Menyesuaikan Output Analog Arduino Due agar Cocok dengan Rentang Input
Komponen dan Perlengkapan
- Arduino Due – 1 unit
- C1, C2 kapasitor, 100 nF, keramik AVX atau polyester – 1 unit
- R1 resistor, 100 kΩ, ±1%, ¼ W – 2 unit
- R2 resistor, 150 kΩ, ±1%, ¼ W – 2 unit
- R3 resistor, 1.3 kΩ, ±1%, ¼ W – 1 unit
- R4 resistor, 6.8 kΩ, ±1%, ¼ W – 1 unit
- Rp resistor trimmer, 200 Ω, multi turn lebih baik – 1 unit
- U1 LM358 (lihat teks) – 1 unit
Tentang Proyek Ini
Proyek ini bertujuan untuk mengubah output analog Arduino Due agar memiliki rentang yang sama dengan input.
Arduino Due tidak memiliki output tegangan analog dari 0 V hingga Vref, tetapi dari 1/6 hingga 5/6 dari referensi tegangan, yaitu 0,55 V dan 2,75 V dengan Vref = 3,3 V. Ini juga dikonfirmasi oleh Atmel (lihat bibliografi 1).
Rentang tegangan output DAC hanya 2,75-0,55 = 2,2 V, dengan resolusi 2,2 /4095 = 0,5372 mV.
Penguat diferensial sederhana, yang dibuat dengan op amp, digunakan untuk menghilangkan offset 0,55 V dan untuk memperkuat sinyal output agar mencapai nilai yang diinginkan. Gambar 1 menunjukkan skema rangkaian ini.
Untuk menghasilkan tegangan Vp = 0,55 V, yaitu nilai minimum DAC, digunakan pembagi yang dibentuk oleh R3, R4 dan Rp. Potensiometer trimmer Rp digunakan untuk menyesuaikan Vp agar mendapatkan nilai output mendekati 0 V dengan angka 0 yang dikirim ke DAC. Dengan satu supply daya Anda tidak akan pernah mendapatkan 0V tepat tetapi Anda mendekati beberapa mV, sekitar 8 dalam prototipe saya.
Penguat diferensial memiliki gain sebagai berikut:
Cukup ubah gain, untuk output tegangan yang berbeda, tetapi kurang dari 4 V.
Dengan gain G = 3,3 /2,2 = 1,5, output rangkaian ini memiliki rentang yang diinginkan dari 0 hingga 3,3 V.
G = Vo/(Vi-Vp) = R2 / R1
Direkomendasikan untuk menggunakan resistor dengan toleransi 1% atau kurang, khususnya untuk empat resistor penguat. Jangan gunakan op amp seperti LM741, LM1458, TL081 dan lainnya yang tidak cocok untuk single-supply. Jika diperlukan tegangan output maksimum di atas 3,3 V sangat penting untuk menggunakan op amp rail to rail seperti TLC2272 atau setara.
Skematik
