Làm thế nào để đọc điện áp cao trên vi điều khiển?

Tôi muốn đọc điện áp cao, như ~ 50V, sử dụng vi điều khiển. Tôi dự định đặt cái này làm đầu vào cho dòng A / D của vi điều khiển. Nhưng tất nhiên, bạn không nên có điện áp cao ở đầu vào của vi điều khiển hoặc nó sẽ bị rán.

Làm thế nào tôi có thể đọc điện áp cao? Điều chính là tôi cần phải giảm điện áp trước khi đọc nó. Tôi cần xem xét gì khi bước xuống điện áp này?

Cảm ơn trước!

Chỉnh sửa: Tôi nhận thấy trong biểu dữ liệu PIC18 có ghi "Trở kháng tối đa được đề xuất cho các nguồn tương tự là 2,5 kOhms." Làm thế nào điều này ảnh hưởng đến cách tôi bước xuống điện áp, có thể là với bộ chia điện trở, vv?

Một bộ chia điện áp điện trở đơn giản sẽ đạt được những gì bạn muốn.

Công thức tính điện áp đầu ra là:

Vì vậy, nếu chúng tôi giả sử điện áp đầu vào của bạn nằm trong khoảng từ 0-50V, chúng tôi cần chia nó cho 10 để đạt được 0-5V. Nếu chúng tôi cũng giả sử rằng chúng tôi muốn tải điện áp đầu vào với 100kΩ, thì các phép tính sẽ như sau:

Vout / Vin = R2 / 100kΩ

0,1 = R2 / 100kΩ -> R2 = 10kΩ

R 1 = 100kΩ - R2 = 90kΩ

Vậy R1 = 90kΩ và R2 = 10kΩ

Đối với một ADC yêu cầu trở kháng nguồn tối đa, bạn phải đảm bảo trở kháng chia điện áp nằm dưới mức này. Trở kháng tại dải phân cách có thể được tính là R1 | | R2.

Với <2,5kΩ, các yêu cầu trên sẽ không đáp ứng yêu cầu này là 10kΩ || 90kΩ = 9kΩ
Nếu chúng tôi sử dụng 9kΩ và 1kΩ, chúng tôi nhận được 1 / (1/1000 + 1/9000) = 900Ω

Hãy nhớ rằng điện trở càng thấp thì điện trở định mức công suất bạn cần càng cao. 50V / 1k = 50mA -> 50mA * 45V = 2,25W trên điện trở trên (0,25W ở phía dưới)
Trong những trường hợp này, tốt nhất là sử dụng bộ đệm opamp ở giữa bộ chia điện trở cao và ADC. Hoặc sử dụng bộ chia 2kΩ và 18kΩ, không hoàn toàn ngốn điện như phiên bản 1k / 9k.

Để thêm vào câu trả lời của Oli's:

Diode Schottky bảo vệ đầu vào của opamp chống quá điện áp trong trường hợp điện áp đầu vào vượt quá mức tối đa 50 V. Đây là giải pháp tốt hơn so với zener 5 V thường được đặt song song với điện trở 3 kΩ. Điện áp zener 5 V yêu cầu vài mA, nếu dòng điện thấp hơn nhiều thì điện áp zener cũng sẽ thấp hơn và diode có thể kẹp đầu vào ví dụ 4 V, hoặc thậm chí thấp hơn.

Điện trở 27 kΩ sẽ cho phép 2 mA, không đủ cho zener? Tôi có thể, nhưng đó không phải là những gì zener sẽ nhận được; hầu hết 2 mA đó sẽ đi qua điện trở 3 kΩ, chỉ còn lại hàng chục đến hàng trăm lượng daoA cho zener, đơn giản là quá ít.

Chọn một diode Schottky có dòng rò ngược thấp, để điện áp cung cấp 5 V không ảnh hưởng quá nhiều đến bộ chia.

Đối với phép đo tách biệt, bạn có thể sử dụng đầu dò điện áp, ví dụ LV-25 của LEM hoặc tương tự.

Nhưng một cách dễ dàng hơn nhiều nếu bạn không cần cách ly là chỉ sử dụng bộ chia điện áp :

Để chống lại vấn đề trở kháng nguồn của bạn, trước tiên bạn có thể sử dụng một bộ chia điện áp và sau đó sử dụng một opamp tiêu chuẩn. Điều đó sẽ có trở kháng đầu ra đủ thấp cho bạn. Đây là một ghi chú ứng dụng tôi đã đăng ngày hôm qua về việc sử dụng opamp để chuyển đổi mức điện áp cho ADC.

http://www.ti.com/lit/an/slyt173/slyt173.pdf

Tra cứu một cái gì đó gọi là một bộ chia điện trở . Sử dụng hai điện trở, bạn có thể nhân một điện áp với một hằng số trong khoảng từ 0 đến 1. Trong trường hợp của bạn, bạn muốn giảm 50 V xuống mức vi điều khiển. Giả sử micro đang chạy ở mức 5 V, vì vậy bạn muốn chia tỷ lệ đầu vào bằng 0,1. Điều này có thể được thực hiện với hai điện trở, cái đầu tiên có điện trở thứ hai gấp 9 lần. Tín hiệu đi vào đầu tiên. Đầu kia được kết nối với điện trở thứ hai và đầu vào micro A / D, và đầu kia của điện trở thứ hai được nối với mặt đất. Với tỷ lệ 9: 1, bạn có được mức tăng .1 (suy giảm 10).

Bạn có thể muốn mức thấp hơn của hai (điện trở 1x) là khoảng 10 kΩ, điều này sẽ làm cho 90 kΩ khác. Có lẽ tôi sẽ sử dụng 100 kΩ để cung cấp một số lề và cảm biến quá mức.

Tôi đã thực hiện thành công việc này bằng cách sử dụng bộ chia điện áp và diode Zener ngược lại giữa pin đầu vào và mặt đất (chỉ trong trường hợp).