Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PCBway
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zabezpieczenie ADC diodą zenera

31 Gru 2016 11:54 783 3
  • Poziom 4  
    Witam,

    Pracuję aktualnie nad malutkim układem pomiarowym z czujnikiem izotopowym (pomiar zadymienia) wysyłającym sygnał pomiarowy na wejście ADC Arduino. Układzik czujnika zasilany jest z 9V, a sam pomiar mimo, że przy czystym powietrzu podaje około 4,7V to przy włączaniu zasilania przez sekundę napięcie wzrasta do około 5,4V. Chciałbym zabezpieczyć wejście Arduino przed skokiem napięcia powyżej 5V i w tym celu planowałem zastosować układ z diodą zenera i rezystorem. Tu pojawia się moje pytanie o dobór tych dwóch elementów. Mianowicie jak je dobrać biorąc pod uwagę bardzo mały pobór prądu przez ADC (a przynajmniej tak mi się wydaje)? Do dyspozycji posiadam aktualnie Zenerki 0,5W kolejno 4,7V, 5,1V i 6,8V. Czy możliwe jest wykorzystanie którejś z nich do ograniczenia napięcia do 5V? Byłbym bardzo wdzięczny za krótkie wytłumaczenie mi zasady działania takiego układu (Dioda + rezystor) oraz w jaki sposób je dobierać.
    Zabezpieczenie ADC diodą zenera



    Edytuj


    Pozdrawiam i życzę udanego sylwestra :)
  • PCBway
  • Pomocny post
    Poziom 13  
    5,4V mieści się w granicach 5V +- 10% więc nie wiem czy owe zabezpieczenie jest konieczne. Jeśli tak: dioda na 5.1V np więc płynący prąd to będzie 0,3V/R. rezystor 100om mógłby być. I to ograniczy Ci napięcie na ADC do 5.1V.
    PS. nawzajem
  • PCBway
  • Pomocny post
    Moderator Projektowanie
    Opisałeś to tak, że nie wiadomo czy chodzi o pik napięcia z zasilania (schemat) czy sygnału (tekst).
    Generalnie należy dobrać R=(Uwe-Uz)/I, gdzie I powinno leżeć w zakresie miedzy Imin i Imax. R nie może być zbyt duże z powodu uC, nie może być zbyt małe bo przeciążysz zbyt dużym prądem źródło sygnału albo diodę.
    Jeśli to ma być zabezpieczenie przed pikiem napięcia sygnału - dioda Zenera nie ma charakterystyki prostokątnej - ma t.zw. kolano i już przy napięciach sporo niższych niż nominalne pobiera prąd, co daje spadek napięcia na szeregowym oporniku co da błąd pomiaru.
    Np. http://www.tme.eu/pl/Document/967e71da296735f7b78c2eb9bc698e5e/BZV85-C10.113.pdf - tabela str. 5, dioda 5,1V przy napięciu 2V ma prąd 3mikroA - a ile ma przy 4,7V ? - na pewno dużo większy i zależny od egzemplarza, temperatury.
  • Poziom 4  
    Dziękuję wam za pomoc.

    Rzeczywiście, narysowany przeze mnie schemat nie jest poprawny, głównie przez to, że to był mój pierwszy kontakt z oprogramowaniem do rysowania i nie mogłem znaleźć odpowiednich symboli.

    Wcześniej próbując raczej eksperymentalnie dobrać powyższe elementy miałem problem z pomiarem, ponieważ mimo, że bezpośrednio na czujniku mierzyłem napięcie pomiarowe w okolicach 4,5V to po podłączeniu do mikrokontrolera Arduino wskazywało mi pomiar napięcia w granicach 1,4V. Zdecydowałem się sprawdzić sytuację podpinając sygnał z czujnika bezpośrednio do ADC, ale niestety zaistniała taka sama sytuacja. Arduino wskazuje pomiar w okolicach 1,4V, choć reaguje poprawnie na zadymienie komory czujnika, wychwytując spadek napięcia.
    Wiecie może co prawodopodobnie może być przyczyną? Być może nie dostrzegam jakiegoś zupełnie podstawowego błędu w moim rozumowaniu.
    Zastanawiałem się także, czy nie uszkodziłem wcześniej wejść ADC, ale wydaje mi się, że skoro przetwornik reaguje na zmianę napięcia to raczej nadal jest sprawny.