Ajuste de la Salida Analógica del Arduino Due para Igualar el Rango de Entrada

Componentes y Suministros

Sobre este Proyecto

Este proyecto tiene como objetivo cambiar la salida analógica del Arduino Due para tener un rango igual al de entrada.

El Arduino Due no tiene una salida de voltaje analógico de 0 V a Vref, sino de 1/6 a 5/6 del voltaje de referencia, es decir, 0.55 V y 2.75 V con Vref = 3.3 V. Esto también está confirmado por Atmel (ver bibliografía 1).

El rango de voltaje de salida del DAC es solo 2.75 - 0.55 = 2.2 V, con una resolución de 2.2 / 4095 = 0.5372 mV.

Se utiliza un amplificador diferencial simple, realizado con un amplificador operacional, para eliminar el offset de 0.55 V y amplificar la señal de salida para alcanzar el valor deseado. La figura 1 muestra el esquema de este circuito.

Para generar el voltaje Vp = 0.55 V, que es el valor mínimo del DAC, se usa el divisor formado por R3, R4 y Rp. El potenciómetro Rp se usa para ajustar Vp y obtener un valor de salida cercano a 0 V correspondiente al número 0 enviado al DAC. Con una sola fuente de alimentación nunca se puede obtener exactamente 0 V, pero se acercan algunos mV, aproximadamente 8 en mi prototipo.

El amplificador diferencial tiene la siguiente ganancia:

G = Vo / (Vi - Vp) = R2 / R1

Solo cambia la ganancia para un voltaje de salida diferente, pero menor a 4 V.

Con una ganancia G = 3.3 / 2.2 = 1.5, la salida de este circuito tiene el rango deseado de 0 a 3.3 V.

Se recomienda usar resistencias con tolerancia del 1% o menos, particularmente para las cuatro resistencias del amplificador. No uses amplificadores operacionales como LM741, LM1458, TL081 u otros que no sean adecuados para alimentación simple. Si se requiere un voltaje máximo de salida superior a 3.3 V, es esencial usar un amplificador operacional rail-to-rail como TLC2272 o equivalente.

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