Đo điện áp PIC

Tôi đang chạy một thiết bị chạy bằng pin và muốn vi điều khiển (PIC) của tôi báo cáo về điện áp cung cấp.

Điều này là để tôi có thể xác định có bao nhiêu pin được sử dụng trong nguồn cung cấp, và cả trạng thái sạc của bộ pin.

Điện áp cung cấp dao động từ 4xD (NiMH danh nghĩa 1,2V hoặc 1,5V kiềm tạo ra khoảng 6V) đến 12xAA (1,2V NiMH cho 14,4V hoặc 1,5V kiềm cho 18V).

PIC của tôi đang chạy ra một nguồn cung cấp 5V quy định.

Tôi dự định sử dụng một trong các cổng ADC để đo điện áp, và do đó tôi tin rằng tôi nên ánh xạ fsd 18V đến phạm vi 0-5V, do đó, tôi cần phải chia điện áp đầu vào cho 3.

Tôi đã nghe nói về việc sử dụng một bộ chia điện áp, nhưng biết rằng nó có thể lãng phí về mặt năng lượng tiêu thụ.

Tự hỏi nếu có một cách tốt hơn để đạt được sự phân chia điện áp này mà không mất quá nhiều năng lượng / lãng phí?

Cảm ơn.

— điên_z
nguồn

Câu trả lời:

bạn muốn có một bộ chia điện áp. Nếu bạn quan tâm đến việc tiêu tán năng lượng, có một vài điều bạn có thể làm:

sử dụng một bộ chia điện áp trở kháng khá cao, với một tụ điện trên cực đầu ra và đệm nó với một op-amp công suất thấp. Đảm bảo bạn sử dụng bộ lọc RC giữa op-amp và ADC, các giá trị của bộ lọc RC này thường vào khoảng 50-200 ohms, 1000pf. Điều này phục vụ để giữ cho điện áp ổn định khi ADC chuyển đổi giữa các kênh và điện tích được chuyển giữa tụ điện bên trong của ADC và chân ngoài. Một op-amp một mình không thể làm điều này. Nếu bạn không đệm bộ chia điện áp trở kháng cao, bạn sẽ gặp lỗi do dòng rò ADC và truyền tải điện.
chuyển đổi bộ chia điện áp, ví dụ kết nối / ngắt kết nối với điện áp cung cấp, do đó bạn chỉ có thể làm điều này đôi khi khi bạn muốn. Một PFET sẽ hoạt động, chỉ cần cẩn thận với cách bạn lái nó.

— Jason S
nguồn

Điều này nghe có vẻ tuyệt vời, tôi chỉ muốn nói thêm rằng bạn cần nạp (kéo dòng điện từ) một pin để có được một phép đo thực tế về thời lượng pin còn lại. Bạn tốt hơn nhiều với một bộ chia hiện tại cao hơn với một công tắc tắt.

— Kortuk

Tôi chỉ đăng một phản hồi tương tự, và bỏ phiếu để xóa nó. Rõ ràng tôi đã có một phiên bản cũ của trang được lưu trữ. Tôi đã bỏ phiếu này, đó là cách để đi.

— Lou

+1 để chuyển đổi bộ chia điện áp. Một mẹo rất hữu ích.

— Clint Lawrence

@Kortuk: bạn có một điểm rất tốt, nhưng tôi sẽ tách bộ chia điện áp khỏi tải pin. Thật sự dễ dàng để điều khiển FET kênh N trực tiếp từ vi điều khiển (ờ ... nên có một điện trở nhỏ giữa cổng đầu ra micro + FET, tôi thường sử dụng 10-100 ohms) và có điện trở từ cống FET để cấp nguồn . Dễ dàng hơn nhiều so với việc cố gắng kết hợp hai chức năng này và hoàn thiện bộ chia điện áp có thể chuyển đổi. Bên cạnh đó, có rất nhiều lần bạn muốn đo điện áp pin khi không tải hoặc gần không tải. Trên thực tế nếu tôi phải chọn cái này hay cái khác, tôi sẽ đo nó ở mức không tải.

— Jason S

Jason S đã cung cấp một gợi ý tốt về cách bạn có thể giảm sức mạnh nếu được yêu cầu. Nhưng trước khi làm cho cuộc sống trở nên phức tạp hơn đối với chính bạn, bạn có thể xác định mức độ bạn có thể thực sự có đủ khả năng.

Đối với bất kỳ thiết kế năng lượng thấp, bạn nên xem xét ngân sách năng lượng tổng thể. Đối với một thiết bị chạy bằng pin, điều này thường sẽ được xác định bởi tuổi thọ mong muốn của pin. Nếu công suất kết hợp của phần còn lại của mạch lớn hơn đáng kể so với bộ chia điện trở, thì bạn không cần phải lo lắng về điều đó hoặc bạn đã phải lo lắng về các phần khác của mạch điện.

— Clint Lawrence
nguồn

+1 để chỉ ra tầm quan trọng của phối cảnh. Tôi sẽ nói thêm, nếu đó là 1% ngân sách điện năng của bạn, điều đó không đáng lo ngại (trừ khi bạn có một loạt các bộ chia điện áp!) - nếu đó là 5-10% ngân sách điện năng của bạn, điều đó có thể đáng lo ngại; nếu nó 20% trở lên. (chỉ 2c của tôi)

— Jason S

Âm thanh như một quy tắc tốt cho tôi. Điểm quan trọng khác, là chúng ta có thể đo lường và tính toán những điều này. Và làm như vậy sẽ hữu ích hơn là đoán :)

— Clint Lawrence

Điểm tốt Jason. Nói thêm một chút về ứng dụng: đó là một hệ thống chiếu sáng sẽ không được sử dụng trong thời gian dài, và sau đó khi bật nguồn, rút ra khoảng 3 từ nguồn cung cấp với mạch điện không đổi. Vì vậy, trong hoạt động, việc rút điện để giám sát điện áp là một phần không đáng kể trong tổng công suất. Tuy nhiên, ở chế độ chờ, tôi muốn dung lượng pin không bị cạn kiệt một cách không cần thiết nhất có thể, hoặc đúng hơn là tôi muốn bất kỳ cống ký sinh không thể tránh khỏi được giảm thiểu ở chế độ chờ.

@Kheng: Có thể có tất cả mọi thứ trừ vi điều khiển trên một nguồn cung cấp năng lượng riêng biệt? Họ chuyển đổi các thiết bị ngoại vi cùng một lúc với một rơle hoặc fet dưới sự điều khiển của uC. Sau đó, thật dễ dàng để kiểm soát dòng điện chờ của uC và bạn không phải lo lắng về việc giảm thiểu công suất trong các mạch cá nhân.

— Clint Lawrence

@Kheng: "Tôi muốn dung lượng pin không bị cạn kiệt một cách không cần thiết càng nhiều càng tốt" là một điều quá khó khăn đối với một kỹ sư. Hiện tại trung bình rút ra là gì? Để tính toán rằng bạn sẽ cần phải biết chu kỳ nhiệm vụ trung bình và dòng điện nhàn rỗi. Sau đó áp dụng các quy tắc của ngón tay cái do Jason đưa ra để xem liệu có ý nghĩa gì khi thực hiện bất kỳ phức tạp nào hơn một bộ chia điện trở. Kỹ thuật KHÔNG làm 'tốt nhất có thể', đó là 'đáp ứng các yêu cầu với chi phí thấp nhất'.

— Wouter van Ooijen