Вход АЦП: делитель под три с половиной вольта

Вход контроллера считает напряжение от нуля до 3,3 В и возвращает код от 0 до 4095: код = U·4095/3,3. Измерять им двенадцативольтовую батарею напрямую нельзя, а через делитель — можно: U_вых = U_вх·R₂/(R₁+R₂). Для 12 → 3 В нужно отношение 1:4, подходят 30 кОм и 10 кОм. Обратный пересчёт в прошивке: U = код·3,3/4095·(R₁+R₂)/R₂.

Что на схеме

Прочее

• an-dc — ps, 12 В
• an-resistor — r1, 30000 Ом
• an-resistor — r2, 10000 Ом
• an-mcu-in — mcu
• an-gnd — gnd

Как соединено

Соединений на схеме: 6. Цепь считается от общей точки — земли: потенциалы всех узлов отсчитываются от неё. Направление тока задаёт полярность деталей, и у диода, электролита и транзистора она своя: перепутать выводы здесь значит получить другую схему, а не ту же самую наоборот.

Что попробовать

1. Прежде чем нажимать «Запустить», ответьте себе: Делитель 30 кОм и 10 кОм от 12 В. Что увидит вход АЦП? Варианты: 12 В; 3 В; 1,2 В.
2. Запустите: на выводе 3 В, код около 3720.
3. Посчитайте обратный ход: 3720·3,3/4095 = 3,0 В на выводе, умножаем на 4 — получаем 12 В на батарее.
4. Поднимите напряжение источника до 15 В: код упрётся в потолок, а разбор скажет о перенапряжении. Делитель считают по максимуму измеряемого, а не по типичному.

Что модель считает, а что нет

Схема считается во времени: каждый шаг — двадцать микросекунд, и заряд конденсатора, ток в катушке и состояние перехода переходят из шага в шаг. Отсюда берутся кривая заряда, форма выпрямленного напряжения и пульсации после фильтра — их нельзя получить расчётом установившегося режима.

Полупроводники описаны уравнениями, а не таблицами: диод — формулой Шокли, биполярный транзистор — моделью Эберса-Молла с поправкой Эрли, полевой — квадратичной. Поэтому падение на диоде растёт с током, а режимы транзистора получаются сами, а не задаются. Не считаются нагрев деталей и его влияние на параметры, ёмкости переходов и всё, что происходит выше единиц мегагерц.

Смотрите также

• Закон Ома: ток, который можно посчитать заранее — Источник, резистор и амперметр — всё. Прежде чем нажимать «Запустить», посчитайте: двенадцать вольт делить на тысячу ом…
• Перегрузка: почему у резистора есть мощность — Тот же закон Ома, но резистор взят на сто ом. Ток вырос до 120 мА, и на четвертьваттном резисторе рассеивается полтора в…
• Последовательное соединение: сопротивления складываются — При последовательном включении через все резисторы идёт один и тот же ток, а напряжения на них складываются: R = R₁ + R₂…
• Параллельное соединение: складываются проводимости — При параллельном включении на всех резисторах одно напряжение, а токи складываются: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Для двух резистор…
• Смешанное соединение: считаем от дальнего конца — Схему разбирают с конца: сначала складывают параллельные ветви, потом последовательные. Здесь R₂ ∥ R₃ = 1000·1000/2000 =…
• Первый закон Кирхгофа: сколько втекло, столько и вытекло — В любом узле сумма втекающих токов равна сумме вытекающих: ΣI = 0. Здесь ток источника разветвляется на три: I = I₁ + I₂…

← Все примеры галереи