Présentation

Très souvent, des capteurs actifs sont utilisés dans les appareils (thermistances, jauges de contrainte, photorésistances, résistances temporelles, résistances porte-bonheur, etc.).

Pour mesurer la valeur appropriée, le capteur est connecté au circuit diviseur dans l'une de ses épaules.
Il est recommandé de le faire presque partout, surtout lorsque la précision n'est pas aussi importante que le coût. Il existe de nombreuses leçons sur Internet pour les arduins sur la lecture de la température avec une thermistance. Cela se fait dans des applications plus sérieuses.
Pour l'exemple ci-dessous, j'ai présenté une partie du circuit du pilote VESC 4.2, qui mesure la température des touches.

Tout le monde parle différemment de la valeur de la résistance dans la deuxième épaule. Quelqu'un associe la valeur uniquement à la limitation du courant pour chauffer la thermistance.
Quelque part, il y a des estimations et des conseils .
Mais je n'ai pas trouvé d'indications spécifiques par type: "Faites-le parce que c'est tel ou tel".
L'approche technique me tient éveillé. Il y a une place pour une estimation dans la vie, mais parfois la question se pose: "Pourquoi exactement une telle résistance?"
L'intérêt a alimenté un différend avec un collègue. Eh bien, l'appel est accepté.

Calcul

Je dois dire tout de suite que le calcul a été effectué dans SMath Studio. J'applique la source . Vous pouvez l'utiliser dans vos calculs.

Énoncé du problème

Il suffit de saisir la plage de variation de résistance, et la formule doit renvoyer la résistance optimale de la deuxième épaule. Le critère d'optimalité est l'oscillation maximale de la tension de sortie.

Solution

Il peut y avoir deux options pour commuter les circuits: soit la résistance changeante est dans les pattes de l'ADC, ou vice versa.

Du point de vue de l'optimalité de choix, peu importe où placer la résistance avec une résistance variable, car il est important de changer la résistance dans le circuit en raison du courant et en raison d'une chute de tension, et peu importe sur quel bras.
Mais vient ensuite l'examen de la première option.

La tension à l'entrée de l'ADC dépend de la résistance de la résistance constante et des limites de variation de la variable:

D e l t a U (R_{c o n s t}, R_{m a x}, R_{m i n}, U) = U c d o t l e f t (R_{m a x} o v e r R_{m a x} + R_{c o n s t} - R_{m i n} s u r R_{m i n} + R_{c o n s t} d r o i t e),

$\ Delta U (R_ {const}, R_ {max}, R_ {min}, U) = U \ cdot \ left ({{R_ {max}} \ over {R_ {max} + R_ {const}}} - {{R_ {min}} \ sur {R_ {min} + R_ {const}}} \ droite),$

où $R_ {const}$ - résistance d'une résistance constante;

$R_ {max}$ - la plus grande résistance d'une résistance changeante;

$R_ {min}$ - la plus petite résistance d'une résistance changeante;

$U$ - tension d'alimentation.

Si vous construisez un graphique de la dépendance de cette tension à la résistance d'une résistance constante, vous pouvez voir un pic prononcé, et c'est exactement ce dont nous avons besoin (le graphique est construit pour le cas d'une tension d'alimentation de 1 V lors de l'utilisation d'une thermistance NTC dans une large plage de températures).

Si nous devons trouver le maximum de la fonction, alors nous prenons la dérivée. (J'ai intentionnellement assimilé la tension d'entrée à zéro, car les rapports de résistance sont importants ici).

d o v e r d R_{c o n s t} D e l t a U (R_{c o n s t}, R_{m a x}, R_{m i n}) = f r a c m a t h i t R_{m i n} {g a u c h e (m a t h i t R_{m i n} + m a t h i t R_{c o n s t} d r o i t e)}^{2} - f r a c m a t h i t R_{m a x} {l e f t (m a t h i t R_{m a x} + m a t h i t R_{c o n s t} d r o i t e)}^{2} = 0

${{d} \ over {dR_ {const}}} \ Delta U (R_ {const}, R_ {max}, R_ {min}) = \ frac {\ mathit {R_ {min}}} {{{\ gauche (\ mathit {R_ {min}} + \ mathit {R_ {const}} \ droite)} ^ {2}}} - \ frac {\ mathit {R_ {max}}} {{{\ left (\ mathit {R_ {max}} + \ mathit {R_ {const}} \ droite)} ^ {2}}} = 0$

Soit une feuille de papier, soit une algèbre informatique nous en dira les racines (merci à GarryC pour le coup de pied vers les calculs symboliques):

m a t h i t R_{c o n s t} = p m s q r t m a t h i t R_{m a x} c d o t m a t h i t R_{m i n}

$\ mathit {R_ {const}} = \ pm \ sqrt {\ mathit {R_ {max}} \, \ cdot \ mathit {R_ {min}}}$

Naturellement, une résistance supérieure à zéro nous convient mieux. Le délai de livraison des résistances à résistance négative étant trop long.

Décontracté

Il arrive que compter les nombres soit difficile, mais je veux ébranler ma pensée à la légère. Il arrive que les gens considèrent au hasard les décibels, et tous se demandent dans leur esprit. En fait, ils connaissent quelques secrets sur la façon de procéder.

Nous distinguons également plusieurs règles pour l'intelligence à l'avenir. Selon le calendrier, ces estimations sont plus faciles à faire. Juste en dessous, il est présenté (mais il ne montre que la dépendance décrite précédemment).

Règle 1: Si le changement de résistance est insignifiant, alors la résistance constante doit être approximativement égale au changement moyen. Mais le changement de tension sera négligeable. Utilisez mieux un circuit en pont.

Règle 2: Si la résistance change plusieurs fois, alors la résistance constante doit être inférieure au maximum possible pour la variable.

Règle 3: Plus la résistance de la résistance variable change, moins la résistance doit être constante par rapport au maximum de la variable.

Par exemple, si la différence entre les conclusions aux limites de la résistance de la résistance variable est 10 fois, la résistance constante recommandée doit être environ trois fois inférieure au maximum, et en cas de changement de 50 fois, la résistance constante doit déjà être de 0,14 du maximum dans la plage de la résistance variable.
Si quelqu'un a identifié des règles supplémentaires ou n'est pas d'accord avec les règles existantes, partagez-les et nous rendrons notre monde plus lettré.

Patterns

Si vous ne voulez pas vous y plonger du tout, mais que vous voulez mettre un diviseur «conscient» dans votre projet Arduino, alors vous pouvez utiliser la réponse toute faite.
Quelle résistance doit être couplée avec une thermistance NTC de 10 kOhm avec B = 3950.
Ci-dessous, j'ai présenté un tableau qui montre les différentes plages de températures mesurées et la résistance correspondante de la deuxième épaule.

Gamme de résistance, degrés visés	Candidature	Deuxième résistance d'épaule recommandée, kOhm	Pourcentage d'utilisation de la plage dynamique de l'ADC,%
0 .. + 125	Surveillance de la température à l'intérieur des appareils à l'intérieur	3.3	81
-50 ... + 125	Vitesse maximale pour cette thermistance	18	96
-20 .. + 50	Température extérieure	20	68

S'il y a encore des applications courantes, écrivez, j'ajouterai plus.

Conclusion

J'espère que vous pouvez maintenant évaluer l'exactitude du séparateur que vous utilisez. Bien sûr, tous les conseils sur le choix de la valeur de cette résistance que j'ai mentionnés plus tôt sont corrects. Mais c'est formidable de réaliser que vous avez tout fait de manière optimale.

Comment «diviser» l'ADC correctement