Используйте функцию analogRead() для получения сырых данных, затем преобразуйте их в вольты по формуле: V = (показание * 5.0) / 1023 * коэффициент. Погрешность составит ±0.05 В при калиброванном источнике питания. Для повышения точности добавьте конденсатор 0.1 мкФ между входом и землей.
При работе с переменным током применяйте операционный усилитель в режиме повторителя. LM358 с выходом на аналоговый пин даст стабильный сигнал без искажений. Частота дискретизации платы ограничена 10 кГц – этого достаточно для бытовых задач.
Определение разности потенциалов через аналоговый вход
Калибровка и считывание данных
Встроенный АЦП преобразует сигнал в цифровое значение от 0 до 1023. Для перевода в вольты примените формулу: V = (показание * опорное_напряжение) / 1024. Установите опорное значение функцией analogReference().
Погрешность снижается при использовании внешнего источника опорного сигнала. Для стабильности добавьте конденсатор 0.1 мкФ между аналоговым входом и землей.
Подключение делителя для безопасного считывания сигналов
Используйте два резистора с номиналами 10 кОм и 1 кОм, чтобы снизить входной сигнал до безопасного уровня для микроконтроллера. Коэффициент деления составит 1:11, что позволяет работать с диапазоном до 55 В при опорном значении 5 В.
Подключите верхний резистор (10 кОм) к плюсу источника, нижний (1 кОм) – к земле. Среднюю точку соедините с аналоговым входом платы. Для защиты от скачков добавьте стабилитрон на 5,1 В параллельно нижнему резистору.
Проверьте рассеиваемую мощность: при 55 В на резисторе 10 кОм выделится 0,3 Вт – выбирайте компоненты с запасом. Для точных показаний применяйте прецизионные резисторы с допуском 1% или меньше.
Код для обработки данных: int sensorValue = analogRead(A0); float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0) * 11;.
Избегайте источников с высокочастотными помехами – установите конденсатор 0,1 мкФ между аналоговым входом и землей для фильтрации.
Калибровка аналогового входа для точных показаний
Для повышения точности считывания данных используйте стабильный опорный сигнал. Подключите к аналоговому пину источник с известным уровнем, например, 2.5 В от прецизионного ИОН. В коде задайте внешнюю опорную точку через analogReference(EXTERNAL).
Коррекция смещения и коэффициента
Снимите показания при нулевом и максимальном сигнале. Рассчитайте поправочные коэффициенты:
float scale = (actual_high - actual_low) / (adc_high - adc_lo);
float offset = actual_low - (adc_lo * scale);Применяйте их к каждому считанному значению перед использованием.
Фильтрация шумов
Используйте скользящее среднее из 10-20 замеров. Для быстрых процессов подойдет экспоненциальное сглаживание:
filtered = alpha * raw + (1 - alpha) * filtered_prev;
