro del rango de su lógica de 3.3V.

Si no lo está, podría usar un divisor adecuado, o siempre puede hacerlo de esta manera.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Trevor_G
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Figura1.Esquemadelsensordepolvo.Fuente: Taking Space .

Como se explica en el texto del artículo:

  

Las secciones c y d del amplificador operacional se configuran como comparadores para proporcionar pulsos de salida para P1 y P2   Salidas en el conector. Los divisores de voltaje R10 y R11 determinan un umbral de 1.09 V para P1. Similar,   R12 y R13 determinan un umbral de 2.5V para P2, P1 y / o P2 pulsarán bajo siempre que   La tensión de entrada supera sus respectivos umbrales. Tenga en cuenta que en cualquier momento la señal es lo suficientemente alta como para   Activar P2, P1 también estará activo.

Eso significa que las salidas (2) y (3) estarán activadas o desactivadas y no serán analógicas como esperabas.

Me parece que puede tocar el opamp 'b' en el punto (1) para obtener la señal requerida para su ADC. Probablemente debería replicar R7, C4 en su entrada de ADC para proporcionar el mismo nivel de filtrado (4 a 8 Hz, si recuerdo bien).

Enfoque alternativo:

  

Aplicando una resistencia adicional o una tensión a la externa   la entrada de umbral podría ajustar el umbral de P2 hacia arriba o hacia abajo.

Esto significa que podría aplicar una tensión de rampa en diente de sierra para 'trillar' y monitorear P2 para ver a qué voltaje se conmuta. Es un poco más de trabajo, pero evita piratear la placa del sensor de polvo.

    
respondido por el Transistor
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¿Hay una manera de compensar los valores de mi divisor de voltaje en presencia de esta resistencia, de manera que la señal de 0-5V aún se traduzca dentro del rango de 0-3.3V?

Dado que la salida del sensor es digital, en lugar de un convertidor de voltaje analógico, simplemente usaría un chip de búfer lógico de 3.3 V con entradas tolerantes de 5-V. Por ejemplo, 74LVC1G125 . Después de tener en cuenta los costos de ensamblaje, el uso de un solo chip lógico probablemente sea más económico que 2 o 3 piezas pasivas necesarias para una solución de divisor de voltaje.

    
respondido por el The Photon

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