Convertidor analógico-digital mediante condensador

Question

He descubierto que puedo utilizar un condensador para obtener los datos de un sensor analógico de forma digital (conectando el sensor analógico al GPIO de una Raspberry Pi).

Tengo un condensador polarizado de 1F. ¿Es adecuado? ¿Cómo debo conectarlo para que funcione?

El sensor del que hablo es el sensor de empuje de abajo.

¿Es correcto conectar GND a GND, VCC a 3.3V Power y el condensador con la rama positiva a OUT y con la negativa al pin GPIO?

Aquí está la hoja de datos del sensor: http://www.robofun.ro/docs/2010-10-26-DataSheet-FSR400-Layout2.pdf

Gracias.

Answer 1

Utiliza dos pines GPIO, alterna entre el modo de entrada y el de salida

Pasos:

Descargar el condensador

Cargar una resistencia conocida

Condensador de descarga

Cargar la resistencia UNKNOWN (el sensor)

http://www.doctormonk.com/2013/12/analog-sensors-without-analog-inputs-on.html

Utiliza el GPIO como modo de entrada para detectar la carga hasta alcanzar el umbral (aproximadamente el punto medio de tensión)

Esta técnica permite que un simple MCU de bajo coste sin ADC incorporado lea un sensor analógico (de resistencia variable dependiendo de la calidad detectada), incluyendo la temperatura (termistor), la humedad, la luz (CdS), la fuerza, etc.

Buena precisión absoluta si la resistencia conocida es de alta precisión. La tolerancia del condensador se anula.

Ampliamente utilizado en dispositivos de electrónica de consumo. Tienen una excelente resolución, que puede llegar a ser de 16 a 20 bits aproximadamente. El tiempo de conversión típico es de 100 ms. Se puede negociar una conversión más rápida con una resolución menor. Puede utilizar el temporizador de hardware de la MCU.

Raspberry Pi (frente a Arduino) no tiene un ADC incorporado y esta técnica se utiliza a menudo.

Versión de una clavija, menor precisión absoluta al verse afectada por la tolerancia del condensador. http://www.raspberrypi-spy.co.uk/2012/08/reading-analogue-sensors-with-one-gpio-pin/

Además, la versión de tres pines, utiliza un pin para la detección (modo de entrada) y la descarga rápida (salida), para un tiempo de conversión más rápido.

Answer 2

Esta es una resistencia de detección de fuerza. Puedes hacer un convertidor analógico-digital basado en condensadores utilizando diferencias de tiempo. Esencialmente tendrás dos circuitos R-C usando una resistencia de precisión de valor conocido y tu sensor y el mismo condensador.

Dado que la capacitancia puede variar con el tiempo y la temperatura, utilizarás la resistencia de precisión para anular esta variación. No tengo tiempo para dibujar un diagrama, pero la premisa es que un extremo de cada resistencia está conectado a un pin de salida, la unión del otro extremo de las resistencias y el condensador está en un pin de entrada, y la otra pata del condensador está conectada a tierra.

Ahora, descargue el condensador y luego comience a cargarlo a través de la resistencia fija conocida. Cronometra el tiempo que tarda hasta que leas HIGH en la entrada del condensador. Vuelve a descargarlo y esta vez cárgalo a través de la resistencia del sensor y cronometra el tiempo que tarda en leer un HIGH. La relación de los tiempos es la relación de las resistencias.

Hay mejoras que se pueden hacer, pero este es un método básico de convertidor A/D de una sola pendiente.

HTH

Answer 3

Se puede hacer. Sólo hay que poner el condensador en lugar de la resistencia de 10k de la imagen. Asegúrate de conectar el cable negativo del condensador a tierra. El funcionamiento es sencillo. El sensor de empuje es sólo una resistencia, y su resistencia cae cuando lo empujas. Si la resistencia es alta (1 Megaohm) tardará alrededor de 1 segundo en cargar la tapa a unos 2V (voltaje de entrada alto de la Raspberry Pi). La hoja de datos dice que la resistencia de un sensor es de 10 Megaohm sin presionar, eso significa 10s, más bien nunca. Pero, podría caer como un loco si lo leo correctamente. En el software cambia el pin que estás usando a la salida baja, descarga la tapa. Luego ponlo en entrada y empieza a medir el tiempo que tarda en subir. Dicho esto, yo recomendaría primero medir la resistencia del sensor con un multímetro, si tienes uno. Utiliza un tapón más pequeño si la resistencia sigue estando en Megaohms cuando lo pulsas. De todas formas, ¿cuánta pecisión quieres obtener?