Estou usando uma entrada analógica em uma placa NANO para medir o ponto médio entre duas foto-resistivas ( Cádmio), com as duas extremidades externas ligadas ao GND e a uma fonte de voltagem. Basicamente, um divisor de voltagem simples. Portanto, quase não importaria qual voltagem de referência eu usasse em um caso como esse, desde que AnalogReference () estivesse correto ajuste correspondente à tensão de referência E a carga não puxou para baixo essa tensão.
Bem, se eu usei 5 V para minha fonte e configurei AnalogReference (DEFAULT), então assumindo um pior caso de carga de 4K-ohm, a carga total no regulador de 5 V ainda é apenas 1,25 mA. Mas, mesmo assim, descobri que poderia minimizar a carga do sistema ainda mais configurando AnalogReference (INTERNAL) e usando o pino VREF como uma fonte para meu divisor de tensão.
Bem, parece funcionar bem, mas eu não sei se vi algum exemplo real do que estou fazendo, que é usar o pino AREF como uma tensão de saída de fonte para meu divisor de tensão. Usando vREF como uma fonte, uma carga de 4 K atrairia apenas 27,5 microampères com uma fonte de 1,1 V. Mas não consigo encontrar nenhuma especificação para a corrente máxima que devo evitar exceder. Isso me preocupa, talvez eu nem deva estar fazendo isso!
Então, é aceitável para usar o pino VREF como uma saída para cargas leves, quando usar o AnalogReference INTERNAL?
Pensamentos?
EDITAR: Depois de receber uma resposta “não” ontem, fiz alguns testes de bancada. Eu configurei minha placa NANO para interno e conectei um potenciômetro linear 100K totalmente aberto de AREF para aterramento, com um DVM em paralelo. A saída do terminal AREF foi de cerca de 1,076, com ou sem a carga de 100K. o 1.1 especificado, mas próximo o suficiente. Em seguida, girei lentamente a panela para aumentar a carga. Quase abaixo de 9K, a voltagem caiu um tanto insignificante, para 1,075. A partir daí, houve pequenas diminuições adicionais, até cerca de 1K, ponto em que medi cerca de 1,062V. Abaixo de 1K, houve uma queda muito acentuada.
Observe que este foi um teste “rápido”, feito durante a alimentação do NANO a partir de uma porta USB. Porém, repetir o teste com 12V na entrada DV não alterou os resultados de forma significativa.
Mesmo considerando a fonte USB, concluo deste teste:
1) Parece que ser algum buffer na saída VREF. Certamente não se comportou, pois havia um caso simples de uma fonte de 1,1 V em série com uma impedância alta.
2) Até uma carga de 10K, a saída do VREF parece pelo menos tão estável quanto a saída do regulador de 5,0 V.
3) Desde uma queda de 1,062 a partir de uma sem carga inicial tensão de 1,076 equivale a menos de 2% de diferença, eu tenho que concluir que uma carga no VREF (para aterrar) maior que 1K (digamos 2K para a margem) torna o VREF provavelmente útil em casos como eu descrevi, com o pior caso de carga de 4K.
4) Repeti meu teste com uma segunda placa NANO. Desta vez, a tensão inicial sem carga era salpicadamente mais alta, 1,084. No entanto, a resposta ao aumento da carga e o ponto K onde a inclinação mudou drasticamente permaneceram inalterados.
Novamente, esta é uma placa arduino NANO e provavelmente um clone. Alguém mais pode verificar ou refutar meus resultados? Tenho certeza de que outra pessoa precisará considerar o uso de VREF como eu fiz, e seria bom saber.
Resposta
Não, não é aceitável.
A folha de dados declara:
O AVCC está conectado ao ADC por meio de um switch passivo. a referência interna de 1,1 V é gerada a partir da referência de intervalo de banda interno (VBG) por meio de um amplificador interno. Em ambos os casos, o pino AREF externo é conectado diretamente ao ADC e a voltagem de referência pode ser tornada mais imune ao ruído conectando um capacitor entre o pino AREF e o aterramento. O VREF também pode ser medido no pino AREF com um voltímetro de alta impedância. Observe que o VREF é uma fonte de alta impedância e apenas uma carga capacitiva deve ser conectada em um sistema.
A referência 1.1V é apenas apresentada em o pino AREF com a finalidade de adicionar um capacitor de bypass externo ou para medi-lo usando um medidor de impedância muito alta. Qualquer carga aplicada ao pino irá fazer com que a tensão de referência caia.
Embora possa funcionar em certas circunstâncias, certamente não é recomendado. Se você quiser usá-lo externamente, deve armazená-lo através de um seguidor de tensão de ganho de unidade de alta impedância:
simule este circuito – Esquema criado usando o CircuitLab
Comentários
- Hmm! OK, essas ‘ são boas informações!Eu ‘ tenho feito errado, embora ” tenha funcionado “, suponho só fez isso porque, para um divisor de tensão, não importava tanto quanto poderia ter! Entretanto, ‘ terei que repensar meu circuito. Como eu só preciso de um representante da contagem ADC do divisor de tensão, parece que eu ‘ d faria melhor simplesmente usar o PADRÃO e trabalhar com o terminal de 5 V para minha referência!
- Por favor, veja minha edição. Pelo menos com base em meu teste de bancada, parece que usar o pino AREF para alimentar um divisor de tensão de baixa carga funciona, dentro das restrições que documentei
- Pode funcionar, mas ‘ não é para o que ‘ é projetado. Meu carro funciona quando eu o dirijo de um penhasco. No entanto, ‘ não foi projetado para isso e duvido que o resultado a longo prazo seja bom. Se você quiser usá-lo externamente, deve armazená-lo em um seguidor de tensão de ganho de unidade de alta impedância.
- Noto que você citou a especificação dizendo que o AREF só deve ser medido com um voltímetro de alta impedância. Mas VOCÊ adicionou a frase ” Observe que VREF é uma fonte de alta impedância e apenas uma carga capacitiva deve ser conectada em um sistema. “? Sua analogia com o carro é pobre. Há alguns anos, ‘ venho fazendo o que vim para a confirmação sem problemas, e foi a falta de exemplos que me fez duvidar. Garanto que se você dirigir seu carro de um penhasco e medir os resultados, eles não ‘ levarão você à pergunta razoável que levantei.
- Também eu ‘ Vou apontar que um buffer de ganho unitário feito com um TL081 (não exatamente um ” rail-to rail ” spec OPAMP) também começará a cair além de uma carga de 1k. Mas com base em meu teste de bancada, eu ‘ não ficaria surpreso se descobrisse que já havia um buffer interno para o ATmega328. Eu não ‘ não tenho os internos, mas com base em minhas medições, já deve haver algum tipo de buffer lá.
Resposta
Agora, tendo tido o benefício de um tíquete de suporte e subsequente discussão com um engenheiro da TI sobre este assunto, posso oferecer com segurança um qualificado SIM à minha própria pergunta. Acontece que meu caso é provavelmente o único que se enquadraria nessas qualificações.
- No caso em que a RELAÇÃO entre duas resistências oi é a ÚNICA coisa necessária de uma medição A / D, é aceitável usar AREF e GND para a tensão aplicada, desde que a carga seja baixo (ver item 2). A principal razão é que qualquer queda na AREF causada pela carga adicionada não afetaria a proporção.
- O uso de AREF para tal situação ainda deve garantir a limitação de qualquer carga no pino AREF para cerca de 91uA. Para a seleção da fonte de 1,1 V (INTERNA), isso equivale a cerca de uma carga de 12K. O número é baseado em um cálculo reverso que causaria uma diferença de 1 LSB nas leituras analógicas, IF outras entradas analógicas devem ser usadas para outras medições sem relação métrica.
- Usar o pino AREF dessa forma torna ainda mais importante adicionar um capacitor do pino ao GND.
- Aparentemente, não há perigo de danificar o chip de qualquer forma, caso o O pin do AREF foi encurtado.
Vou comentar que o engenheiro que respondeu ao meu tíquete de suporte entendeu que eu estava tentando evitar uma mudança de PCB, mas recomendou uma abordagem diferente se tivesse a oportunidade de fazer outra placa muda de qualquer maneira. Sua recomendação foi usar a opção de referência analógica EXTERNA, usando o pino de 3,3 V disponível para a tensão AREF e usando uma saída digital para fornecer meu divisor de tensão. A ideia aqui é que eu ainda teria o benefício da proteção contra curto-circuito e, como estava preocupado com a economia de energia, poderia colocar o pino de saída digital em um estado baixo até que as leituras precisassem ser feitas, observando o atraso razoável para o tempo de estabilização.
Uma boa sugestão, de fato, mas meu motivo para responder minha própria pergunta aqui é porque sob as restrições fornecidas, usar AREF conforme descrito em meu OP é aceitável, não afetará a medição da razão e não poderia prejudicar o chip.