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Leitura do ADC em volts: conversor de analogRead para tensão

Informe a leitura do ADC, os bits e a tensão de referência para ver a tensão em volts, o passo de resolução em mV e a temperatura de um sensor LM35.

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Entrada

Valor inteiro devolvido pelo conversor, como o de analogRead. Não pode passar de 2^n − 1.

Resolução do ADC

Número de bits do conversor.

Tensão de fundo de escala configurada no conversor.

Convenção de divisão

As duas convenções existem e variam conforme o fabricante. Confira a do seu conversor; a de 2^n − 1 é a usada em analogRead no Arduino de 10 bits.

Resultado

O resultado aparece aqui.

Da leitura inteira à tensão

V = leitura × Vref ÷ (2^n − 1) ou V = leitura × Vref ÷ 2^n

passo (LSB) = Vref ÷ 2^n

temperatura de um LM35 = V ÷ 0,01 V/°C

Vref é a tensão de referência que o conversor usa de fundo de escala e n é o número de bits. As duas divisões existem na prática e variam conforme o fabricante: a página mostra a que você escolher no seletor. O LM35 tem escala linear de +10 mV por °C (folha de dados da Texas Instruments), por isso a temperatura é a tensão multiplicada por 100.

Exemplos com números

Com leitura 512 num ADC de 10 bits e referência de 5 V, a divisão por 2^n − 1 dá 2,5024 V. O passo é de 4,8828 mV e a maior leitura possível é 1.023.

Um ADC de 12 bits com referência de 3,3 V e leitura 2.048 indica 1,6504 V, com passo de 0,8057 mV.

Para um LM35 lido com referência de 1,1 V e leitura 62, a tensão é 0,0667 V e a temperatura resultante é 6,67 °C.

Cuidados com o resultado

  • A leitura não pode passar da maior do conversor escolhido (1023 em 10 bits, 4095 em 12 bits); acima disso a página recusa o cálculo.
  • Vref precisa ser a referência realmente configurada na placa ou no microcontrolador, e não a tensão de alimentação por suposição.
  • A temperatura só vale se o sensor for um LM35 ligado conforme a folha de dados; para outro sensor, use a tensão e a escala do fabricante.
  • Esta é uma conta ideal: ruído, erro de ganho e de deslocamento do conversor não entram.

Nota: Em montagens com tensões ou componentes perigosos vale o manual do fabricante da placa e do sensor.

Perguntas frequentes

Como converter leitura analógica para volts?

Multiplique a leitura pela tensão de referência e divida por 2^n − 1, ou por 2^n conforme o conversor. Com leitura 512, 10 bits e referência de 5 V, a divisão por 1023 dá 2,5024 V.

Como transformar analogRead em volts no Arduino?

Com 10 bits a maior leitura é 1023: volts = leitura × Vref ÷ 1023. Para leitura 512 e Vref de 5 V, o resultado é 2,5024 V. Use a referência que o seu programa realmente configura.

Qual a resolução do ADC em mV?

O passo vale Vref ÷ 2^n. Com 10 bits e 5 V, são 4,8828 mV; com 12 bits e 3,3 V, são 0,8057 mV. Quanto mais bits e menor a referência, menor o passo.

Como ler um LM35 em graus pela leitura analógica?

Converta a leitura em volts e divida por 0,01 V/°C, a escala do LM35 (+10 mV por °C). Com leitura 62, 10 bits e referência de 1,1 V, são 0,0667 V e 6,67 °C.

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