Quiero medir el voltaje a través de una resistencia usando el ADC de un microcontrolador PIC. Pero mi problema es que ambos extremos de la resistencia están por encima de GND y pueden estar por encima de 5V. Pero la diferencia es siempre =<5V. Necesito un circuito que funcione a 5V, porque solo puedo usar un suministro de 5V en mi diseño.
Siempre que pueda tolerar la conexión a tierra de cada extremo de la resistencia a través de una resistencia grande (500 K aproximadamente), sin perturbar el circuito, puede usar un arreglo como este:
donde usa dos canales del ADC (o dos ADC) y calcula la diferencia entre ellos.
Los divisores de voltaje como se muestra permiten que solo el 20% (100K/(400K+100K)) del voltaje aparezca en las entradas del microcontrolador. Elija otros valores según sea necesario.
Como señaló Olin, esta disposición excede la impedancia máxima recomendada para los ADC PIC, debido a la constante de tiempo de la capacitancia de entrada del ADC y la impedancia de la fuente. Todavía podría estar bien siempre que el voltaje a través de la resistencia no cambie rápidamente y pueda tolerar un tiempo de adquisición prolongado. Puede valer la pena probar y ver si los valores que obtiene son adecuados para su aplicación.
Utilice un amplificador de instrumentación, con los dos extremos de la resistencia conectados a las entradas + y -. La entrada ADC está conectada a la salida del amplificador. Esta técnica se utiliza a menudo para la medición de corriente.
El mejor método depende de cosas que no nos hayas contado. Si el voltaje máximo es solo un poco superior a 5 V, entonces un divisor de resistencia puede ser lo suficientemente bueno ya que solo está atenuando un poco cada señal. El problema con los divisores es que cuanto más se divide, menor es la resolución efectiva después de la conversión. Cada divisor también tendrá algún error de ganancia, lo que estropea el cálculo diferencial. Dado que está haciendo dos conversiones A/D para obtener la diferencia en la resistencia de prueba, pierde un poco allí porque los errores en cada conversión se suman.
Si usa un divisor, no haga lo que sugirió trcrosley. Mire cuidadosamente la hoja de datos del PIC y verá una impedancia máxima para la señal que impulsa una entrada A/D. Si supera esto, los tiempos de adquisición aumentarán y la precisión especificada ya no estará garantizada. La mayoría de los PIC más antiguos pueden tolerar hasta 10 kΩ. Algunos de los más nuevos necesitan menos, especialmente los A/D de alta velocidad. En cualquier caso, 80 kΩ como sugirió tcrosley es demasiado.
Lo que está tratando de hacer es un problema común cuando desea medir la corriente con una resistencia de detección lateral alta. Hay chips específicamente para ese propósito. Si se trata de algo único, echa un vistazo a algunas de las piezas de Maxim.
saneesh en