Arduino Due Analoge Uitgang Aanpassen Aan Invoerbereik

Onderdelen en Benodigdheden

Over Dit Project

Dit project heeft tot doel de analoge uitgang van de Arduino Due aan te passen zodat het bereik gelijk is aan de invoer.

De Arduino Due levert geen analoog uitgangsspanning van 0 V tot Vref, maar van 1/6 tot 5/6 van de referentie-spanning. Dat is 0,55 V en 2,75 V bij Vref = 3,3 V. Dit wordt bevestigd door Atmel (zie bibliografie 1).

Het uitgangsspanningsbereik van de DAC is slechts 2,75 - 0,55 = 2,2 V, met een resolutie van 2,2 / 4095 = 0,5372 mV.

Een eenvoudige differentiële versterker, gerealiseerd met een op-amp, wordt gebruikt om de 0,55 V offset te verwijderen en het uitgangssignaal te versterken tot de gewenste waarde. Figuur 1 toont het schema van deze schakeling.

Om de spanning Vp = 0,55 V (de minimumwaarde van de DAC) te genereren, wordt de deler gevormd door R3, R4 en Rp gebruikt. De trimmer Rp stelt Vp in zodat de uitgang bij het getal 0 naar de DAC waarde dicht bij 0 V komt. Met een enkele voeding kun je nooit precies 0 V bereiken, maar je komt op enkele mV na (bij mijn prototype ongeveer 8 mV).

De differentiële versterker heeft de volgende versterking:

G = Vo / (Vi - Vp) = R2 / R1

Pas de versterking aan voor een ander uitgangsspanningsbereik, maar onder de 4 V.

Met een versterking G = 3,3 / 2,2 = 1,5 heeft de uitgang van deze schakeling het gewenste bereik van 0 tot 3,3 V.

Het wordt aangeraden weerstanden met een tolerantie van 1% of beter te gebruiken, met name voor de vier weerstanden van de versterker. Gebruik geen operationele versterkers als LM741, LM1458, TL081 en andere die niet geschikt zijn voor single-supply. Als een maximale uitgangsspanning boven 3,3 V vereist is, is het essentieel een rail-to-rail op-amp te gebruiken zoals de TLC2272 of equivalent.

Schema's