Entrada analógica flotante usando Arduino con cable de 1m

Sospecho que necesitará un preamplificador piezoeléctrico que acondicionará la señal para la transmisión. No son complicados. Pero dada la alta impedancia del piezo, probablemente busque un preamplificador JFET.

@jonk, muchas gracias por este comentario. ¡Le echaré un vistazo!

La primera búsqueda que hice produjo este preamplificador jfet para piezos . Sin embargo, este usa la alimentación fantasma que se usa en los micrófonos XLR y no sería apropiado para su uso aquí. Pero te da una idea. Y es un diseño bastante elegante. Tengo un poco de curiosidad por estudiarlo más detenidamente. De todos modos, estarías considerando algo mucho más fácil, creo. Más como lo que se usa con los micrófonos electret, creo. Así que incluya jfet y electret también en sus búsquedas.

@jonk Encontré este esquema simple hackaweek.com/hacks/?p=365, la lista de materiales se ve más clara que el ejemplo XLR. ¡Reemplazaré el 12V por 5V y lo probaré! ¡Gracias por todos los consejos!

Una vez preamplifiqué la señal piezoeléctrica. ¿Debo colocar una resistencia desplegable cerca de la entrada analógica?

@ChristopheGudlake Creo que deberías experimentar un poco a menos que te sientas capaz de hacer el diseño tú mismo. Ese esquema que encontraste se parece más a lo que estaba pensando. Es posible que no necesite nada adicional al final de la MCU. Pero una ruta de CC en el extremo de MCU es probablemente una buena idea. Por lo tanto, puede probar su idea de 1 Mega solo para proporcionar algo simple allí. Solo un capacitor en serie solo probablemente no sea tan bueno. Así que sí. Añadir algo.

Es importante saber qué es lo que realmente quiere amplificar, es decir, cuál es la naturaleza de la señal que realmente contiene la información. En un sensor piezoeléctrico que se carga. Amplifica la carga con un amplificador de carga que convierte la carga generada en el sensor piezoeléctrico en, por ejemplo, un voltaje. El circuito más simple para esto es un mos- o j-fet de bajo ruido bien polarizado con capacidad de compuerta de baja impedancia y retroalimentación negativa a través de un capacitor entre el drenaje y la compuerta que es mucho mayor que la capacitancia parásita de la compuerta de drenaje. Cuanto más pequeño sea este condensador, mayor será la amplificación.

Así que hay una compensación. Puede polarizar el mosfet a través de un divisor de voltaje de resistencia de bajo ruido de alta impedancia, colocar una resistencia en la fuente y desacoplarla con un condensador lo suficientemente grande. Sin embargo, si la frecuencia de la señal que desea medir es mucho más baja que 50 o 60 Hz, dependiendo de dónde viva, porque sospecho que ese tipo de interferencia lo está molestando, podría estar bien servido simplemente colocando un capacitor a lo largo del entrada para filtrar el ruido de 50/60 Hz inducido en su cable. También podría ser útil torcer el cable para que el flujo neto que se capta sea mucho menor.

El $R C$el tiempo del filtro debe ser (¿mucho?) más bajo que $20$o $16.7 \, ms$. Di que lo logras $5 \, ms$, entonces con tu $1 \, M \Omega$resistencia, el condensador de entrada será $20 \, ms/1 \, M \Omega = 20 \, \mu F$. Y no olvide desacoplar la entrada de CC con un condensador. Puede encontrar un ejemplo aquí: www.ti.com/lit/an/sloa033a/sloa033a.pdf (amplificador de modo de carga) o aquí: www.ti.com/lit/ug/tidu765/tidu765.pdf.

@joe electro, me gusta el amplificador de modo de carga de TI. Ordenaré los componentes hoy y probaré.