Arduino Nano: Pomiar niewielkich napięć za pomocą wejścia analogowego

Muszę zmierzyć 0v do 40mV tak dokładnie, jak to możliwe z 10-bitowym ADC na Arduino Nano . Potrzebuję tylko około jednej próbki na sekundę.

Planuję trzymać pin AREF na 40 mV nad ziemią, odpowiednio ekranować wszystko, używać filtrów dolnoprzepustowych w sprzęcie i oprogramowaniu oraz odpowiednio wygładzony zasilacz.

• Jaką dokładność mogę uzyskać?

• Co jeszcze mogę zrobić, aby poprawić dokładność?

Są lepsi eksperci od ADC Nano niż ja, ale jestem pewien, że będzie to miało pewne problemy, więc na pewno zasugeruję wzmacniacz. Poleciłbym wzmacniacz operacyjny o napięciu od 5 V (lub cokolwiek, czego używa nano) i 0 V. Wzmacniacz operacyjny będzie wymagał zdolności wejściowych i wyjściowych od szyny do szyny i będzie skonfigurowany w trybie nieodwracającym ze wzmocnieniem, które przekształca 40 mV na pełną skalę w nano.

Jeśli pełna skala wynosi (powiedzmy) 3V, potrzebujesz wzmocnienia 3 / 0,04 = 75. Oznacza to, że R2 / R1 = 74 (75 minus 1).

R1 będzie szczęśliwy, że będzie wynosił 100 omów, a zatem R2 wyniesie 7400 omów (7k5 równolegle z 560k daje 7k401, które, miejmy nadzieję, będą wystarczająco blisko. Wzmacniacz operacyjny musi działać tylko przy niskich prędkościach po przeczytaniu pytania, a jest ich kilka urządzenia, które będą pasować. Wstrzymaj ogień, pisząc odpowiedź i spójrz ...

AD8538 wygląda nadaje i tak nie AD8628 ale są tam pewnie kilka innych, które łatwo dopasować do ustawy

Początkowo nie planowałem dodać tego jako odpowiedzi, ale wydaje się, że ważne jest, aby pozwolić, by utopiło się gdzieś w komentarzach.

Najważniejsze jest, aby skorzystać z arkusza danych swojego mikrokontrolera. A jeśli mam rację co do tego, że Arduino Nano ma ATmega 168, oto arkusz danych . Charakterystyka elektryczna to sekcja, o której musisz wiedzieć i najpierw sprawdzić rzeczy.

Chodzi o to: minimalne napięcie odniesienia wynosi 1,0 V - widać to na stronie 311. Aby uzyskać rozsądną dokładność, musisz wzmocnić swój sygnał co najmniej 25-krotnie, skalując do minimalnego napięcia odniesienia.

Teraz najlepszy wybór elementów, jakie znam (choć ledwo znam temat), wymagałby niskoszumowego wzmacniacza operacyjnego, zdolnego do działania jak szyna do szyny, jak wskazał @Andyaka, najlepiej działającego przy twoim napięciu zasilania. Myślę zatem, że najlepszym wyborem napięcia odniesienia jest wybór wewnętrzny. Chociaż mogą się różnić w zależności od urządzenia, uważam, że stabilność powinna być jak najbardziej rozsądna. Co więcej, wybór rezystorów powinien opierać się na niższych opornościach niż na wyższych, ponieważ są one bardziej odporne na zakłócenia. Nie zapomnij o ich stabilności w czasie i zmianach temperatury!

Najlepsza konfiguracja wzmacniaczy może się różnić - wzmacniacz nieodwracający może być dobry na początek, ale jego wysoka impedancja wejściowa może nie działać dobrze z twoim sygnałem (chociaż powinno być OK).

Powinieneś użyć wzmacniacza dla maksymalnej dokładności.