Necesito medir de 0v a 40mV con la mayor precisión posible con el ADC de 10 bits en un Arduino Nano . Solo necesito aproximadamente una muestra por segundo.
Planeo sostener el pin AREF a 40 mV sobre el suelo, proteger adecuadamente todo, usar filtros de paso bajo en hardware y software y usar una fuente de alimentación correctamente suavizada.
¿Qué tipo de precisión es probable que obtenga?
¿Qué más podría hacer para mejorar la precisión?
Respuestas:
Hay mejores expertos en el Nano's ADC que yo, pero estoy seguro de que tendrá algunos problemas, así que sugeriría un amplificador seguro. Recomendaría un amplificador operacional de 5V (o lo que sea que use el nano) y 0V. El amplificador operacional necesitará capacidades de riel a riel en la entrada y salida y se configurará en modo no inversor con ganancia que convierte 40 mV a escala completa en el nano.
Si la escala completa es (digamos) 3V, necesitará una ganancia de 3 / 0.04 = 75. Esto significa R2 / R1 = 74 (75 menos 1).
R1 estará feliz de tener 100 ohmios y, por lo tanto, R2 tendrá 7400 ohmios (7k5 en paralelo con 560k da 7k401, que con suerte estará lo suficientemente cerca. El amplificador operacional solo es necesario para funcionar a velocidades lentas después de leer su pregunta y hay varios dispositivos que se adapten. Mantenga el fuego mientras publico la respuesta y eche un vistazo ...
El AD8538 parece adecuado y también el AD8628, pero probablemente hay varios más que se ajustan fácilmente a la factura.
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Originalmente no planeé agregar esto como respuesta, pero parece importante dejar que se ahogue en los comentarios.
Lo más importante es recurrir a la hoja de datos de su microcontrolador. Y si estoy en lo cierto acerca de que Arduino Nano tiene ATmega 168, aquí está la hoja de datos . Las características eléctricas es una sección que debe conocer y verificar primero las cosas allí.
El punto es: el voltaje de referencia mínimo es de 1.0V: puede verlo en la página 311. Tendrá que amplificar su señal al menos en un factor de 25 para obtener una precisión razonable, ampliando hasta una referencia de voltaje mínimo.
Ahora, la mejor opción de elementos que conozco (aunque apenas conozco el tema) requeriría un amplificador operacional de bajo ruido, capaz de operar como riel a riel como señaló @Andyaka, preferiblemente funcionando a su voltaje de suministro. Entonces creo que la mejor opción de referencia de voltaje es la interna. Aunque pueden variar entre dispositivos, creo que la estabilidad debería ser más razonable. Además, su elección de resistencias debe residir en resistencias más bajas que en altas, ya que son más resistentes al ruido. ¡No te olvides de su estabilidad en el tiempo y los cambios de temperatura!
La mejor configuración de los amplificadores puede variar: el amplificador no inversor puede ser bueno para comenzar, pero su alta impedancia de entrada puede no funcionar bien con su señal (aunque debería estar bien).
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Debe usar un amplificador para obtener la máxima precisión.
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