Apakah akan ada efek pada sinyal di kabel panjang?

Saya akan membutuhkan kabel besar dari input analog mikrokontroler ke LDR atau sensor serupa. Panjang kawat mungkin sekitar 100m, jadi apakah akan berdampak pada pembacaan ADC? Apakah ada cara saya mengurangi efeknya?

Ya, biasanya Anda tidak akan meletakkan sensor 100 meter dari ADC.

Mengapa? Karena panjang kawat itu akan mengalami penurunan tegangan karena resistansi kawat tembaga, melakukan perkiraan cepat untuk menunjukkan, menggunakan 24 AWG ( wire gauge chart ) resistansi akan berada di sekitar 8 ohm.

Menggunakan Hukum Ohm dan mengatakan 10mA arus (tebakan saya, level sinyal kecil) yang akan sama dengan 0,1 volt turun.

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

Jika sinyal 5V itu 2%, cukup untuk kehilangan keakuratan.

Biasanya agar suatu sinyal ditransmisikan secara andal dalam jarak yang lebih jauh, dan tahan terhadap gangguan serta menangani hambatan kawat, Anda dapat melakukan beberapa hal.

Yang pertama adalah untuk meningkatkan tegangan, katakanlah gunakan sinyal 24 Volt daripada 5V (atau 3.3V) atau apa pun batas input ADC Anda. Ini bisa bermanfaat, dan apa yang dilakukan protokol serial RS-232 (EIA-232) untuk meningkatkan keandalan komunikasi jarak jauh.

Yang kedua adalah menggunakan loop saat ini , di mana informasi dikodekan sebagai perbedaan saat ini, sehingga nilai LDR dikodekan di dekat sensor, dan loop saat ini mencakup jarak 100 meter. Ini akan membutuhkan transceiver loop saat ini di kedua ujung jarak, dan setidaknya satu ujung loop harus memiliki catu daya yang kuat untuk menyediakan daya yang diperlukan untuk loop.

Cara ketiga adalah menggunakan sinyal diferensial , di mana dua kabel ( saluran transmisi seimbang) membentang antara sensor LDR dan ADC. Perbedaan antara kedua nilai tersebut adalah sinyal yang sebenarnya . Ini memiliki penolakan gangguan mode umum (penyaringan) yang sangat baik . Contohnya termasuk RS-422 , dan sebagian besar mode Ethernet. Ada line-driver IC untuk RS-422, mirip dengan transceiver / driver MAX232 yang populer untuk komunikasi serial RS-232.

Mungkin akan menerima gangguan. Mungkin Anda dapat menggunakan desain sirkuit yang sama seperti mikrofon, dengan dua kabel LDR di dalam kabel berpelindung dan beban yang sama dan sebuah amp yang berbeda di ujung lainnya.

Karena Anda akan pergi ke ADC, saya kira sinyal LDR Anda akan berubah perlahan-lahan relatif terhadap waktu yang diperlukan untuk sinyal untuk berjalan 100 m (500 ns), jadi Anda tidak perlu khawatir tentang efek saluran transmisi .

Resistansi kawat mungkin tidak akan mempengaruhinya, juga, jika resistansi sensor berada dalam kiloohm. Kabel mungkin 50 ohm atau lebih dengan sendirinya.

Sebenarnya, jika sinyal LDR Anda berubah relatif lambat terhadap interferensi, beda amp bisa jadi berlebihan dan Anda bisa menyaring interferensi dengan filter low-pass.

Kabel 100 m Anda akan bertindak sebagai 1 antena besar dan mengambil semua jenis EMI (ElectroMagnetic Interference). Anda bisa menggunakan kabel berpelindung, seperti yang disarankan endolith, atau pasangan bengkok yang layak (lilitan = cukup per meter).
Impedansi yang lebih rendah di ujung kawat juga mengurangi EMI, tetapi semakin rendah impedansi ini, semakin banyak hambatan kawat yang berperan. Anda mungkin harus menyesuaikan pembacaan ADC Anda untuk kerugian.

Ini akan menjadi aplikasi yang ideal untuk AT-tiny, yang merupakan AVR 8 pin. Flash Tiny untuk hanya melakukan konversi ADC, dan mengirimkan informasi Anda melalui kabel 100m dengan sedikit menggedor sinyal digital. Mengingat bahwa sinyal hanya akan berubah sangat lambat, Anda dapat mengirim kembali satu byte, katakan sekali per detik, pada kecepatan baud yang rendah (misalnya, 2400bps). Menjalankan sinyal kembali sebagai analog lebih dari 100m kawat, Anda cenderung untuk mengumpulkan banyak suara yang tidak diinginkan, di mana sinyal digital harus kebal.

Jika Anda tidak ingin memprogram AVR sesuai saran JustJef, Anda dapat mencoba konverter analog-ke-digital satu-kabel seperti DS2450 dari Maxim. Ini adalah ADC quad. Seharusnya dapat mengirim data hingga 500m jika Anda mengikuti pedoman mereka. (Saya dengan mudah bisa mendapatkan sensor suhu DS18B20 bekerja pada 30m pada kabel alarm dasar).