Utilice entradas analógicas BBB con 0..5V o 0..10V

Planeo usar las entradas analógicas BeagleBone Black para el muestreo de datos analógicos. Pero hay algunos problemas importantes para esto:

  • BBB permite un voltaje de entrada analógica máximo de 1,8 V mientras que tengo 5 V o 10 V máx.
  • hay dos líneas AGND y VDD_ADC donde no sé cómo están involucrados aquí y qué hacer con ellos
  • mi conocimiento en electronica es muy limitado

Mi única idea: un divisor de voltaje con dos resistencias (eso está dentro de mi rango de conocimiento), pero ahí veo algunos problemas:

  • tolerancias de resistencia que hacen que los datos medidos sean inexactos
  • en el caso de que las tolerancias estén en el extremo incorrecto, es posible que se exceda la entrada analógica máxima de 1,8 V y se puede eliminar el BBB
  • cuando elijo valores de resistencias de una manera en la que esto no puede suceder, pierdo una parte del rango de muestreo limitado de 12 bits

Entonces... ¿qué podría hacer para solucionar esto? ¿Cómo puedo medir rangos de 0..5 V o 0..10 V con el rango de 0..1,8 V ADC del BBB?

Sería muy bueno que alguien pudiera proporcionarme un esquema que pudiera usar para configurar mi hardware (sí, soldar algunos componentes está dentro del rango de mis posibilidades electrónicas ;-)

¡Gracias!

Respuestas (1)

Use un divisor de voltaje para atenuar la señal. A veces, desde el punto de vista de la impedancia, es ventajoso amortiguar la señal con un amplificador (pero es más difícil de cablear). La atenuación es de 0 a 5V en el esquema. Puede usar el enlace para calcularlo para 10V.

La protección de entrada está incluida en la mayoría de los dispositivos, pero por lo general no puede manejar grandes corrientes. Si la fuente conectada al ADC tiene grandes corrientes, puede proteger las entradas de los dispositivos aguas abajo con diodos u otros métodos

Si las tolerancias de las resistencias son un problema, utilice mejores resistencias (se pueden comprar al 0,1 % o, a veces, al 0,01 %), lo que es suficiente para la mayoría de las aplicaciones. Si necesita una precisión más absoluta, tendrá que calibrar las resistencias.

Puede encontrar la precisión utilizando la tolerancia de resistencia y conectando la ecuación:

Z 2 Z 1 + Z 2 = 5.6 k 10 k + 5.6 k = 0.359

Y luego conecta las tolerancias más altas y más bajas para una resistencia de 5.6k con una tolerancia del 1%, obtendría 5656Ω y 5544Ω

5656 10100 + 5656 = 0.358

entonces, si ambas resistencias estuvieran en su tolerancia máxima, tendría un 0,64% de descuento en su software con resistencias del 1%.

Un problema con los microcontroladores ADC es que son más susceptibles al ruido porque el rango de voltaje es más pequeño y generalmente tienen una resolución más baja.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Vin sería del rango de 0 a 5V y Vout sería su rango de 0 a 1.8V

Olvidé responder sobre el poder. El beaglebones VDD_ADC es solo la línea digital de 1.8V con un inductor y un capacitor para un filtro (para filtrar el ruido digital). El AGND es una conexión a tierra separada para brindar una corriente de retorno que también está libre de ruido. Por lo tanto, cualquier señal/circuito analógico debe ser referenciado desde AGND. El VREF también está vinculado al VDD_ADC, por lo que los ADC serán ruidosos. Si realmente necesita precisión, cambie a un ADC y una referencia dedicados.

Tal vez valga la pena señalar que el ADC solo será tan preciso como el voltaje de referencia. Sé que es el amplificador operacional predeterminado, pero tenga en cuenta que el TL081 no es adecuado para esta aplicación (rango de modo común de entrada, así como rango de salida, y probablemente voltaje de fuente de alimentación).
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