Делитель напряжения с АЦП

Иногда нужно измерить напряжение выше опорного напряжения АЦП (3,3 В): например, питание 5 В, батарею 9 В или систему на 12 В. Поскольку АЦП RP2350 безопасно измеряет напряжения только до 3,3 В, напряжение нужно уменьшить с помощью делителя напряжения.

Мы уже разбирали, как работает делитель напряжения и как два резистора могут уменьшать напряжение. Если нужно освежить память, вернитесь к разделу о делителе напряжения. Здесь мы сосредоточимся на том, как делитель взаимодействует с АЦП и как выход делителя превращается в показание АЦП.

Tip

Делители напряжения нужны не только для уменьшения напряжения. Такие датчики, как LDR и термисторы, — это резисторы, сопротивление которых меняется в зависимости от света или температуры. Когда они используются в делителе напряжения, эти изменения сопротивления превращаются в изменения напряжения, которые может считать АЦП.

Использование делителей напряжения с АЦП

При использовании делителя напряжения с АЦП обычно цель — уменьшить напряжение так, чтобы оно оставалось в диапазоне входа АЦП. Проектируйте делитель так, чтобы максимально ожидаемое входное напряжение давало выходное напряжение ниже опорного напряжения АЦП.

Для системы на 3,3 В хорошей практикой считается стремиться к 3,0 В или меньше, чтобы оставить запас на колебания питания и шумы.

Пример: измерение питания 3,3 В

Рассмотрим простой пример: входное напряжение 3,3 В, а номиналы резисторов — R1 = 10 кОм и R2 = 1 кОм.

Вы уже должны быть знакомы с формулой делителя напряжения:

\[ V_{out} = V_{in} \times \frac{R_2}{R_1 + R_2} \]

Подставляем значения в формулу делителя напряжения:

\[ V_{out} = 3.3 V \times \frac{1k}{1k + 10k} = 3.3 V \times \frac{1k}{11k} = 0.3 V \]

Это выходное напряжение находится в пределах входного диапазона АЦП. Выход делителя V_out подключается к входному выводу АЦП.