Как мне измерить аналоговый сигнал на моем Arduino Mega, который имеет как положительное, так и отрицательное напряжение?

У меня есть сигнал, который колеблется от -70 мВ до 50 мВ. Как мне заставить Arduino прочитать это? В конечном итоге я пытаюсь построить график данных в реальном времени, чтобы это выглядело так.

Положительное/Отрицательное напряжение

https://i.stack.imgur.com/a8zIE.jpg

, 👍1

Обсуждение

я не думаю, что у Arduino есть большая чувствительность (точность) между такими близкими значениями. Я бы использовал операционный усилитель, чтобы усилить его до ~0–5 В, после того, как он прошел через схему суммирования напряжений, двойной операционный усилитель, такой как 358, позволит вам сделать и то, и другое с помощью одного чипа., @dandavis


2 ответа

1

Вам необходимо усилить сигнал и добавить 2,5 В в качестве «виртуальной земли» для усиления. Это немного сложнее, поскольку вам нужен источник VCC/2 с низким импедансом, чтобы питать усилитель в качестве виртуальной земли. Для этого потребуется буфер с единичным коэффициентом усиления, питаемый от делителя напряжения:

schematic

Теперь вы используете это для питания усилителя:

schematic

Усиление устанавливается на 1+(RF/RG) или в данном случае на 11, что дает от -0,77 В до +0,55 В.

Хотя есть более простой вариант. (Есть еще один промежуточный вариант, но редактор его упустил, и мне не терпится тратить время на его воссоздание).

Однако этот метод имеет свою цену: он инвертирует сигнал. -0,07 становится 0,07, а 0,05 становится -0,05, умножается на коэффициент усиления и добавляется к смещению:

schematic

Здесь вы получаете преобразование от -0,07 В – +0,05 В до +0,7 В – –0,5 В. Это означает, что в программном обеспечении вам необходимо инвертировать значение (просто вычесть его из 0 после удаления смещения постоянного тока).

По сути, вы переносите часть сложности из схемы в программное обеспечение.

Лично я использую инвертирующий усилитель (последняя схема), поскольку ток виртуальной земли близок к нулю, поэтому вам не нужен источник напряжения с низким импедансом VCC/2. Также проще добиться более ощутимого усиления (например, 10-кратного), чем в неинвертирующем усилителе, у которого к коэффициенту усиления всегда добавляется 1.

,

Ваша вторая схема не имеет четко определенной рабочей точки постоянного тока., @Edgar Bonet

Вполне возможно, что нет. Мне приснился кошмар, проведенный с редактором. Он продолжал стирать что-то, давать сбои и удалять схемы., @Majenko

@EdgarBonet На неинвертирующем втором каскаде операционный усилитель был перевернут… упс…, @Majenko

1

Вот моя попытка: если ваш источник напряжения не против утонуть что-то вроде 150 мкА, вы можете попробовать что-то вроде этого:

schematic

Это должно сопоставить входной диапазон [-70 мВ, +50 мВ] с [0,04 В, 4,06 В].

,
Смотрите также: