Preciso medir 0v a 40mV com a maior precisão possível com o ADC de 10 bits em um Arduino Nano . Eu só preciso de aproximadamente uma amostra por segundo.
Eu pretendo manter o pino AREF a 40mV acima do solo, proteger tudo corretamente, usar filtros passa-baixos em hardware e software e usar uma fonte de alimentação adequadamente suavizada.
Que tipo de precisão tenho probabilidade de obter?
O que mais eu poderia fazer para melhorar a precisão?
Respostas:
Existem melhores especialistas no ADC do Nano do que eu, mas tenho certeza de que haverá alguns problemas, então sugiro um amplificador com certeza. Eu recomendaria um amplificador operacional de 5V (ou o que o nano usa) e 0V. O amplificador operacional precisará de recursos de trilho para trilho na entrada e na saída e será configurado no modo não inversor, com ganho que converte 40 mV em escala completa no nano.
Se a escala completa for (digamos) 3V, você precisará de um ganho de 3 / 0,04 = 75. Isso significa R2 / R1 = 74 (75 menos 1).
R1 ficará feliz por ter 100 ohms e, portanto, R2 terá 7400 ohms (7k5 em paralelo com 560k dá 7k401, que esperamos estar perto o suficiente. O amplificador operacional só é necessário para rodar em velocidades lentas depois de ler sua pergunta e existem várias dispositivos que sirvam. Segure fogo enquanto eu respondo e dou uma olhada ...
O AD8538 parece adequado e o AD8628 também, mas provavelmente existem vários outros que se encaixam facilmente na conta
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Originalmente, não pretendia adicionar isso como resposta, mas parece importante deixá-lo se afogar em algum lugar nos comentários.
É da maior importância recorrer à folha de dados do seu microcontrolador. E se eu estiver certo sobre o Arduino Nano ter o ATmega 168, aqui está a folha de dados . Características elétricas é uma seção que você precisa conhecer e verificar as coisas primeiro.
O ponto é: a voltagem mínima de referência é 1,0 V - você pode vê-la na página 311. Você precisará amplificar seu sinal pelo menos por um fator de 25 para obter uma precisão razoável, escalando até a referência de voltagem mínima.
Agora, a melhor escolha de elementos que eu conheço (embora eu mal conheça o tópico) exigiria um amplificador operacional de baixo ruído, capaz de operar como trilho a trilho como o @Andyaka apontou, preferencialmente funcionando com a tensão de alimentação. Então eu acho que a melhor escolha da referência de tensão é a interna. Embora eles possam variar entre os dispositivos, acho que a estabilidade deve ser mais razoável. Além disso, sua escolha de resistores deve residir em resistências mais baixas do que em altas, pois são mais resistentes ao ruído. Não se esqueça da estabilidade ao longo do tempo e das mudanças de temperatura!
A melhor configuração dos amplificadores pode variar - o amplificador não inversor pode ser bom para começar, mas sua alta impedância de entrada pode não funcionar bem com o seu sinal (embora deva estar OK).
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Você deve usar um amplificador para obter a máxima precisão.
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