Przetwornik ADC a dzielnik napięcia

[bartonek]

Witam Was serdecznie,

Jako początkujący mam pewien problem. Chcę się pobawić przetwornikiem ADC w uC ATmega32u4. Na początek chciałem zapytać czy ten:



schemat jest poprawny?


Moje drugie pytanie dotyczy rezystora stałego oznaczonego na schemacie znakiem zapytania. Przy założeniu że posiadam fotorezystor o rezystancji 8k-300k, jak wyliczyć wartość rezystora stałego tak żebym mógł mierzyć w prawie całym zakresie 0-5V?

Z góry dzięki za pomoc.

[tg3a]

Witam.
Wydaje się, że poprawny, o ile "gnd" to masa analogowa procesora. Jednak nie mam specjalnych doświadczeń z pomiarami przy użyciu procesorów. Podejrzewam, że może się okazać konieczne zastosowanie wzmacniacza operacyjnego w układzie wtórnika między wyjściem dzielnika układu pomiarowego (punkt wspólny obu rezystorów), a wejściem przetwornika ADC procesora (na schemacie PC1). W dokumentacji procesora trzeba sprawdzić, dla jakiej rezystancji zastępczej źródła mierzonego napięcia są gwarantowane określone parametry przetwornika. Tu rezystancja zastępcza będzie w skrajnych wypadkach dochodzić do kilkudziesięciu kΩ, i przeczuwam, że to może być zbyt dużo.
Niezależnie od ewentualnej konieczności zastosowania wtórnika, przy takiej rozpiętości mierzonej rezystancji trzeba się będzie liczyć z pogorszeniem dokładności pomiaru w okolicach jej maksymalnej i minimalnej wartości. Przyjmując, że to pogorszenie na obu krańcach ma być z grubsza takie same, to rezystor oznaczony pytajnikiem powinien być zbliżony do średniej geometrycznej z obu podanych wartości skrajnych (tj. pierwiastka z ich iloczynu), co tutaj daje ok. 49 kΩ (najbliższa wartość w szeregu 5% to 47 kΩ, albo nawet lepiej dać coś z rezystorów dokładniejszych; tak czy inaczej sama wartość nie jest bardzo krytyczna). Jeśli ważniejsza jest dokładność przy mniejszych wartościach rezystancji, to tak wyliczony opornik należy zmniejszyć, a w przeciwnym wypadku - zwiększyć.
Pozdrawiam, i życzę powodzenia.

[bartonek]

@tg3a: dziękuję bardzo za rzeczową odpowiedź. Mam nadzieję że nie będzie konieczności korzystania ze wzmacniacza operacyjnego, ale to się jeszcze okaże.

Pozdrawiam.

[rafal.220]

Osobiście korzystam z ATmega32A - PU i nie są wymagane żadne wzmacniacze do prostych dzielników. (no chyba że ktoś zaczyna się bawić w rezystancje przekraczające 1MΩ )

Pozdrawiam.

[leonow32]

Dzielnik napięcia jest bardzo prosty


Musisz dobrać rezystancje w taki sposób, by nie przekroczyć napięcia referencyjnego przetwornika (a ATmegach jest to 1,1V 2,56V albo Vcc, a jak jest w ATmega32u4 musisz zobaczyć w datasheet). Zatem napięcie wejściowe (5V) i wyjściowe (Vref) znamy, rezystancję fotorezystora znamy i pozostaje zatem proste równanie z jedną niewiadomą.

Warto zapamiętać, że gdy masz takie same rezystory, to dzielnik dzieli przez dwa. Jeśli rezystory są różne, to większe napięcie występuje na rezystorze o większej rezystancji. Schematy rysuje się tak, by zasilanie było na górze, a masa na dole.

Osobiście korzystam z ATmega32A - PU

przestarzały złom

[rafal.220]

przestarzały złom

W sumie racja.
Chyba muszę zainwestować w najnowszą technologię, oraz kompilator. (tylko mam dylemat który jest lepszy > Rosyjski, czy może amerykański. Jedne i drugie bardzo ciekawie się prezentują. )

[tg3a]

Dzielnik napięcia jest bardzo prosty


Musisz dobrać rezystancje w taki sposób, by nie przekroczyć napięcia referencyjnego przetwornika (a ATmegach jest to 1,1V 2,56V albo Vcc, a jak jest w ATmega32u4 musisz zobaczyć w datasheet). Zatem napięcie wejściowe (5V) i wyjściowe (Vref) znamy, rezystancję fotorezystora znamy i pozostaje zatem proste równanie z jedną niewiadomą.

Warto zapamiętać, że gdy masz takie same rezystory, to dzielnik dzieli przez dwa. Jeśli rezystory są różne, to większe napięcie występuje na rezystorze o większej rezystancji. Schematy rysuje się tak, by zasilanie było na górze, a masa na dole.

Osobiście korzystam z ATmega32A - PU

przestarzały złom

Jeśli ATmega32u4 nie posiada opcji użycia jako napięcia referencyjnego zasilania 5 V (niestety, nie sprawdziłem tego; jak widać, leonow32 również nie), to muszę przyznać, że moja rada była błędna. W takiej sytuacji obowiązuje sposób podejścia, jaki zaprezentował leonow32, traktując sprawę bardziej uniwersalnie.
Ale trzeba wtedy również zastanowić się nad stabilnością napięcia 5 V użytego w dzielniku z fotorezystorem, i w razie potrzeby je również mierzyć (oczywiście przez swój dzielnik napięciowy), aby móc uwzględnić jego ewentualne pływanie. (W sytuacji, gdyby użycie 5 V jako Uref było możliwe, jego stabilność czy niestabilność nie miałaby znaczenia.)

[rafal.220]

(W sytuacji, gdyby użycie 5 V jako Uref było możliwe, jego stabilność czy niestabilność nie miałaby znaczenia.)

Jest wyprowadzone zasilanie przetworników ADC, oraz pin Uref
Architektura tego układu jest zbliżona do zwykłych M32