Ci saranno effetti su un segnale in un filo lungo?

Avrò bisogno di una grande lunghezza di filo dall'ingresso analogico del mio microcontrollore a un LDR o un sensore simile. La lunghezza del filo è probabilmente di circa 100 m, quindi avrà qualche effetto sulla lettura dell'ADC? Posso comunque ridurre gli effetti?

Sì, normalmente non si posizionerebbe un sensore a 100 metri dall'ADC.

Perché? Poiché quella lunghezza del filo subirà una caduta di tensione a causa della resistenza del filo di rame, facendo una rapida stima per dimostrare, usando 24 AWG ( diagramma del calibro del filo ) la resistenza sarebbe di circa 8 ohm.

Usando la legge di Ohm e dire 10 mA di corrente (a mio avviso, livello di segnale ridotto) che equivarrebbe a una caduta di circa 0,1 volt.

V = I * R
voltage drop = 10mA times 8 ohms
V = 0.010 * 8 = 0.08
or approximately 0.1 V. 

Se è un segnale a 5 V pari al 2%, abbastanza per perdere precisione.

Normalmente, affinché un segnale venga trasmesso in modo affidabile su una distanza più lunga, resistendo alle interferenze e gestendo la resistenza del filo, è possibile eseguire alcune operazioni.

Il primo è aumentare la tensione, ad esempio utilizzare un segnale a 24 Volt anziché 5 V (o 3,3 V) o qualunque sia il limite dell'ingresso ADC. Questo può essere utile ed è ciò che fa il protocollo seriale RS-232 (EIA-232) per migliorare l'affidabilità della comunicazione a distanza.

Il secondo consiste nell'utilizzare un loop di corrente , in cui le informazioni sono codificate come differenze di corrente, in modo tale che il valore LDR sia codificato vicino al sensore e il loop di corrente percorra la distanza di 100 metri. Ciò richiederebbe un ricetrasmettitore di loop di corrente a entrambe le estremità della distanza e almeno un'estremità del loop dovrebbe avere un alimentatore robusto per fornire la potenza necessaria per il loop.

Un terzo modo sarebbe quello di utilizzare un segnale differenziale , in cui due fili ( linee di trasmissione bilanciate) si estendono tra il sensore LDR e l'ADC. La differenza tra i due valori è il segnale effettivo . Ciò ha un ottimo rifiuto delle interferenze in modalità comune (filtro). Gli esempi includono RS-422 e la maggior parte delle modalità Ethernet. Esistono circuiti integrati di driver di linea per RS-422, simili al popolare ricetrasmettitore / driver MAX232 per le comunicazioni seriali RS-232.

Probabilmente raccoglierà interferenze. Forse puoi usare lo stesso design del circuito di un microfono, con i due fili LDR all'interno di un cavo schermato e carichi uguali e un amplificatore diff dall'altra parte.

Dato che stai andando a un ADC, immagino che il tuo segnale LDR cambi lentamente rispetto al tempo impiegato da un segnale per viaggiare 100 m (500 ns), quindi non devi preoccuparti degli effetti della linea di trasmissione .

Anche la resistenza del filo probabilmente non influirà su di esso, se la resistenza del sensore è nei chiloohms. Il filo potrebbe essere circa 50 ohm da solo.

In realtà, se il segnale LDR cambia lentamente rispetto all'interferenza, l'amplificatore diff potrebbe essere eccessivo e si potrebbe semplicemente filtrare l'interferenza con un filtro passa-basso.

I tuoi 100 m di filo fungeranno da 1 grande antenna e raccoglieranno tutti i tipi di EMI (interferenza elettromagnetica). Potresti usare un cavo schermato, come suggerisce endolith, o una coppia contorta decente (decente = abbastanza torsioni per metro).
Un'impedenza più bassa all'estremità del filo riduce anche l'EMI, ma minore è questa impedenza, più la resistenza del filo entra in gioco. Potrebbe essere necessario regolare la lettura dell'ADC per la perdita.

Questa sarebbe un'applicazione ideale per un AT-tiny, che è un AVR a 8 pin. Esegui il flash di Tiny per eseguire semplicemente la conversione dell'ADC e trasmettere le tue informazioni su 100 m di filo sbattendo il segnale digitalizzato. Dato che il segnale cambierà molto lentamente, è possibile inviare singoli byte, ad esempio una volta al secondo, a una bassa velocità di trasmissione (ad esempio, 2400 bps). Eseguendo il segnale come analogico su 100 m di filo, si è in grado di raccogliere un mucchio di rumore indesiderato, a cui un segnale digitale dovrebbe essere immune.

Se non vuoi programmare un AVR secondo il suggerimento di JustJef, puoi provare un convertitore analogico-digitale a un filo come DS2450 di Maxim. Questo è un quad ADC. Dovrebbe essere in grado di inviare dati fino a 500 m se si seguono le loro linee guida. (Sono stato facilmente in grado di far funzionare un sensore di temperatura DS18B20 a 30 m sul cavo di allarme di base).