Приблуда к кондуктометру
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 19/10/2018 - 09:01
Всем доброго времени суток!
Заранее извиняюсь за длинное повествование, мысли умею выражать только подробно, краткость - не мой конёк. Если слишком длинно, то можно читать с последнего абзаца, основной вопрос там.
Проблема следующая: делаю приставку к кондуктометру (прибор для измерения электропроводности растворов электролитов), чтобы с аппарата времен Варшавского договора (он венгерский, OK 102/1, если кому интересно) данные собирать в компьютер с тем, чтобы рисовать графики от времени, температуры или от их обоих сразу (в программировании я не такое нубьё, как в железе, к счастью). Вот оно, это чудо венгерской техники.
Приобрел плату, как мне казалось, Arduino Uno. Когда я ее подцепил к компу, то понял, что между true-Arduino Uno и WAVGAT Uno "есть кое-какая разница", однако все же смог ее хотя бы частично победить, велев IDE воспринимать плату, как Arduino Nano, и даже сумел победить кракозябры в мониторе порта, написав в скетче Serial.begin(230400), а в мониторе поставив 57600. Стало все передаваться правильно, ну по крайней мере, читаемо.
А вот и чудо китайской техники. Судя по тому, что в мониторе проскакивали чиселки типа 4095, АЦП 12-разрядный, ну по крайней мере, номинально.
Теперь к сути. Поскольку в железе я даун, каких поискать, то решил попытаться сделать все максимально малыми кровью и пОтом. А именно - я рассуждал так, что электропроводность берется из напряжения (напоминаю, автор темы физику в университете прогуливал, поэтому просьба не закипать сразу из-за неправильного употребления им терминов). На показометре с тыльной стороны имеется две клеммы, измерив напряжение между которыми при разном положении стрелки прибора, я обнаружил, что есть вполне себе неплохая прямая пропорциональность между положением стрелки и напряжением. Конкретно: единице на шкале соответствует 28 мВ. Всей шкале - примерно 140 мВ. Вот эти две точки, между которыми я замерял напругу (от них идет два провода):
Покурив как следует матчасть, я решил сварганить источник опорного напряжения 0.175 В (кратко: взял с блока питания 8 В, пустил их через LM7805CV, полученные 5 В с помощью делителя напряжения превратил в 0.175 В) с тем, чтобы сравнивать с ним напряжение с прибора (в пике - 0.14-0.15 В). Эту схему я опробовал, но analogRead притворялся генератором случайных чисел. Меня не оставляет ощущение, что я неправильно придумал - наверное, такое напряжение маловато, но зато плата все издевательства выдержала. Правильно ли это ощущение? Не лучше ли будет мне напряжение с прибора каким-либо образом усилить (транзисторы мне в помощь), скажем, до 5 В, а в качестве опорного напряжения взять что-то менее экзотическое, например 5 В или 3.3 В?
Теперь краткая выжимка из всего сказанного в виде вопроса: можно ли использовать маленькое напряжение (~0.2 В) в качестве опорного с тем, чтобы сравнивать его с маленьким напряжением через аналоговый вход?
Указанная Вами плата, если не ошибаюсь, подробно обсуждалась совсем недавно.
0.2 В опорного напряжения - маловато. Мне кажется, для обычной Уно/Нано минимальное опорное напряжение более вольта.
Напряжение лучше всего усили при помощи ОУ (операционного усилителя).
Спасибо за ответ. Немного поковыряв еще гугель, я даже нашел похожую тему с ответами. Как часто бывает, пока писал свою пеленку, сформулировал в голове правильный запрос для гугля))
Я сам думал в сторону ОУ, но когда я попытался представить и выполнить эту схему в симуляторе, то мозг отказался дальше работать. Все-таки не вырос я еще из коротких штанишек делителя напряжения))
Я сам думал в сторону ОУ, но когда я попытался представить и выполнить эту схему в симуляторе, то мозг отказался дальше работать. Все-таки не вырос я еще из коротких штанишек делителя напряжения))
Все достаточно просто - берете ОУ, подключаете по классической схеме
Отношение (R2+R1)/R1 даст Вам коеффициент усиления. Например, если вязть R1 = 1.8k R2 = 33k - получите ОУ с усилением примерно 20 раз, который преобразует диапазон Вашего кондуктометра из 0 - 175мВ к значениям 0 -3.5в, который уже вполне удобно измерять ардуиной.
Только не берите первый попавшийся ОУ, например самый распространненый LM358 категорически не подойдет, у него смещение нуля может достигать 30мВ
Ой, как я Вам благодарен))) Думал, какашками закидают за мое невежество, а оно вон что... Спасибо за разъяснения))
Да, еще: ОУ придейтся питать от дщвухполярного источника питания. Иначе он не сможет усиливать сигнал вблизи 0.
Это я, слава Б-гам, понимаю. Но это не проблема, блок питания есть для этих целей. Труднее решить, какой бы ОУ выбрать. Ну по крайней мере, по каким параметрам его выбирать: ток потребления, напряжение питания, прецизионный (да/нет).
Просветите старую пиранью, если ещё не окончательно забодал: у ОУ может быть какая-то просадка коэффициента усиления на, допустим, низких напряжениях? Или если я приобрету прецизионную микросхему, то там это сведётся к минимуму? Или это я про смещение нуля сейчас спрашиваю?))))
Ну, в общем - да, прицизионный. Обращать внимание на смещение нуля и его температурный дрейф. Ну а по напряжению питания - сначала следует оценить, чем Вы располагаете либо можете располагать. Нередко прецизионные требуят размаха питания не менее 20 В. "Просада коэффициента усиления" обычно наблюдается на высоких частотах. Если дмапазон частот как у стрелочного прибора, Вам это несущественно.
Смещение нуля - оно непредсказуемо, так может быть, мне имеет смысл девайс откалибровать?
лучше взять ОУ с микровольтовым смещением "из коробки". чем пытаться "калибровать" то. что зависит от кучи факторов