circuito para medir voltaje positivo y negativo + resolución Vref

Me gustaría hacer un "voltímetro" para leer de +2V a -2V y conectarlo a un Arduino ADC (0V a 5V).
Encontré diferentes configuraciones para hacer este trabajo:

  1. Desde este sitio :ingrese la descripción de la imagen aquí

  2. Convertidor bipolar a unipolar , un amplificador sumador:ingrese la descripción de la imagen aquí

  3. Amplificador instrumental, basado en este esquema (ECG):ingrese la descripción de la imagen aquí

El último enfoque utiliza:
- amplificador instrumental
- rectificador de onda completa
- filtro de paso bajo
- opamp inversor + ganancia

La señal que necesito leer es "estable", el circuito de ECG supongo que es demasiado complejo para este trabajo. Pero estoy interesado en comparar el amplificador instrumental Vs opamp.

¿Cuál es la mejor configuración para mi propósito?

Para el Vref, tengo esta pregunta:

En este video y este artículo se muestra cómo funciona.
En el artículo dice, por ejemplo:
Vref a 5v -> 0-5 V tiene una resolución de 4.9 mV
Vref a 3.3v -> 0-3.3 tiene una resolución de 3.2mV
Pero en el video no dice eso, usó Vref a 1.1v y al parecer no tiene ningún problema... probablemente la solución esté aquí en el código .

Respuestas (1)

Esto no responde directamente a su pregunta, pero puede darle una idea para una solución diferente.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 1. El ajuste de compensación más simple.

Si puede vivir con una resolución reducida en el ADC, el circuito de la Figura 1 puede ser aceptable.

Vin       Vout
-2 V      +1.5 V
 0 V      +2.5 V
+2 V      +3.5 V

Reduce el intervalo de 5 V a solo 2 V con la disposición de resistencias que se muestra.

Creo que el mejor lapso que puede obtener con este arreglo será reducir R1 a 2k. Con esta relación, el ADC comienza en 0 V.

Vin       Vout
-2 V       0 V
 0 V      +1.428 V
+2 V      +2.857 V

Puede escalar las resistencias para adaptarse. La proporción es lo importante.

Buena solución @Transistor, pero hice algunos cambios en el circuito: debo usar un ADC externo y una sola batería Lipo. Este es el circuito que dibujo: ibb.co/cv9Ony Puedes simular aquí: tinyurl.com/y8ct5e87 ¿Es una buena solución?
Solo para aclarar... Esta humilde red de 2 resistencias es posiblemente el verano de voltaje más simple con entradas ponderadas. Se puede analizar fácilmente por el principio de superposición: Vadc = Vcc.R1/(R1 + R2) + Vin.R2/(R1 + R2) = (Vcc + Vin)/2. Puede pensarse como un divisor de voltaje accionado desde ambos extremos. Suele utilizarse para convertir la tensión bipolar de -5 a +5 V en tensión positiva de 0 a +5 V.
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