Auto-ranging circuito voltímetro con uC PIC ADC

Question

Quiero diseñar una escala automática voltímetro con un microcontrolador PIC y su ADC.

Requisitos:

• Medir el voltaje de +0.2 v a +50v
• Proteger frente a la inversión de las entradas o ligeramente más altos voltajes
• Impedancia de entrada puede ser muy baja, la elaboración de unos pocos mA.
• La precisión de alrededor de 1% o mejor (aunque no es necesario para los pequeños voltajes)
• Tiempo de la muestra de alrededor de 0,5 ms o mejor

Tengo un circuito en mente, y agradecería comentarios. Tal vez no son las más simples de circuitos que podría utilizar. El PIC va a ser en una de 5v de alimentación. Probablemente yo uso básico, barato op-amp ejecución de 0v y +12v. El tristate uC salidas iba a establecer el voltaje de entrada de divisores o alterar la ganancia del amplificador circuito mayor que la unidad.

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

Hace esta mirada razonable?

Answer 1

Microcontroladores pic la mayoría tiene 10 bits ADC y para eso tienes que convertir por fórmula como:

$$Value=value*\left(\frac{reference_{mV}}{2^{10}-1}\right)$$

$$Value=value*\left(\frac{5000}{1024-1}\right)$$

$$Value=value*4.89$$

o visitar este enlace que lo escrito muy buena explicación con código c.

Answer 2

No estoy 100% en esto, pero creo que la mayoría de los PIC Adc de 10 bits (1 en 1024 de resolución), pero puede tener hasta 10 veces LSBs inexactitud - esto significa que usted está a solo aproximadamente en el 1% de precisión en la etapa sin considerar la resistencia de precisión.

El uso de PIC salidas como pull downs no es una buena idea, ya sea porque habrá corrientes de fuga de los pines que va a sumar/restar un voltaje de la señal a través de las resistencias. También, que parece depender de PIC salidas va exactamente a la tierra pero tampoco es este el caso y su precisión en el rango más bajo será abollado.

También, creo que el zener no será necesario debido a que R1 se limita la corriente en el op-amp y se auto-protect - 50V a través de 50k da 1mA y la mayoría de los op-amps son capaces de tratar con este tipo de corriente el uso de sus diodos internos. Me gustaría ejecutar el op-amp de 5V demasiado - esto significa que no hay ninguna posibilidad de que puedan cosas a un asesino de voltaje (6V o superior) en el ADC del PIC pin. Usar algo como un AD8605 - es de riel a riel, pero, porque no se puede exactamente lograr 5V, la escala de las cosas en un 10% y la restauración en la CPU con un bergantín-factor.

Tener un op-amp que es la auto-protección (debido a la 50k) significa voltajes negativos también están protegidas contra, pero leer las hojas de datos sobre el op-amp para estar absolutamente seguro. Si usted todavía piensa que necesita el zener, considere la posibilidad de que un zener será a partir de a corriente en los voltajes significativamente por debajo de 5V - no es una cosa tan pronto como se golpeó 4.99 voltios.