Wie wandle ich ein Signal von 3 V bis 2 V in ein Signal von 0 bis 5 V um?

Ich messe Eingangsspannungen zwischen 2 V und 3 V (3 V Volt entsprechen einem Messwert von 0 und 2 V entsprechen einem Messwert von 10.000) am analogen Eingang meines Arduino. Ich möchte die Spannung mit der höchstmöglichen Auflösung der Arduinos A / D-Wandler messen. Wie würde ich mit einem Operationsverstärker und gemeinsamen Widerständen einen Spannungsbereich von 3 V - 2 V in entsprechende 0 V - 5 V für die Arduino-Eingänge umwandeln?

Ich habe versucht, die vereinfachte Methode auf dieser Seite zu verwenden, Spannungen mit Operationsverstärkern zu skalieren

|Gewinn| = Ausgangsbereich / (Vin.max – Vin.min), also wäre die Verstärkung 5

Gain = Rg / Rin, also Rin = Rg / Gain, wenn ich einen 10k-Widerstand für Rg auswähle, bekomme ich Rin als 2k

Voff = Vin.max * ( |Gain| / ( |Gain| + 1 )) also 3 * (5/(5+1) - dieser Teil verwirrt mich, ich würde denken, dass der Offset einfach 2 ist, weil ich das weiß Die niedrigste Spannung, die ich messen muss, ist 2 V

Voff = Rbot / (Rtop + Rbot) * Vref

und hier verliere ich mich

Auf die Gefahr hin, abgelehnt zu werden, stelle ich diese uninformierte Frage in einem Kommentar: Sie lesen zwischen 2 V und 3 V mit einer Skala von 0 bis 1.000. Wenn Sie die Dinge verstärken, lesen Sie dann nicht im Wesentlichen zwischen 2 V und 3 V mit einer Skala von vielleicht 5.000? Gibt es für Ihre Anwendung wirklich einen Betriebsunterschied zwischen 2,45 V und 2,456 V? Wie ich schon sagte, uninformiert, aber neugierig genug, um zu fragen.
In diesem speziellen Fall denke ich schon, es ist ein PPM-Messgerät, das normalerweise von 0 bis 10.000 ppm reicht

Antworten (1)

Ich würde vorschlagen, nur eine niedrigere Referenzspannung zu verwenden, anstatt Ihr Signal zu ändern. Durch die Verwendung einer niedrigeren Referenzspannung werden Ihre 1024 diskreten Punkte über 0-3 V anstatt 0-5 verteilt. In den meisten Fällen ist die Verwendung der Standard-Referenzspannung in Ordnung, aber manchmal ist zusätzliche Präzision erforderlich. Verwenden Sie dazu einen Spannungsteiler mit Vout= 3 V oder etwas höher als die maximale Spannung, die Sie jemals erwarten, und verbinden Sie den Eingang mit dem VRefPin des Arduino. Ein Beispiel für einen Spannungsteiler würde etwa so aussehen:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Denken Sie daran, die Formel für einen Spannungsteiler (sollten Sie es vergessen haben oder nicht wissen) ist v Ö u T = R 2 v ich N R 1 + R 2 . Es ist eine gute Idee, größere Widerstände zu verwenden, damit Sie Ihre Stromaufnahme auf ein Minimum reduzieren können.

Wenn Sie eine negative Stromschiene zur Hand haben, können Sie die Spannungen auch so versetzen, dass sie zwischen 0 V und 1 V liegen, und dann die eingebaute 1V1-Spannungsreferenz von atMega verwenden.
Wie wandle ich ein Signal von 3 V bis 2 V in ein Signal von 0 bis 5 V um?
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