Selecionando resistor de polarização para termistor

Rté termistor. Rbé resistor de polarização, cujo valor eu preciso calcular. A temperatura na qual estou interessado está dando uma Rtfaixa de resistência 4k...115k. O que eu quero é dimensionar isso para toda a resolução ADC, que é um 10pouco, ie 0...1023. Então, quando a Rt = RbADC irá convertê-lo para 511. Não tenho certeza se é possível, mas o ideal é que eu 0queira ler o ADC quando Rt = 4ke 1023quando Rt = 115k(ou de outra maneira).

Internamente, no MC, tenho uma tabela de pesquisa, que converterá o valor ADC em temperatura, de acordo com a curva descrita na folha de dados do termistor.

insira a descrição da imagem aqui

microcontroller avr adc temperature Pablo
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Por que não ter um potenciômetro para alterar o valor?

Dean

Por que eu precisaria alterar o valor para os parâmetros e intervalos fornecidos? Eu acho que Rbdeve ser um valor muito certo.

21412 Pablo

Isso permitiria definir o valor com mais precisão, e eu não estava pensando em um POT com um botão longo, mas em um resistor predefinido .

Dean

Uma vez que eu sei como calcular o valor de Rb, é uma boa ideia colocar um resistor predefinido.

21412 Pablo

Respostas:

E se $R_T$ a menor resistência é 4k, é possível calcular facilmente a resistência necessária para criar um divisor de tensão. Se você selecionar uma tensão de referência ADC no intervalo de banda interno (geralmente 2V56 ou 1V1), poderá usar quase toda a faixa ADC. Assim (desde $V_{CC}$ é constante):

U_{R E F} = U_{I N, M A X} = \frac{R_{B}}{R_{B} + R_{T, M I N}} \times V_{C C}

$U_{REF} = U_{IN,MAX} = \frac{R_{B}}{R_{B}+R_{T,MIN}} × V_{CC}$

R_{B} = \frac{U_{R E F} \times R_{T, M I N}}{V_{C C} - U_{R E F}}

$R_B = \frac{U_{REF}×R_{T,MIN}}{V_{CC} - U_{REF}}$

E redondo $R_B$ para baixo, para que você nunca alcance a escala completa no ADC. Uma vez que você tenha $R_B$ você deve poder calcular a tensão de entrada mais baixa possível. Saber isso é valioso porque você pode fazer duas verificações de sanidade em seu programa:

Quando o valor ADC é (próximo) 1023, isso indica que o sensor falhou em curto-circuito (fiação incorreta, ...);
Quando o valor ADC é (próximo) 0, isso indica que o sensor falhou aberto (não conectado, fio quebrado, ...)

Com base nessas duas verificações, você pode fazer com que seu programa decida o que fazer: Ex. defina uma saída de erro alta, remova a energia de uma carga, ...

Lembre-se de que, com este divisor de tensão resistivo, a resolução da sua medição variará amplamente ao longo da escala.

Por exemplo. com a referência de gap band definida em 1V1 e tensão de alimentação 5V:

R_{B} = \frac{1.1 V \times 4 k Ω}{5 V - 1.1 V} = \frac{4.4 k}{3.9} = 1.13 k Ω

$R_B = \frac{1.1V×4k\Omega}{5V-1.1V}= \frac{4.4k}{3.9}= 1.13k\Omega$ Arredondado para o primeiro valor E12 disponível

1 k Ω

$1k\Omega$

U_{I N, M I N} = \frac{1 k Ω}{1 k Ω + 115 k Ω} \times 5 V = 43 m V

$U_{IN,MIN} = \frac{1k\Omega}{1k\Omega+115k\Omega}×5V = 43mV$

U_{I N, M A X} = \frac{1 k Ω}{1 k Ω + 4 k Ω} \times 5 V = 1000 m V

$U_{IN,MAX} = \frac{1k\Omega}{1k\Omega+4k\Omega}×5V = 1000mV$

A vantagem de usar a referência 1V1 é que é muito fácil prever um intervalo aproximado de valores ADC: 43 - 1000

jippie
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A tensão de referência ADC é igual a VCC. Você acha que a resolução média ao longo da escala produzirá tolerância em torno de 1 grau C?

21412 Pablo

Qual controlador você usa e tem certeza de que não deseja alterar a referência de band gap?

jippie

ATMega328P. Eu pensei que a referência do AVCC me desse uma melhor resolução. Certamente eu posso configurar para trabalhar com a referência 1.1 VBG se isso me fornecer melhores resultados.

21412 Pablo

Apenas verifique se o seu Vcc é estável, pois faz parte da equação. Obviamente, você pode medir Vcc com o mesmo ADC (usando um segundo divisor de tensão) e corrigir as medições para variar Vcc.

jippie

Rb = corrente constante. Isso dobrará sua eficácia, acrescentará alguma linearidade à saída e fornecerá isolamento contra as flutuações de tensão.

Optionparty 21/12/12

Com um divisor resistivo simples, você não poderá esticar a faixa de tensões de saída para cobrir toda a faixa da entrada ADC, mas obterá a melhor resolução geral ajustando seu resistor de polarização à média geométrica mínima e valores máximos de resistência do seu sensor (para a faixa de temperatura de interesse).

Para sua configuração específica, isso seria $\sqrt{4K * 115K} = 21.447K$

Você pode selecionar um resistor 21,5K 1% ou 22K 5%. As tensões obtidas variam de 15,7% a 84,3% da faixa de entrada do ADC.

Para obter tensões de saída que abrangem toda a faixa do ADC, você precisará de um circuito ativo (por exemplo, amplificador operacional) que possua capacidade de ganho e deslocamento.

Dave Tweed
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sua solução também funcionou. Eu gostaria de poder aceitar mais de uma resposta.

21412 Pablo