আরডুইনো অ্যানালগ ইন, ভোল্টেজ বিভাজক ছাড়িয়ে স্কেলিং ভোল্টেজ


16

আমি সম্প্রতি কিছু ফাইবার-অপটিক বেন্ড সেন্সর তৈরি করেছি এবং আমি আরডুইনোর মাধ্যমে কম্পিউটারে তাদের কাছ থেকে প্রাপ্ত মানগুলি পড়তে চাই। আমি শিল্প ফাইবার অপটিক্স থেকে এই ফটোডিয়োড দিয়ে আলো পরিমাপ করছি । বর্তমানে, আমি অন্য প্রান্তে এলইডি পাশাপাশি ফটোডোড ২.২ ভি দিচ্ছি। আমার প্রশ্নটি এই সত্যের সাথে করতে হবে যে ফোটোডিয়োডের বহু-মিটার দ্বারা পরিমাপ করা ভোল্টেজের ওঠানামাগুলি লিনিয়ার, তবে ফাইবারটি বিকৃত হয়ে যাওয়ার চেয়ে ছোট, এমনকি একেবারে সামান্য। ফাইবারের সাথে স্ট্রেইট, ফাইবারের উপর নির্ভর করে (তাদের একইরকম স্কোর করা শক্ত), ভোল্টেজটি উদাহরণস্বরূপ, 1.92V এর আশেপাশে ঘোরাফেরা করে এবং এটি বাঁকানোর সাথে সাথে এটি বলবে, 1.93-1.94V তে চলে যাবে। আমি সফ্টওয়্যারটিতে স্কেল করতে পারি বলে ভোল্টেজগুলি অভিন্ন হওয়ার বিষয়ে আমি উদ্বিগ্ন নই।

আরডুইনোর সাথে এ / ডি করার সময় আমি যে বিষয়টি নিয়ে চিন্তিত তা হ'ল রেজোলিউশন হারাতে। আমার ভোল্টেজের ওঠানামা যদি 10 এমভি এর ক্রম হয় তবে আর্দুইনোর 10 বিট এ / ডি কি ভোল্টেজ বিভাজক দিয়ে 5V পর্যন্ত ভোল্টেজ পদক্ষেপ নিলেও তা থেকে বেরিয়ে আসবে না? আমি যা খুঁজছি তা একটি এনালগ স্কেলার। পূর্ণ পরিসীমাটি কভার করতে আমি কীভাবে 1.92 থেকে 1.94 এর মধ্যে এই পরিসরটি প্রসারিত করতে পারি, 0V থেকে 5V পর্যন্ত যাতে আমি আরডুইনো এ / ডি এর পুরো পরিসীমাটির সুযোগ নিতে পারি?

আমার মনে হচ্ছে এটি ইলেক্ট্রনিক্সের একটি সাধারণ অপারেশন হয়ে উঠেছে, তবে আমি এটি কখনও আনুষ্ঠানিকভাবে অধ্যয়ন করি নি, তাই আমার উপর অনেক কিছুই হারিয়ে যায়।

(আপনি যেমন ভাবছিলেন, ডেভর যেমন ছিলেন, "আপনি বেন্ড সেন্সিংয়ের জন্য ফাইবার অপটিক্স কেন ব্যবহার করছেন? আপনি যখন ফাইবার নমন করবেন তখন কেন ভোল্টেজ পরিবর্তনের আশা করবেন?" কৌশলটি হ'ল ফাইবার অপটিক কেবলের একপাশে থাকা ক্ল্যাডিং অপসারণ করা is এটি হালকা ফোটাতে দেয় the


আপনি কি আপনার রিসিভারের স্কিম্যাটিক দেখানোর জন্য এত দয়াবান হবেন? আপনি কি 1.9 ভি এর বায়াস ভোল্টেজ সরবরাহ করছেন?
এন্ডোলিথ

আপনি যদি রিসিভারের জন্য নিজেই পরিকল্পনাকারী বলতে চান তবে আমি উপরের ডাটাশিটের সাথে লিঙ্ক করেছি। এখানে এটি আবার: i-fiberopics.com/pdf/IFD91.pdf আপনি যদি বোঝাতে চান যে আমি কীভাবে এটি আঁকিয়েছি , আপনি ফটোগ্রাফটিতে দেখতে পারেন। গ্রহীতা হ'ল কালো। আমি এটিকে 2.2V দিয়ে দিচ্ছি (যদিও ছবিতে এটি একটি লি-আয়ন ব্যাটারি) লাল তারের মাধ্যমে কমলা বিন্দুর সাথে রিসিভারের পাশ দিয়ে গিয়েছি এবং আমি রেজিস্টার জুড়ে ভোল্টেজটি পরিমাপ করছি যা মাটিতে যায় goes অন্য প্রান্ত.
সোপান

উত্তর:


11

সুতরাং যদি আমি সঠিকভাবে বুঝতে পারি তবে আপনি একটি 1.9V সিগন্যালের উপরে 10 এমভি বৈচিত্র্য "পড়তে" সক্ষম হতে চান?

যদি এটি হয় তবে আমি দুটি পৃথক পর্যায় সুপারিশ করব। প্রথমটি হবে একটি ফোটোডিয়োড পরিবর্ধক (পৃষ্ঠা 9 সার্কিটগুলির সর্বাধিক মান)। এটি আপনার ফোটোডিওড থেকে ভোল্টেজ ভাষায় অনুবাদ করা থেকে বর্তমান পেতে সহায়তা করবে।

দ্বিতীয় পর্যায়ে একটি উপকরণ পরিবর্ধক হবে যেমন টেক্সাস ইনস্ট্রুমেন্টস থেকে আইএনএ পরিবার (সেরা তবে ব্যয়বহুলও হতে পারে)। এটি আপনার "সাধারণ মোড" সিগন্যালটি সরিয়ে ফেলতে সহায়তা করবে, যা এই ক্ষেত্রে 1.9 ভি হয় You আপনি ইনস্ট্রুমেন্টেশন এম্পটিতে লাভও যুক্ত করতে পারেন বা বিকল্পভাবে কোনও অন-ইনভার্টিং কনফিগারেশনে একটি সাধারণ অপ্প অ্যাম্প যোগ করতে সহায়তা করতে পারেন আপনার সিগন্যাল প্রয়োজনীয় 5 ভি পর্যন্ত।

আমি বলছি না এটি নিখুঁত হবে, তবে আমি মনে করি এটি একটি ভাল শুরু।

চূড়ান্ত নোট হিসাবে, আমি ক্ল্যাম্পগুলি সম্পর্কে উপরে ডেভিডের ধারণা পছন্দ করি, যদিও এগুলি ডি / ডি কনভার্টারে কিছু পরিমাপের ত্রুটি সৃষ্টি করতে পারে। তবে এটির চেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয়টি যদি আপনি এটিটি সুইং করতে পারেন তবে 1৪১ এর চেয়ে ভাল একটি অপ্ট চেষ্টা করুন Those এগুলি সাধারণ তবে চশমাটি ভয়ঙ্কর। ইনপুট টার্মিনালগুলিতে অফসেট ভোল্টেজের 3 বা 4 এমভি সত্যিই একটি ছোট সিগন্যালটিকে গোলমাল করতে পারে যেমন আপনি পরিমাপ করার চেষ্টা করছেন।

~ ক্রিস গ্যামেল


1
আপনার কোনও উপকরণের দরকার নেই need একটি সাধারণ ডিফ অ্যাম্প করবে। আপনার রেফারেন্স হিসাবে ব্যবহার করার জন্য আপনার ধ্রুবক 1.9 ভি সরবরাহ প্রয়োজন। আমি অনুমান করছি যে সেন্সরটির পক্ষপাতিত্ব হিসাবে এরকম কিছু ইতিমধ্যে সার্কিটটিতে বিদ্যমান। এটি স্কিম্যাটিক থাকতে সহায়তা করবে। এছাড়াও, পক্ষপাতটি অপসারণের পরে, আপনাকে এডিসির 0 এবং 5 ভি সীমার মধ্যে পেতে অন্য পক্ষপাত পুনরায় যুক্ত করতে হবে।
এন্ডোলিথ

1
আমি সম্মত হই যে আপনার কোনও প্রয়োজন নেই, তবে এটি একটি ভাল ধারণা। একটি ইনস্ট্রুমুলেশন অ্যাম্প এটির আগে বাফারগুলির সাথে কেবল একটি ডিফ অ্যাম্প (কখনও কখনও লাভের জন্য অতিরিক্ত প্রতিরোধকের সাথে থাকে)। আপনি যদি কেবল একটি ডিফ অ্যাম্প ব্যবহার করেন তবে আপনি আপনার ডিফ অ্যাম্পে প্রতিরোধকের করুণায় রয়েছেন; কখনও কখনও 1K হিসাবে কম। যদি তিনি কিছু পরিমাপ করার চেষ্টা করছেন, তবে সেই উচ্চ প্রতিবন্ধকতা (আইএএমএফের বাফারগুলি থেকে) সত্যই সহায়তা করতে পারে (অর্থাত্ পরিমাপের ডিভাইসে কোনও বর্তমান প্রবাহ নেই)।
ক্রিস গ্যামেল

12

এই অর্থে সিগন্যাল কন্ডিশনার অত্যন্ত সাধারণ। আপনি 10 এমভি পরিসীমা স্প্যান করতে উদাহরণস্বরূপ একটি পরিবর্ধক ব্যবহার করতে চান (উদাহরণস্বরূপ) আরডুইনোর পুরো 0-5V পরিসীমা range এটি LM741 এর মতো অপ-এম্পস ব্যবহার করে করা যেতে পারে। আপনি সম্ভবত এডিসিতে আপনার সিগন্যাল কন্ডিশনার / ইনপুট আউটপুটে একটি "ভোল্টেজ ক্ল্যাম্প" (উদা: দুটি জেনার ডায়োড) ব্যবহার করতে চান তা নিশ্চিত করতে যে মানটি 5 ভি ছাড়িয়েছে না। আপনি যদি অপ-অ্যাম্প ডেটা শিট এবং / অথবা সিগন্যাল কন্ডিশনার সার্কিটগুলিতে অনলাইনে ঘুরে দেখেন তবে আপনি ঠিক কী সন্ধান করছেন সে সম্পর্কে গাইড খুঁজে পাওয়া উচিত।


4

সেন্সর আউটপুট "+" ইনপুট এবং ড্যাক "-" ইনপুটটিতে যাওয়ার সাথে একটি ডিফারেনশিয়াল পিজিএ (প্রোগ্রামেবল লাভ এমপ্লিফায়ার) এবং একটি ড্যাকের সংমিশ্রণটি দেখার পরামর্শ দিন। (বা এমন কিছু সংহত যা আপনাকে সমতুল্য কার্যকারিতা দেয়)) মূলত, কম লাভের সাথে সংকেতটি দেখুন, এর অফসেটটি কী তা নির্ধারণ করুন, সেই ভোল্টেজটি ডিএএকে রাখুন, এবং লাভটি ক্র্যাঙ্ক করুন।

টিআই এর পিজিএ 308 দেখে মনে হচ্ছে এটি একটি দুর্দান্ত সমাধান হতে পারে।

আপনি যদি কোনও কম ব্যয়বহুল সমাধান চান তবে স্থির-লাভ ডিফারেনশিয়াল অ্যামপ্লিফায়ার ব্যবহার করুন (স্ট্যান্ডার্ড 4-রেজিস্টার + অপ-অ্যাম্প করবে) + একটি স্থিতিশীল, শান্ত 8-বিট ডিএসি (স্থায়িত্ব / শব্দের বৈশিষ্ট্য যথাযথতার চেয়ে গুরুত্বপূর্ণ), আবার লিখুন সেন্সর আউটপুট "+" ডিফ আ্যাম্পে ইনপুট এবং "-" ইনপুটটিতে ড্যাক আউটপুট।

পাঠকের জন্য অনুশীলন করুন: দেখান যে আপনি ডিএএসি দিয়ে বাইনারি অনুসন্ধান কৌশলটি ব্যবহার করে স্যাচুরেশনের বাইরে এবং লিনিয়ার রেঞ্জের মধ্যে ডিফ-অ্যাম্প আউটপুট আনতে পারেন এবং নিশ্চিত করে নিন যে লাভটি জি 1 = ফুলস্কেল এডিসি ইনপুট ভোল্টেজের চেয়ে বড় নয়, ড্যাকের নামমাত্র ধাপের আকার এবং এর ডিএনএল (ডিফারেনশিয়াল ননলাইনারিটি) এর যোগফল দ্বারা বিভক্ত। আমি সম্ভবত (জি 1/2) এবং জি 2 এর চেয়ে ছোটটি ব্যবহার করব, যেখানে জি 2 = আপনার সম্পূর্ণ সেন্সর আউটপুট ভোল্টেজের পরিসীমা দ্বারা বিভক্ত ফুলস্কেল এডিসি ইনপুট ভোল্টেজ।


সময় সীমাবদ্ধতা দেওয়া মুহূর্তে আমার জন্য খুব উচ্চাকাঙ্ক্ষী, কিন্তু পরামর্শের জন্য ধন্যবাদ। ভবিষ্যতের প্রোটোটাইপগুলির জন্য অ্যানালগ সংকেত কন্ডিশনে আরও ডুব দিতে আমি উত্সাহিত।
সোপান

আপনার একটি ডিএসি দরকার কেন? আপনি কেবল এটির সাথে একটি ডিসি অফসেট তৈরি করছেন? বরং ওভারকিল মনে হচ্ছে।
এন্ডোলিথ

হ্যাঁ। ডিসি একটি বিস্তৃত পরিসরে ডিসি অফসেট পরিবর্তন করার অনুমানের উপর পূর্বাভাস দেওয়া হয়েছিল। আপনার যদি ভোল্টেজ সহ কেবল একটি সংকীর্ণ পরিসীমা বিশিষ্ট একটি সিস্টেম থাকে (ধরে নিলে আপনি আপনার সহনশীলতা বিশ্লেষণটি সঠিকভাবে করেছেন) তবে একটি রেজিস্টর ডিভাইডার এবং একটি রেফারেন্স অফসেট ভোল্টেজ উত্পাদন করার জন্য পর্যাপ্ত হতে পারে। অথবা আরও কিছুটা জটিলতার জন্য, একটি রেজিস্টার নেটওয়ার্ক + মাল্টিপ্লেক্সার (যা কিছু ডিএসি হ'ল)। একটি ডিএসি আসলেই জটিল বা ব্যয়বহুল কোনও ডিভাইস নয়, যদি আপনার অতি-উচ্চ গতির বা অতি-সূক্ষ্ম রেজোলিউশনের প্রয়োজন না হয়।
জেসন এস

3

বাঁক সেন্সর হিসাবে ফাইবার অপটিক্স ব্যবহার করা একটি দুর্বল পছন্দ হতে পারে, আপনি কি ন্যূনতম ক্ষতির সাথে সহজেই কোণার চারদিকে আলো বাঁকতে পারবেন না?


2
হ্যাঁ, তবে আপনি যদি জ্যাকেটটি সজ্জিত করেন এবং একটি রেজার ব্লেড দিয়ে একপাশে ক্ল্যাডিংটি হালকাভাবে স্ক্র্যাপ করেন তবে আপনার ফাইবারটি বাঁকানোর সাথে সাথে যে পরিমাণ আলোর মধ্য দিয়ে যায় তা পরিবর্তিত হয়। একটি দুর্দান্ত বৈশিষ্ট্য হ'ল আপনি দ্বি-দিকনির্দেশক সংকেত পান। আপনি যদি স্কোরিং থেকে দূরে সরে থাকেন তবে কম আলো পড়বে, যদি আপনি তার দিকে বাঁকেন তবে আরও বেশি আলো পড়ে gets এটি পেতে আপনাকে দুটি traditionalতিহ্যবাহী বেন্ড সেন্সর ব্যবহার করতে হবে। এগুলি দেখতেও দুর্দান্ত।
সোপান

2

আপনার দুটি জিনিস দরকার: একটি 1.9v স্ট্যান্ডার্ডের (অথবা এটির কাছাকাছি) সাথে তুলনা করতে একটি ডিফারেনশিয়াল ইনপুট ব্যবহার করা এবং সেই তফাতটির সমাধান বাড়ানোর জন্য একটি পরিবর্ধক।

সর্বোত্তম ফলাফলের জন্য আপনার বাহ্যিক উচ্চমানের উপকরণ amps বা অপম্প ব্যবহার করা উচিত। তবে আপনি মাইক্রোকন্ট্রোলারের মধ্যে নির্মিত সুবিধাগুলি ব্যবহার করে দেখতে পারেন। আরডুইনো মেগা (এটিএমটিগা 2560 চিপ) এবং আরডুইনো লিওনার্দো উভয়ই চিপের ঠিক এডিসিতে ডিফারেন্সিয়াল, প্রশস্ত ইনপুটগুলির বিকল্প অন্তর্ভুক্ত করে। (ইউনোর কাছে এটি নেই)। এটিএমগা 2560 একাধিক সেন্সরগুলির জন্য প্রশস্ত ডিফারেনশিয়াল এডিসির একাধিক চ্যানেল (মাল্টিপ্লেক্সড) করতে পারে - কোন পিনের সংমিশ্রণগুলি সম্ভব তা দেখার জন্য ডেটাসিটটি পড়ুন। এটিতে 200x এমপ্লিফিকেশন বিকল্প রয়েছে, যা 25 এমভি জুড়ে পুরো 1024 ধাপের রেজোলিউশন রাখে। আপনার কেবল 25 এমভি উইন্ডোটি যেখানে আপনার এটি প্রয়োজন সেখানে অবস্থান করতে হবে!

এটি আপনার উদ্দেশ্যগুলির জন্য পর্যাপ্ত শব্দহীন হতে পারে বা নাও পারে - এটি উচ্চ মানের নয় যতটা আপনি বাইরে ally আরও বেশি করে তৈরি করতে পারেন $$

এর তুলনায় আরও শক্ত অংশটি একটি স্থিতিশীল এবং নির্ভুল 1.9v রেফারেন্স পাচ্ছে।


এই বলে এখানে এসেছে। +1 টি!
নিক জনসন
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.