Y aura-t-il des effets sur un signal dans un long fil?

Je vais avoir besoin d'une grande longueur de fil entre mon entrée analogique de microcontrôleur et un capteur LDR ou similaire. La longueur du fil est susceptible d'être d'environ 100 m, cela aura-t-il des effets sur la lecture de l'ADC? Existe-t-il de toute façon que je peux réduire les effets?

Oui, normalement, vous ne mettriez pas un capteur à 100 mètres de l'ADC.

Pourquoi? Étant donné que cette longueur de fil subira une chute de tension en raison de la résistance du fil de cuivre, faire une estimation rapide pour démontrer, en utilisant 24 AWG ( tableau de calibre de fil ), la résistance serait d'environ 8 ohms.

En utilisant la loi d'Ohm et disons 10mA de courant (je suppose, petit niveau de signal) qui équivaudrait à une chute d'environ 0,1 volt.

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

Si c'est un signal de 5V qui est de 2%, assez pour perdre la précision.

Normalement, pour qu'un signal soit transmis de manière fiable sur une plus longue distance et qu'il résiste aux interférences tout en gérant la résistance du fil, vous pouvez faire quelques choses.

La première consiste à augmenter la tension, disons utiliser un signal de 24 volts plutôt que 5 V (ou 3,3 V) ou quelle que soit la limite de votre entrée ADC. Cela peut être utile et c'est ce que fait le protocole série RS-232 (EIA-232) pour améliorer la fiabilité de la communication à distance.

La seconde consiste à utiliser une boucle de courant , où les informations sont codées sous forme de différences de courant, de sorte que la valeur LDR est codée à proximité du capteur, et la boucle de courant s'étend sur une distance de 100 mètres. Cela nécessiterait un émetteur-récepteur de boucle de courant à chaque extrémité de la distance, et au moins une extrémité de la boucle devrait avoir une alimentation robuste pour fournir la puissance nécessaire pour la boucle.

Une troisième façon serait d'utiliser un signal différentiel , où deux fils ( lignes de transmission équilibrées) s'étendent entre le capteur LDR et l'ADC. La différence entre les deux valeurs est le signal réel . Cela a un très bon rejet des interférences en mode commun (filtrage). Les exemples incluent RS-422 et la plupart des modes Ethernet. Il existe des circuits intégrés de pilotes de ligne pour RS-422, similaires au populaire émetteur-récepteur / pilote MAX232 pour les communications série RS-232.

Il détectera probablement des interférences. Vous pouvez peut-être utiliser la même conception de circuit qu'un microphone, avec les deux fils LDR à l'intérieur d'un câble blindé et des charges égales et un ampli diff à l'autre extrémité.

Puisque vous allez à un ADC, je suppose que votre signal LDR change lentement par rapport au temps nécessaire pour qu'un signal voyage sur 100 m (500 ns), vous n'avez donc pas à vous soucier des effets de la ligne de transmission .

La résistance du fil ne l'affectera probablement pas non plus si la résistance du capteur est en kiloohms. Le fil peut être de 50 ohms à lui tout seul.

En fait, si votre signal LDR change lentement par rapport aux interférences, l'ampli diff pourrait être exagéré et vous pourriez simplement filtrer les interférences avec un filtre passe-bas.

Vos 100 m de fil feront office de 1 grande antenne et capteront toutes sortes d'interférences électromagnétiques (EMI). Vous pouvez utiliser un câble blindé, comme le suggère l'endolith, ou une paire torsadée décente (décent = suffisamment de torsions par mètre).
Une impédance plus faible à l'extrémité du fil réduit également les EMI, mais plus cette impédance est faible, plus la résistance du fil entre en jeu. Vous devrez peut-être ajuster votre lecture ADC pour la perte.

Ce serait une application idéale pour un AT-tiny, qui est un AVR à 8 broches. Flashez le Tiny pour simplement boucler en faisant la conversion ADC et transmettez vos informations sur les 100 m de fil en frappant le signal numérisé. Étant donné que le signal ne changera que très lentement, vous pouvez renvoyer des octets uniques, disons une fois par seconde, à un débit en bauds faible (par exemple, 2400 bps). En renvoyant le signal en analogique sur 100 m de fil, vous êtes susceptible de collecter un tas de bruits indésirables, auxquels un signal numérique devrait être immunisé.

Si vous ne voulez pas programmer un AVR selon la suggestion de JustJef, vous pouvez essayer un convertisseur analogique-numérique à un fil comme le DS2450 de Maxim. Il s'agit d'un quad ADC. Il devrait pouvoir envoyer des données jusqu'à 500 m si vous suivez leurs directives. (J'ai pu facilement faire fonctionner un capteur de température DS18B20 à 30 m sur un câble d'alarme de base).