Misurare segnali a 20V su un Arduino Uno con un quantizzatore

Come sappiamo, Arduino Uno include un ADC (convertitore analogico-digitale) a 10 bit presente all’interno del suo ATmega328p, il quale prende in ingresso un segnale tra 0 e 5V e produce un valore digitale che varia da 0 a 1023. Tuttavia, tentando di misurare qualsiasi tensione superiore a 5V causerà alcuni risultati tutt’altro che desiderabili, come la creazione di fumo magico e la distruzione del microcontrollore. Per aggirare questo problema, alcuni maker aggiungono un partitore di tensione che divide la tensione in ingresso per un fattore predeterminato. Questa soluzione riduce la risoluzione dell’ADC, in quanto un singolo step del valore digitale corrisponde a una maggiore variazione di tensione. Per risolvere questo problema, lo YouTuber noto come Techoyaki ha escogitato una nuova soluzione in grado di misurare l’intera gamma di valori senza ridurre la risoluzione.

Il circuito divide l’intervallo 0V-20V in quattro intervalli (0V-5V, 5v-10V, 10V-15V e 15V-20V) traslandoli tutti nell’intervallo 0-5V. Dopo di che, questi quattro segnali ottenuti arrivano in quattro ingressi analogici di Arduino, il quale somma i valori per produrre l’equivalente di un ADC di quasi 12 bit, portando così a valori che cadono tra 0 e 4092 (1023 x 4).

Il circuito è composto da quattro amplificatori operazionali rail-to-rail, e svariate resistenze, che consentono di limitare la tensione ottenuta nell’intervallo 0v-5v e sottrarre un valore di tensione DC per effettuare la traslazione nell’intervallo desiderato.

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