Selección de resistencia de polarización para termistor

RtEs termistor. Rbes la resistencia de polarización, qué valor necesito calcular. La temperatura que me interesa está dando un Rtrango de resistencia de 4k...115k. Lo que quiero es escalar esto a la resolución ADC completa, que es un 10poco , es decir 0...1023. Entonces, cuando Rt = RbADC lo convertirá a 511. No estoy seguro de si es posible, pero idealmente me gustaría obtener una 0lectura de ADC cuándo Rt = 4ky 1023cuándo Rt = 115k(o de otra manera).

Internamente en MC tengo una tabla de búsqueda, que convertirá el valor de ADC a temperatura, de acuerdo con la curva descrita en la hoja de datos del termistor.

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— Pablo
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¿Por qué no tener un potenciómetro para que pueda cambiar el valor?

— Dean

¿Por qué necesitaría cambiar el valor de los parámetros y rangos dados? Creo que Rbdebería ser un valor muy seguro.

— Pablo

Le permitiría establecer el valor con mayor precisión, y no estaba pensando en un POT con una perilla larga sino una resistencia preestablecida .

— Dean

Una vez que sepa cómo calcular el valor de Rb, es una buena idea poner una resistencia preestablecida.

— Pablo

Respuestas:

Si $R_T$ la resistencia más baja es 4k, entonces puede calcular fácilmente la resistencia requerida para hacer un divisor de voltaje. Si selecciona un voltaje de referencia ADC del intervalo de banda interno (generalmente 2V56 o 1V1), puede usar un rango ADC casi completo. Por lo tanto (siempre $V_{CC}$ es constante):

U_{R E F} = U_{I N, M A X} = \frac{R_{B}}{R_{B} + R_{T, M I N}} \times V_{C C}

$U_{REF} = U_{IN,MAX} = \frac{R_{B}}{R_{B}+R_{T,MIN}} × V_{CC}$

R_{B} = \frac{U_{R E F} \times R_{T, M I N}}{V_{C C} - U_{R E F}}

$R_B = \frac{U_{REF}×R_{T,MIN}}{V_{CC} - U_{REF}}$

Y redondo $R_B$ hacia abajo, por lo que nunca alcanzará la escala completa en el ADC. Una vez que tengas $R_B$ debería poder calcular el voltaje de entrada más bajo que pueda alcanzar. Saber esto es valioso porque puedes hacer dos controles de cordura en tu programa:

Cuando el valor ADC es (cercano) a 1023, esto indica que el sensor falló el cortocircuito (mal cableado, ...);
Cuando el valor ADC es (cercano) 0, esto indica que el sensor falló al abrirse (no conectado, cable roto, ...)

Con base en estos dos controles, puede hacer que su programa decida qué hacer: por ejemplo. establecer una salida de error alta, eliminar la energía de una carga, ...

Tenga en cuenta que con este divisor de voltaje resistivo, la resolución de su medición variará ampliamente a lo largo de la escala.

P.ej. con referencia de banda prohibida establecida en 1V1 y tensión de alimentación 5V:

R_{B} = \frac{1.1 V \times 4 k Ω}{5 V - 1.1 V} = \frac{4.4 k}{3.9} = 1.13 k Ω

$R_B = \frac{1.1V×4k\Omega}{5V-1.1V}= \frac{4.4k}{3.9}= 1.13k\Omega$ Redondeado al primer valor E12 disponible hace

1 k Ω

$1k\Omega$

U_{I N, M I N} = \frac{1 k Ω}{1 k Ω + 115 k Ω} \times 5 V = 43 m V

$U_{IN,MIN} = \frac{1k\Omega}{1k\Omega+115k\Omega}×5V = 43mV$

U_{I N, M A X} = \frac{1 k Ω}{1 k Ω + 4 k Ω} \times 5 V = 1000 m V

$U_{IN,MAX} = \frac{1k\Omega}{1k\Omega+4k\Omega}×5V = 1000mV$

La ventaja de usar la referencia 1V1 es que es bastante fácil predecir un rango de valor ADC aproximado : 43 - 1000

— jippie
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El voltaje de referencia del ADC es igual a VCC. ¿Crees que la resolución promedio a lo largo de la escala hará alrededor de 1 grado de tolerancia C?

— Pablo

¿Qué controlador utiliza y está seguro de que no desea cambiar a la referencia de banda prohibida?

— jippie

ATMega328P. Pensé que la referencia AVCC me da una mejor resolución. Ciertamente, puedo configurar para trabajar con la referencia 1.1 VBG si me daría mejores resultados.

— Pablo

Solo asegúrese de que su Vcc sea estable, ya que es parte de la ecuación. Por supuesto, puede medir Vcc con el mismo ADC (usando un segundo divisor de voltaje) y corregir las mediciones para variar Vcc.

— jippie

Rb = corriente constante. Eso duplicará su efectividad, agregará algo de linealidad a la salida y proporcionará aislamiento de las fluctuaciones de voltaje.

— Optionparty

Con un simple divisor resistivo, no podrá estirar el rango de voltajes de salida para cubrir el rango completo de la entrada ADC, pero obtendrá la mejor resolución general al configurar su resistencia de polarización a la media geométrica del mínimo y valores máximos de resistencia de su sensor (para el rango de temperatura de interés).

Para su configuración específica, eso sería $\sqrt{4K * 115K} = 21.447K$

Puede seleccionar una resistencia de 21.5K al 1% o una resistencia de 22K al 5%. Los voltajes que obtenga se ejecutarán del 15.7% al 84.3% del rango de entrada del ADC.

Para obtener voltajes de salida que cubran el rango completo del ADC, necesitará un circuito activo (por ejemplo, amplificador operacional) que tenga capacidad de ganancia y compensación.

— Dave Tweed
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Su solución también funcionó. Desearía poder aceptar más de una respuesta.

— Pablo