Giám sát pin hiện tại thấp

Tôi muốn chạy bộ điều khiển vi mô từ lipo 1S thông qua bộ điều chỉnh tuyến tính 3V. Tôi cần phải đo điện áp pin tuy nhiên. Vấn đề với việc sử dụng bộ chia điện áp là nó sẽ làm cạn kiệt pin theo thời gian có thể có hoặc không có mạch bảo vệ được tích hợp. Vì AVR tôi đang sử dụng có trở kháng đầu vào được đề nghị không quá 10K Tôi không thể tạo ra dải phân cách quá lớn.

Bất cứ ai cũng có thể đề xuất một giải pháp cho phép tôi theo dõi điện áp này mà không làm hỏng pin không được bảo vệ trong một vài tháng? Mạch có thể vào chế độ ngủ sâu trong thời gian dài có nghĩa là giải pháp chia điện áp sẽ tiêu thụ nhiều năng lượng nhất.

Cuối cùng tôi đã sử dụng cả giải pháp của Hanno và Andy. Cám ơn vì tất cả đóng góp. Chỉ có thể chọn một câu trả lời không may.

Bộ chia điện áp cần tham gia MCU ở chế độ ngủ sâu sau đó ... Điều này có thể đạt được với FET kênh P (ví dụ) .... Khi MCU thức dậy, nó sẽ muốn đo điện áp pin, vậy thì sao? điều có thể làm là bật một mạch hình thành xung quanh FET kênh P kết nối pin + V với bộ chia điện áp: -

Đầu vào ADC được hiển thị ở bên phải và sẽ không có điện áp nào chạm tới nó trừ khi MCU đã kích hoạt BC547 thông qua điện trở 10k. Không kích hoạt, FET kênh P bị tắt và hầu như mở mạch. Nếu bạn có thể lập trình MCU để kéo xuống chốt điều khiển của nó khi ngủ, thì hãy thêm một điện trở 10k khác (nói) từ điểm đó xuống đất - điều này đảm bảo FET kênh P hoàn toàn tắt.

Một lời cảnh báo nhỏ, hãy chọn một fet kênh P có dòng rò thấp khi tắt sẽ có một chút hao pin nhưng hầu hết các máy bay sẽ ở mức dưới 100nA và nhiều trong khu vực 1nA.

Một điều cuối cùng - làm thế nào để bộ điều chỉnh điện áp hoạt động trên dòng điện chờ của nó khi micro tắt - bạn có cần phải chăm sóc nó không?

Khi bạn chỉ cần tìm ra khi pin sắp hết (hoặc đưa ra cảnh báo ngay trước đó), bạn không cần phải đo điện áp trực tiếp. Điện áp đầu ra của bộ điều chỉnh sẽ giảm xuống dưới 3V trước khi pin đạt đến điện áp tối thiểu. Vì vậy, bạn có thể đo điện áp cung cấp của bộ điều khiển vi mô.

Tùy thuộc vào khả năng thực tế của nó, bạn có thể làm điều đó mà không cần sử dụng bộ chia điện áp. Để biết ví dụ, hãy xem biểu dữ liệu ADC cho PIC12F1822, (trên trang 141):

PIC có một tham chiếu điện áp bên trong và có thể đo giá trị của nó ('bộ đệm FVR' đi vào bộ ghép kênh). Nhưng nó cũng có thể sử dụng điện áp cung cấp làm tham chiếu cho các phép đo ADC (bộ chọn ADPREF ở trên cùng).

Do đó, người ta có thể chỉ cần đo tham chiếu điện áp đối với điện áp cung cấp và kết quả là có được điện áp cung cấp. Trong trường hợp của 12F1822, tham chiếu bên trong là 2.048V và ADC có độ phân giải 10 bit. Vì vậy, khi điện áp cung cấp giảm xuống dưới 3.0V, kết quả ADC tăng cao hơn 699:

Lưu ý rằng điện áp cung cấp thấp hơn có nghĩa là kết quả ADC cao hơn, vì điện áp đầu vào và điện áp tham chiếu được hoán đổi theo cách thông thường. Bạn có thể chuyển đổi công thức này để tìm ra điện áp cung cấp thực tế, cho kết quả ADC.

Bạn có thực sự cần bộ điều chỉnh tuyến tính? Chạy các loạiC ở mức điện áp pin đầy sẽ giúp mọi việc dễ dàng hơn rất nhiều. Bên cạnh đó, bộ điều chỉnh và các dòngC sẽ luôn tiêu thụ năng lượng, ngay cả trong các chế độ tiết kiệm năng lượng, liên tục làm cạn kiệt pin. Hãy nhìn vào bảng dữ liệu và ghi nhớ điều đó.

Bởi vì đầu vào ADC (của một ADC giữ và giữ mẫu thông thường, giống như trong một bộ điều khiển AVR) sẽ chỉ có dòng điện khi thực sự lấy mẫu một giá trị, trở kháng đầu vào thấp thoáng qua có thể được bù bằng cách thêm một tụ điện:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Tất nhiên, tần số lấy mẫu tối đa sẽ bị giới hạn theo cách này vì tụ điện sẽ cần thời gian để sạc lại qua điện trở lớn trước khi lấy mẫu tiếp theo, nhưng tôi cho rằng bạn sẽ không đo nhiều hơn, dù sao, mỗi giây một lần.

Thời gian cần thiết để sạc lại tụ điện có thể được đặt bằng cách thay đổi công suất của nó và / hoặc R1. R1 lớn hơn = ít "mất" năng lượng + tối đa thấp hơn. tần số lấy mẫu. Công suất nhỏ hơn sẽ được sạc nhanh hơn cho một điện trở nhất định, v.v.
Bạn sẽ muốn tối đa hóa giá trị của R1 và sau đó có thể cần tối thiểu hóa giá trị của C1 để đạt được tần suất lấy mẫu mong muốn.

Công suất tối thiểu phụ thuộc vào lượng điện tích mà ADC sẽ rút ra cho một mẫu, do đó được xác định bởi công suất của bộ đệm mẫu của ADC. Đối với các thiết bị AVR tôi dường như nhớ rằng giá trị này được chỉ định trong biểu dữ liệu. Đối với các loạiC khác, tôi không thể biết, nhưng 1 KhănF trong sơ đồ có thể sẽ là quá đủ trong mọi trường hợp và có thể giảm đi 10%. Thông số kỹ thuật của ADC sẽ cho biết.

Biên tập:

Tôi đã tìm thấy điều này trong bảng dữ liệu của Atmel cho ATmega1284p. Tụ điện của bộ đệm S & H được chỉ định là 14 pico -farad, do đó, một vài nano -farad cho C1 sẽ rất nhiều.

Xem ví dụ các cuộc thảo luận ở đây .