Ich muss 0 V bis 40 mV mit dem 10-Bit-ADC auf einem Arduino Nano so genau wie möglich messen . Ich brauche nur ungefähr eine Probe pro Sekunde.
Ich plane, den AREF-Pin auf 40 mV über dem Boden zu halten, alles ordnungsgemäß abzuschirmen, Tiefpassfilter in Hardware und Software zu verwenden und eine ordnungsgemäß geglättete Stromversorgung zu verwenden.
Welche Genauigkeit werde ich wahrscheinlich erreichen?
Was könnte ich noch tun, um die Genauigkeit zu verbessern?
Antworten:
Es gibt bessere Experten für den ADC des Nano als ich, aber ich bin mir sicher, dass es einige Probleme geben wird, daher würde ich mit Sicherheit einen Verstärker vorschlagen. Ich würde einen Operationsverstärker empfehlen, der mit 5 V (oder was auch immer der Nano verwendet) und 0 V betrieben wird. Der Operationsverstärker benötigt Rail-to-Rail-Funktionen für Ein- und Ausgang und ist im nichtinvertierenden Modus mit einer Verstärkung konfiguriert, die 40 mV auf dem Nano in vollen Maßstab umwandelt.
Wenn der volle Maßstab (sagen wir) 3 V beträgt, benötigen Sie eine Verstärkung von 3 / 0,04 = 75. Dies bedeutet R2 / R1 = 74 (75 minus 1).
R1 wird gerne 100 Ohm sein und daher wird R2 7400 Ohm sein (7k5 parallel zu 560k ergibt 7k401, was hoffentlich nahe genug sein wird. Der Operationsverstärker muss nur mit langsamen Geschwindigkeiten laufen, nachdem er Ihre Frage gelesen hat, und es gibt mehrere Geräte, die passen. Halten Sie Feuer, während ich die Antwort poste und schauen ...
Der AD8538 sieht gut aus, ebenso wie der AD8628, aber es gibt wahrscheinlich noch einige, die problemlos in die Rechnung passen
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Ich hatte ursprünglich nicht vor, dies als Antwort hinzuzufügen, aber es scheint zu wichtig, es irgendwo in Kommentaren ertrinken zu lassen.
Es ist von größter Wichtigkeit, auf das Datenblatt Ihres Mikrocontrollers zurückzugreifen. Und wenn ich richtig bin, dass Arduino Nano ATmega 168 hat, hier ist das Datenblatt . Die elektrischen Eigenschaften sind ein Abschnitt, den Sie kennen und zuerst überprüfen müssen.
Der Punkt ist: Die minimale Referenzspannung beträgt 1,0 V - Sie können sie auf Seite 311 sehen. Sie müssen Ihr Signal mindestens um den Faktor 25 verstärken, um eine angemessene Genauigkeit zu erzielen und auf die minimale Spannungsreferenz zu skalieren.
Jetzt würde die beste Auswahl an Elementen, die ich kenne (obwohl ich das Thema kaum kenne), einen rauscharmen Operationsverstärker erfordern, der wie @Andyaka als Rail-to-Rail-Verstärker arbeiten kann und vorzugsweise mit Ihrer Versorgungsspannung betrieben wird. Dann denke ich, dass die beste Wahl der Spannungsreferenz die interne ist. Obwohl sie zwischen den Geräten variieren können, denke ich, dass die Stabilität am vernünftigsten sein sollte. Darüber hinaus sollte Ihre Auswahl an Widerständen eher bei niedrigeren als bei höheren Widerständen liegen, da diese rauschresistenter sind. Vergessen Sie nicht, dass sie über Zeit und Temperatur stabil sind!
Die beste Konfiguration der Verstärker kann variieren - ein nicht invertierender Verstärker ist möglicherweise zunächst gut, aber die hohe Eingangsimpedanz funktioniert möglicherweise nicht gut mit Ihrem Signal (obwohl dies in Ordnung sein sollte).
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Für maximale Genauigkeit sollten Sie einen Verstärker verwenden.
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