Cómo medir -15V a 0V utilizando un microcontrolador de ADC?

Question

¿Cómo puedo medir -15V mediante el ADC de un microcontrolador AVR?

Me gustaría escala de mi señal, de modo que -15V voltaje de la señal es igual a 0 V en la entrada del ADC y 0V voltaje de la señal es igual a 5V en la entrada del ADC. Vref y Vcc son 5V.

Answer 1

Usted necesitará un no inversor amplificador sumador:

Comience con el -15 V en el Vin de entrada. A continuación, el no inversor de entrada debe estar en 0 V, por lo que la relación R1/R2 debe ser 3/1, como R1 = 30 kΩ y R2 = 10 kΩ.

Si el voltaje de entrada es de 0 V, a continuación, con estos valores de la no-entrada inversora será en 3.75 V, y vamos a elegir R3 y R4 para traer a 5 V. Ya que la amplificación es (R4 + R3)/R3 podemos utilizar los mismos valores de la resistencia: R3 = 30 kΩ y R4 = 10 kΩ.

Asegúrese de que usted tiene un RRIO (Rail-to-Rail e/S) del amplificador operacional.

Answer 2

Usted nunca conseguirá 5v salida de +5V Vcc. Siempre serán menores por el opamp caída de tensión (generalmente de 1.5 - 2.5 V)

Answer 3

Este me parece un ejemplo clásico de la sobre-especificación. Invertir una señal de rango completo en software es extremadamente fácil: sólo complemento a 1 del número. (en serio) Y la mayoría de los microcontroladores tienen una instrucción que hace exactamente eso.

(Sólo asegúrese de invertir sólo los correspondientes bits y dejar el resto a '0'. Esto añade un extra de instrucción Y de poco anchos que no son múltiplos de la CPU de tamaño).

Dada esta información, ya no importa si el front-end de aplicaciones está invirtiendo o no, siempre y cuando el software sabe que es. Esto añade cierta libertad para el lado del hardware.

Dado que la libertad, yo recomendaría una inversión de aplicaciones para esta aplicación porque puede ser configurado fácilmente para leer una entrada que está fuera de su propia fuente de alimentación, como este:

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

R1/R2 proporcionar una referencia de que es lo suficientemente justo fuera de la barandilla que el amplificador puede controlar. Lea la hoja de datos y ajustar en consecuencia.

Ri/Rf son el estándar de la red de realimentación, configurado para una ganancia de aproximadamente -1/3. Es un poco menos que para dar cuenta de la referencia no ser exactamente cero. Si clips, hacen que sea un poco más baja todavía.