Підключення ATMega328 зовнішнього AREF

З таблиці даних ATMega328 , розділ 24.9.1:

Параметри внутрішнього опорного напруги не можна використовувати, якщо на штифт AREF подається зовнішня опорна напруга.

З довідкових сторінок Arduino :

Крім того, ви можете підключити зовнішнє опорне напруга до штифта AREF через резистор 5K, що дозволяє перемикатися між зовнішніми та внутрішніми опорними напругами. Зверніть увагу, що резистор змінить напругу, яке використовується як опорне, оскільки на штирі AREF є внутрішній резистор 32K. Двоє діють як дільник напруги, тому, наприклад, 2,5 В, що застосовується через резистор, дасть 2,5 * 32 / (32 + 5) = ~ 2,2 В на штирі AREF.

Таблиця даних ATMega328 підтверджує посилання "внутрішній резистор 32k" в таблиці 29.16 Характеристики АЦП з: опорний вхідний опір = 32 кОм.

Якщо говорити, два вищезазначені твердження здаються дещо протилежними одне одному. У мене є додаток із деякими датчиками, що виводять 0-5В повної шкали, а іншими видають 0-1.8В повної шкали. Додаток отримає перевагу від підвищеної роздільної здатності переходу на 1,8 В AREF при відборі проб датчиків 1,8 В та переходу на внутрішню опорну оцінку AVCC для 5В датчиків.

Довідкові сторінки Arduino дозволяють зробити це добре, якщо ви з'єднали 1,8 В AREF через резистор серії 5kOhm і врахували імпліцитний дільник напруги із внутрішнім опором 32 кОм. Це лише погана порада з посилання на Arduino, чи це насправді звичайна практика робити подібні речі? Чи обмежено заяву Atmel на зовнішні напруги, застосовані до AREF, без резистора, що обмежує зовнішній струм (і якщо так, то враховуючи внутрішній опір 32k)?

Окрім того, очевидно, що можна досягти подібного результату при правильно побудованому підсилювачі для масштабування сигналів від 1,8 В до 5 В, але додаткова складність та деталі здаються марними, якщо з ним можна також керувати платою АЦП. скориставшись можливістю змінної напруги. Так само, якщо ви могли переконати себе, що чутливий сигнал не перевищує 1,1 В, ви можете скористатися внутрішньою напругою. Знову-таки, мені здається більш елегантним використовувати регулятор 1,8 В, яким я можу використовувати свої датчики низької напруги, щоб встановити орієнтир.

Я не бачу жодних проблем із застосуванням зовнішнього напруги через резистор 5 кім до опорного входу Arduino. А ще краще, використовуючи резисторний дільник, щоб ви перетворили 5 В на бажану напругу AREF, одночасно виявляючи опір джерела приблизно 5 кОм. Ця друга вимога не повинна бути точною. Це лише для обмеження струму, який буде протікати від AVCC до землі, через зовнішню схему.

Якщо ви хочете отримати 1,8 V на вході AREF MCU, просто виберіть R1 та R2, щоб $V_{AREF} = 5·\frac{R2||32000}{R1+(R2||32000)} =$ 1,8 В і $R_{source} = R1||R2 \approx$ 5 кілометрів.

Коли вам потрібно працювати з діапазоном [0, 1,8] V, вимкніть внутрішні посилання на ATMega, а коли вам потрібно працювати з [0, 5] V, увімкніть внутрішню посилання AVCC (якщо це 5 В) . Якщо MOSFET, показаний на фіг. 24-1 (який з'єднує внутрішні посилання на лінію AREF), має опір набагато нижчий, ніж 5 кОм (який, я думаю, він має), внутрішня схема буде бачити AVCC. У цій другій ситуації буде поточний стік від внутрішнього AVCC (передбачається, 5 В) до вашого дільника зовнішнього резистора$\leqslant$ 1 мА, але це не проблема.

Підсумовуючи це: було б поганою порадою, якщо щось може пошкодитися, але 1 мА нічого не пошкодить.

Прекрасне пояснення щодо внутрішньої конфігурації PIN-коду Aref, а також про роль, яку цей контакт відіграє, коли використовується АЦП від Arduino.

Ось два мої центи. Я лише трохи змінив схему, щоб уточнити, що резистор 32 кОм є внутрішнім. Крім того, я включив альтернативну конфігурацію, щоб зробити більш безпечним використання зовнішнього Vref. Рівняння для R1 і R2 отримують після обмеження струму через них на 1mA. Для отримання формул для R1 і R2 було розглянуто найгірший сценарій (випадковий внутрішній вимикач закритий).

Ура