Analoge Spannung auf Arduino erfassen, ohne die Eingangsschaltung zu laden

Angesichts Ihrer neuen verbesserten Beschreibung sollten Sie wahrscheinlich DIGITALE TECHNIKEN verwenden, um nach fallenden Flanken an Ihrem zerhackten 9-V-Signal zu suchen. Verwenden Sie das Signal, um die Basis eines Transistors anzusteuern, und einen ziemlich großen Widerstand, um diesen Strom zu begrenzen. Versorgen Sie den Transistor mit 5 Volt.

Ein Optokoppler muss genug Strom saugen, um ein Fotoelement anzusteuern, und wird wahrscheinlich mehr Strom ziehen als eine einfache Transistorschaltung.

Das Erkennen Ihrer abfallenden Flanken ist ein viel effizienterer Weg, um all Ihre Probleme zu lösen, als das Abtasten des analogen Signals.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Wenn Sie diese Simulation ausführen, ist dies tatsächlich invertierend, sodass Sie steigende Flanken erkennen würden. Ich habe einen generischen Transistor verwendet, aber ein 2n3904 wäre in Ordnung.

Das Beste für Sie ist die Verwendung des Operationsverstärkerpuffers. Hier kannst du darüber lesen:

http://en.wikipedia.org/wiki/Buffer_amplifier#Voltage_buffer

Die Schaltung beim Entwerfen eines Puffers ist nur ein Operationsverstärker, sonst nichts. Sie könnten jedoch in Betracht ziehen, die 9 V auf 5 V zu reduzieren, um Schäden am Arduino zu vermeiden. Hier ist ein Spannungsteiler sinnvoll. Verwenden Sie also zuerst den Pufferverstärker (dies vermeidet das Laden der Eingangsschaltung) und verwenden Sie dann eine Spannungsteilerkonfiguration, um die 9 V in 5 V umzuwandeln. Dies sollte Ihr Problem lösen.

Die einfachste und billigste Methode wäre die Verwendung eines Spannungsteilers mit Widerständen mit großem Wert (in diesem Fall beide größer als 100 k). Wenn Sie Ihren 9-V-Schaltungsausgang in Reihe mit einem 200-k-Widerstand und einem 100-k-Widerstand schalten, beträgt die Spannung in der Mitte der Widerstände 3 V, bequem in der Mitte des 5-V-Betriebsbereichs des Arduino.

Aus praktischen Gründen wird ein Spannungsteiler mit großem Wert Ihre Quellenschaltung nicht belasten, da nach dem Ohmschen Gesetz 9 V geteilt durch den Gesamtwiderstand von 300 k 30 uA sind. Dies sind 0,01 % Ihres Quellenstroms und können daher ignoriert werden.

Wenn dieser kleine Strom nicht ignoriert werden kann, schauen Sie sich Operationsverstärkerschaltungen an, die Eingangsströme im Bereich von nA oder weniger haben.

EDIT: Ja, das Laden der ADC-Schaltung könnte ein Problem sein. Der einfachste Weg, dies zu verhindern, wäre, den Spannungsteiler mit großem Wert, den ich hier beschreibe, an den unten gezeigten Spannungsfolger des Operationsverstärkers anzuschließen. Dies würde sowohl die Spannung auf ein Niveau absenken, das das Arduino verarbeiten kann, als auch das Laden der ADC-Schaltung verhindern.

Sie können analoge oder digitale Eingänge verwenden, da Sie nicht die genaue Spannung messen müssen, sondern nur Unterbrechungen erkennen müssen.

Der vorgeschlagene hochwertige Spannungsteiler ist alles, was Sie brauchen, entweder für analog oder digital. Wenn Sie Ihren Arduino mit 5 V betreiben, können Sie die 9 V einfach halbieren. Nach dem, was Sie sagen, müssen Sie sich nicht wirklich Gedanken über das Laden der Schaltung machen - Sie benötigen weit weniger als die 230 mA, die sie bereits zieht, um eine Messung durchzuführen. Beispielsweise ziehen zwei 4,7-K-Widerstände nur etwa 1 mA. Ich könnte das 10-fache oder mehr verwenden.

All dies setzt voraus, dass Ihr Arduino separat mit Strom versorgt wird, oder? Sie müssen die Masse des Arduino mit der negativen Seite der 9-V-Schaltung teilen.

Möglicherweise haben Sie jedoch größere Probleme - es könnten Spannungsspitzen in der 9-V-Leitung auftreten. Vielleicht möchten Sie also eine kleine Kappe über die Leitung verwenden und / oder eine Sperrdiode hinzufügen. Aber das ist nicht die Frage, die Sie gestellt haben - das ist also nur eine Warnung.