Connessione AREF esterna ATMega328

Dal foglio dati ATMega328 , sezione 24.9.1:

Le opzioni di riferimento della tensione interna non possono essere utilizzate se al pin AREF viene applicata una tensione di riferimento esterna.

Dalle pagine di riferimento di Arduino :

In alternativa, è possibile collegare la tensione di riferimento esterna al pin AREF tramite una resistenza da 5K, che consente di alternare le tensioni di riferimento esterne e interne. Notare che il resistore altererà la tensione che viene utilizzata come riferimento perché è presente un resistore interno da 32K sul pin AREF. I due fungono da divisori di tensione, quindi, ad esempio, 2,5 V applicati attraverso il resistore produrranno 2,5 * 32 / (32 + 5) = ~ 2,2 V sul pin AREF.

La scheda tecnica ATMega328 conferma il riferimento "resistenza interna 32k" nella tabella 29.16 Caratteristiche ADC con: resistenza di ingresso di riferimento = 32 kOhm.

Detto questo, le due affermazioni precedenti sembrano essere in qualche modo in opposizione l'una all'altra. Ho un'applicazione con alcuni sensori che emettono fondo scala 0-5 V e altri che emettono fondo scala 0-1,8 V. L'applicazione trarrebbe vantaggio dall'aumentata risoluzione del passaggio a AREF da 1,8 V durante il campionamento dei sensori da 1,8 V e il passaggio al riferimento AVCC interno per i sensori da 5 V.

Le pagine di riferimento di Arduino suggeriscono che è una cosa OK da fare dato che si è accoppiato all'AREF da 1,8 V tramite un resistore serie 5kOhm e si è tenuto conto del partitore di tensione implicito con la resistenza interna da 32kOhm. È solo un cattivo consiglio dal riferimento di Arduino o è in pratica una pratica comune fare questo genere di cose? L'affermazione di Atmel è limitata alle tensioni esterne applicate all'AREF senza un resistore di limitazione della corrente esterna (e se sì perché, vista la resistenza interna 32k)?

Per inciso, ovviamente, si potrebbe ottenere un risultato simile con un amplificatore operazionale correttamente costruito per ridimensionare i segnali da 1,8 V fino a 5 V, ma la complessità e le parti aggiunte sembrano dispendiose se possono essere gestite anche dall'ADC di bordo sfruttando il riferimento di tensione modificabile. Allo stesso modo, se potessi convincerti che il segnale rilevato non supererebbe 1,1 V, potresti trarre vantaggio dal riferimento di tensione interno. Ancora una volta, mi sembra più elegante usare il regolatore da 1,8 V con cui alimento i miei sensori a bassa tensione per impostare il riferimento.

Non vedo alcun problema con l'applicazione di una tensione esterna, tramite un resistore da 5 kohm, all'ingresso di riferimento di Arduino. O meglio, con l'utilizzo di un divisore di resistenza, in modo da trasformare 5 V nella tensione AREF desiderata, esibendo allo stesso tempo una resistenza di sorgente di circa 5 kohm. Questo secondo requisito non deve essere accurato. Questo è solo per limitare la corrente che fluirà da AVCC a terra, attraverso i circuiti esterni.

$V_{AREF} = 5·\frac{R2||32000}{R1+(R2||32000)} =$$R_{source} = R1||R2 \approx$

$\leqslant$

In sintesi: sarebbe un cattivo consiglio se qualcosa potesse essere danneggiato, ma 1 mA non danneggerà nulla.

Ottima spiegazione della configurazione interna del PIN Aref e anche del ruolo che questo pin svolge quando viene utilizzato l'ADC di Arduino.

Ecco i miei due centesimi. Ho appena modificato un po 'lo schema per chiarire che la resistenza da 32 kOhm è interna. Inoltre, ho incluso una configurazione alternativa per rendere più sicuro l'uso di un Vref esterno. Le equazioni per R1 e R2 sono ottenute dopo aver limitato la corrente attraverso di esse a 1 mA. Lo scenario peggiore (interruttore interno chiuso per errore) è stato preso in considerazione per ottenere le formule per R1 e R2.

Saluti