Estoy usando una entrada analógica en una placa NANO para medir el punto medio entre dos fotorresistivos ( Cadmio), con los dos extremos externos atados a GND y una fuente de voltaje. Básicamente, un divisor de voltaje simple. Por lo tanto, casi no importaría qué voltaje de referencia usé en un caso como ese, siempre y cuando el AnalogReference () sea correcto ajuste correspondiente al voltaje de referencia, Y la carga no bajó ese voltaje.
Bueno, si usé 5V para mi fuente y configuré AnalogReference (DEFAULT), entonces asumiendo una carga en el peor de los casos de 4K-ohm, la carga total en el regulador de 5V sigue siendo solo 1.25mA. Pero aun así, pensé que podría minimizar la carga del sistema aún más configurando AnalogReference (INTERNAL) y usando el pin VREF como fuente para mi divisor de voltaje.
Bueno, parece que funciona bien, pero No sé si he visto ejemplos reales de lo que estoy haciendo, que es usar el pin AREF como fuente de voltaje de salida para mi divisor de voltaje. Usando vREF como fuente, una carga de 4K solo consumiría 27.5 microamperios con una fuente de 1.1V. Pero no puedo encontrar ninguna especificación para la corriente máxima que debería evitar exceder. Eso me tiene preocupado, ¡tal vez ni siquiera se supone que esté haciendo eso!
Entonces, ¿es aceptable ¿usar el pin VREF como salida para cargas ligeras, cuando se usa la referencia analógica INTERNA?
¿Pensamientos?
EDITAR: Después de recibir una respuesta «no» ayer, hice algunas comprobaciones. Configuré mi placa NANO para Internal, y conecté un potenciómetro lineal de 100K completamente abierto desde AREF a Ground, con un DVM en paralelo. La salida del terminal AREF era aproximadamente 1.076, con o sin la carga de 100K. No del todo el 1.1 especificado pero lo suficientemente cerca. Luego giré lentamente la olla para aumentar la carga. A poco menos de 9K, el voltaje cayó una cantidad algo insignificante, a 1.075. A partir de ahí, hubo pequeñas disminuciones adicionales, hasta aproximadamente 1K, momento en el que medí aproximadamente 1.062V. Por debajo de 1K, hubo una disminución muy pronunciada.
Tenga en cuenta que esta fue una prueba «rápida», realizada mientras se alimentaba el NANO desde un puerto USB. Sin embargo, repetir la prueba con 12V en la entrada DV no alteró significativamente los resultados.
Incluso considerando la fuente USB, de esta prueba concluyo:
1) Parece que ser un búfer en la salida VREF. Ciertamente no se comportó, ya que había un caso simple de una fuente de 1.1V en serie con una alta impedancia.
2) Hasta una carga de 10K, la salida VREF parece al menos tan estable como la salida del regulador de 5.0V.
3) Desde una caída de 1.062 desde una carga inicial sin carga voltaje de 1.076 equivale a menos de una diferencia del 2%, tengo que concluir que una carga en VREF (a tierra) mayor que 1K (digamos 2K para el margen) hace que VREF sea probablemente útil en casos como los que describí, con una carga en el peor de los casos de 4K.
4) Repetí mi prueba con una segunda placa NANO. Esta vez, el voltaje inicial sin carga fue ligeramente más alto, 1.084. Sin embargo, la respuesta al aumento de carga y el punto K donde la pendiente cambió drásticamente no cambiaron.
De nuevo, esta es una placa arduino NANO, y probablemente un clon. ¿Alguien más puede verificar o refutar mis resultados? Estoy seguro de que alguien más tendrá que considerar el uso de VREF como lo hice yo, y sería bueno saberlo.
Respuesta
No, no es aceptable.
La hoja de datos dice:
AVCC está conectado al ADC a través de un interruptor pasivo. La referencia interna de 1.1V se genera a partir de la referencia de banda prohibida interna (VBG) a través de un amplificador interno. En cualquier caso, el pin AREF externo se conecta directamente al ADC, y el voltaje de referencia se puede hacer más inmune al ruido conectando un capacitor entre el pin AREF y la tierra. VREF también se puede medir en el pin AREF con un voltímetro de alta impedancia. Tenga en cuenta que VREF es una fuente de alta impedancia y solo se debe conectar una carga capacitiva en un sistema.
La referencia 1.1V es solo presentada en el pin AREF con el fin de agregar un condensador de bypass externo, o para medirlo utilizando un medidor de impedancia muy alta. Cualquier carga aplicada al pin hará que baje el voltaje de referencia.
Si bien puede funcionar en ciertas circunstancias, ciertamente no es recomendable. Si desea usarlo externamente, debe almacenarlo en búfer a través de un seguidor de voltaje de ganancia unitaria de alta impedancia:
simula este circuito – Esquema creado con CircuitLab
Comentarios
- ¡Hmm! ¡Está bien que ‘ es buena información!’ lo he estado haciendo mal, aunque » funcionó «, supongo ¡Solo lo hizo porque para un divisor de voltaje no importaba tanto como de otra manera! Sin embargo, ‘ tendré que reconsiderar un poco mi circuito. Como solo necesito un recuento de ADC representativo del divisor de voltaje, parece que ‘ haría mejor simplemente usar el DEFAULT y trabajar con el terminal de 5V como referencia.
- Por favor, vea mi edición. Al menos según mi prueba de banco, parece que usar el pin AREF para alimentar un divisor de voltaje de carga baja funciona, dentro de las restricciones que documenté
- Puede funcionar, pero ‘ no es para lo que ‘ está diseñado. Mi coche funciona cuando lo conduzco por un precipicio. Sin embargo, ‘ no está diseñado para eso, y dudo que el resultado a largo plazo sea bueno. Si desea usarlo externamente, debe almacenarlo en búfer a través de un seguidor de voltaje de ganancia unitaria de alta impedancia.
- Observo que citó la especificación diciendo que el AREF solo debe medirse con un voltímetro de alta impedancia. Pero, ¿agregó USTED la frase » Tenga en cuenta que VREF es una fuente de alta impedancia y solo se debe conectar una carga capacitiva en un sistema. «? La analogía de tu auto es pobre. ‘ he estado haciendo lo que vine a confirmar durante algunos años sin problemas, y fue la falta de ejemplos lo que me hizo adivinar. Te garantizo que si conduces tu auto por un precipicio y mides los resultados, ellos ‘ no te llevarán a la pregunta razonable que planteé.
- También yo ‘ señalaré que un búfer de ganancia unitaria realizado con un TL081 (no exactamente un » riel a riel » spec OPAMP) también comenzará a caer más allá de una carga de 1k. Pero según mi prueba de banco, ‘ no me sorprendería si descubrí que ya había un búfer interno en el ATmega328. No ‘ no tengo los componentes internos, pero según mis medidas, debe haber algún tipo de búfer allí.
Respuesta
Ahora, habiendo tenido el beneficio de un ticket de soporte y una discusión posterior con un ingeniero de TI sobre este tema, puedo ofrecer con confianza un calificado SÍ a mi propia pregunta. Resulta que mi caso es probablemente el único que estaría dentro de esas calificaciones.
- En el caso donde la RELACIÓN entre dos altas resistencias es lo ÚNICO que se necesita de una medición A / D, es aceptable usar AREF y GND para el voltaje aplicado, siempre que la carga sea baja (ver ítem 2). La razón principal es que cualquier caída en el AREF causada por la carga agregada no afectaría la relación.
- El uso de AREF para tal situación debería asegurar la limitación de cualquier carga en el pin AREF a aproximadamente 91uA. Para la selección de fuente de 1.1V (INTERNA), eso equivale a aproximadamente una carga de 12K. El número se basa en un cálculo inverso que causaría una diferencia de 1 LSB en las lecturas analógicas, SI se espera que se usen otras entradas analógicas para otras mediciones no métricas de relación.
- Usar el pin AREF de esta manera hace que sea aún más importante agregar un capacitor desde el pin a GND.
- Aparentemente, no hay peligro de dañar el chip de ninguna manera, si el El pin AREF se cortocircuitó.
Comentaré que el ingeniero que respondió a mi ticket de soporte entendió que estaba tratando de evitar un cambio de PCB, pero recomendó un enfoque diferente si tuviera la oportunidad de hacer otra placa cambia de todos modos. Su recomendación fue usar la opción de referencia analógica EXTERNA, usando el pin de 3.3V disponible para voltaje AREF y usando una salida digital para suministrar mi divisor de voltaje. La idea aquí es que todavía tendría el beneficio de la protección contra cortocircuitos, y como estaba preocupado por el ahorro de energía, podía cambiar el pin de salida digital a un estado bajo hasta que se necesitaran tomar lecturas, observando un retraso sensible para el tiempo de estabilización.
Una buena sugerencia de hecho, pero mi razón para responder a mi propia pregunta aquí es porque bajo las restricciones dadas, usar AREF como se describe en mi OP es aceptable, no afectará la medición de la relación y no podría dañar la chip.