¿Por qué agregar una entrada analógica cambia el voltaje en este circuito?

Tengo un Arduino y estoy tratando de medir el voltaje en R1. Para hacer esto, estoy conectando SW1 a una entrada analógica. Usando un multímetro mido el voltaje a través de R1 y R2 a 1.56V que es lo que espero.

Sin embargo, cuando cierro SW1, el voltaje en R1 salta a 1,83 V. ¿A qué se debe esto?

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¿Cuál es la impedancia de entrada de esa entrada analógica? ¿Y el de tu multímetro?
¿Estás seguro de haber inicializado correctamente la entrada analógica de Arduino? A veces, debe leer el valor dos veces para que el ADC de Arduino se inicialice correctamente. ¿Qué está usando como voltaje de referencia para el ADC? En este caso, debe usar el voltaje de suministro de 3.3 V como voltaje de referencia, no el voltaje de referencia interno ya que ese es inferior a 1.56 V. Estoy asumiendo que el GND de su Arduino también es la tierra de este circuito, si no, ¿cómo conecta el Arduino? ¿También está utilizando el suministro de 3,3 V para alimentar el Arduino?

Respuestas (3)

Tiene una impedancia de fuente muy alta (normalmente la mantenemos bastante baja).

La entrada AVR ADC tiene esta estructura general:Entrada AVR ADC

Habrá algo de corriente de fuga fluyendo dentro o fuera del pin y la fuga total está representada por I(ih) e I(il); suponiendo que I(ih) es mayor que I(il), entonces fluirá algo de corriente adicional hacia la resistencia inferior, lo que aumentará el voltaje que mide.

En este caso, esa corriente adicional parece 270 nA, un valor que no es inesperado.

Las impedancias de fuente altas son una fuente bien conocida de errores de ADC.

Tenga en cuenta que conectar una fuente de alta impedancia a una entrada analógica que tiene alguna fuga (y puede ser en cualquier dirección, generalmente especificada como +/- algo, generalmente en el orden de microamperios) cambiará el voltaje que lee a través de la resistencia a un mayor o un voltaje más bajo, dependiendo de si la fuga efectiva es corriente descendente o generadora .

Recomendaría este hilo para comprender el dolor que puede causar la corriente de fuga de entrada.

Como se indicó, puede usar un amplificador de búfer para pasar de un mundo de alta impedancia a uno de baja impedancia (preferido en los ADC), pero debe asegurarse de que la corriente de compensación de entrada (el análogo de la corriente de fuga anterior) sea lo suficientemente baja como para que

R (fuente) * I (compensación)

no provoca un error significativo.

La mayoría de los amplificadores de entrada de riel a riel tienen una etapa de entrada dual, pero la corriente de polarización de entrada suele ser significativamente diferente en las etapas de entrada; la corriente de compensación de entrada generalmente está directamente relacionada con la corriente de polarización de entrada. Esto simplemente significa que debe tener cuidado al seleccionar dicho amplificador de búfer.

Otra excelente referencia sobre la corriente de polarización de entrada.

El problema de la alta impedancia de la fuente se puede solucionar utilizando una fuente de menor impedancia (obviamente) o agregando un amplificador de búfer entre la fuente y el ADC. Esto se puede implementar usando un solo amplificador operacional .

Probablemente sea la impedancia de la entrada analógica, debe abrir el interruptor y medir la impedancia de la entrada analógica. Si es el caso, medirás el valor de 1,2 Mohm.

De acuerdo con la hoja de datos de ATMega328, la impedancia de entrada en el pin analógico no debe ser superior a 10k ohmios. Reemplace las resistencias de 1M con 10k y debería estar bien.

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