Memilih bias resistor untuk termistor

Rtadalah termistor. Rbadalah bias resistor, nilai mana yang perlu saya hitung. Suhu yang saya minati adalah memberikan Rtkisaran resistensi 4k...115k. Yang saya inginkan adalah skala ini untuk resolusi ADC keseluruhan, 10yaitu bit yaitu 0...1023. Jadi ketika Rt = RbADC akan mengubahnya menjadi 511. Tidak yakin apakah itu mungkin, tetapi idealnya saya ingin mendapatkan 0ADC membaca kapan Rt = 4kdan 1023kapan Rt = 115k(atau sebaliknya).

Secara internal di MC saya memiliki tabel pencarian, yang akan mengkonversi nilai ADC ke suhu, menurut kurva yang dijelaskan dalam lembar data termistor.

masukkan deskripsi gambar di sini

microcontroller avr adc temperature Pablo
sumber

Mengapa tidak memiliki potensiometer sehingga Anda dapat mengubah nilainya?

Dean

Mengapa saya perlu mengubah nilai untuk parameter dan rentang yang diberikan? Saya pikir Rbharus nilai yang sangat pasti.

Pablo

Ini akan memungkinkan Anda untuk mengatur nilai lebih akurat, dan saya tidak memikirkan POT dengan kenop yang panjang tetapi resistor yang telah ditetapkan sebagai gantinya.

Dean

Setelah saya tahu cara menghitung nilai Rb, ada baiknya menempatkan resistor yang telah ditetapkan.

Pablo

Jawaban:

Jika resistansi terendah adalah 4k, maka Anda dapat dengan mudah menghitung resistansi yang diperlukan untuk membuat pembagi tegangan. Jika Anda memilih tegangan referensi ADC dari celah pita internal (biasanya 2V56 atau 1V1), Anda dapat menggunakan hampir seluruh rentang ADC. Jadi (asalkan konstan): $R_T$ $V_{CC}$

U_{R E F} = U_{saya N, M. SEBUAH X} = \frac{R_{B}}{R_{B} + R_{T, M. saya 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. saya N}}{V_{C C} - U_{R E F}}

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

Dan bulatkan ke bawah, sehingga Anda tidak akan pernah mencapai skala penuh pada ADC. Setelah Anda memiliki Anda harus dapat menghitung tegangan input terendah yang dapat Anda capai. Mengetahui ini berharga karena Anda dapat melakukan dua pemeriksaan kewarasan dalam program Anda: $R_B$ $R_B$

Ketika nilai ADC (dekat) 1023, ini menunjukkan bahwa sensor gagal korsleting (kabel buruk, ...);
Ketika nilai ADC (dekat) 0, ini menunjukkan bahwa sensor gagal dibuka (tidak terpasang, kabel putus, ...)

Berdasarkan dua pemeriksaan ini, Anda dapat membuat program memutuskan apa yang harus dilakukan: Misalnya. atur output kesalahan tinggi, lepaskan daya dari beban, ...

Perlu diketahui bahwa dengan pembagi tegangan resistif ini, resolusi pengukuran Anda akan sangat bervariasi di sepanjang skala.

Misalnya. dengan referensi celah pita diatur ke 1V1 dan tegangan suplai 5V: ke pertama yang tersedia Nilai E12 membuat

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

$R_B = \frac{1.1V×4k\Omega}{5V-1.1V}= \frac{4.4k}{3.9}= 1.13k\Omega$

1 k Ω

$1k\Omega$

U_{saya N, M. saya 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_{saya N, M. SEBUAH X} = \frac{1 k Ω}{1 k Ω + 4 k Ω} \times 5 V = 1000 m V

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

Keuntungan menggunakan referensi 1V1 adalah cukup mudah untuk memperkirakan kisaran nilai ADC perkiraan : 43 - 1000

jippie
sumber

Tegangan referensi ADC sama dengan VCC. Apakah menurut Anda resolusi rata-rata sepanjang skala akan membuat toleransi sekitar 1 derajat C?

Pablo

Pengontrol apa yang Anda gunakan dan Anda yakin tidak ingin mengubah ke referensi celah pita?

jippie

ATMega328P. Saya pikir referensi AVCC memberi saya resolusi yang lebih baik. Tentu saja saya dapat mengatur agar berfungsi dengan referensi 1,1 VBG jika itu akan memberi saya hasil yang lebih baik.

Pablo

Pastikan Vcc Anda stabil, karena itu adalah bagian dari persamaan. Tentu saja Anda dapat mengukur Vcc dengan ADC yang sama (menggunakan pembagi tegangan kedua) dan memperbaiki pengukuran untuk memvariasikan Vcc.

jippie

Rb = Arus Konstan. Itu akan menggandakan efektivitasnya, menambah linearitas ke output, dan memberikan isolasi dari fluktuasi tegangan.

Pilihan Pihak

Dengan pembagi resistif sederhana, Anda tidak akan dapat meregangkan rentang tegangan output untuk mencakup seluruh rentang input ADC, tetapi Anda akan mendapatkan resolusi keseluruhan terbaik dengan mengatur bias resistor Anda ke rata - rata geometrik minimum. dan nilai resistansi maksimum sensor Anda (untuk kisaran suhu yang diinginkan).

Untuk pengaturan spesifik Anda, itu akan menjadi $\sqrt{4K * 115K} = 21.447K$

Anda dapat memilih resistor 21,5K 1% atau resistor 22K 5%. Tegangan yang Anda dapatkan akan bekerja dari 15,7% hingga 84,3% dari rentang input ADC.

Untuk mendapatkan voltase keluaran yang mencakup seluruh jangkauan ADC, Anda memerlukan sirkuit aktif (misalnya op-amp) yang memiliki kemampuan gain dan offset.

Dave Tweed
sumber

solusi Anda juga berhasil. Saya berharap dapat menerima lebih dari satu jawaban.

Pablo