PIC 전압 측정

배터리로 작동하는 장치를 사용하고 있으며 마이크로 컨트롤러 (PIC)가 공급 전압을보고하기를 원합니다.

이를 통해 소모품에 사용 된 배터리 수와 배터리 팩의 충전 상태를 확인할 수 있습니다.

공급 전압 범위는 4xD (1.2V 공칭 NiMH 또는 약 6V를 만드는 1.5V 알카라인)에서 12xAA (14.4V의 경우 1.2V NiMH 또는 18V의 경우 1.5V 알카라인)입니다.

내 PIC가 조정 된 5V 전원을 사용하고 있습니다.

전압을 측정하기 위해 ADC 포트 중 하나를 사용할 계획이므로 18V fsd를 0-5V 범위에 매핑해야하므로 입력 전압을 3으로 나눠야합니다.

저항 전압 분배기를 사용하는 것에 대해 들었지만 에너지 소비 측면에서 낭비가 될 수 있음을 알고 있습니다.

너무 많은 에너지 손실 / 폐기없이이 전압 분배를 달성하는 더 좋은 방법이 있는지 궁금하십니까?

감사.

— mad_z
소스

답변:

전압 분배기를 원합니다. 전력 소비에 관심이있는 경우 다음과 같이 할 수있는 몇 가지 작업이 있습니다.

출력 단자에 커패시터가있는 상당히 높은 임피던스 전압 분배기를 사용하고 저전력 연산 증폭기로 버퍼링하십시오. op-amp와 ADC 사이에 RC 필터를 사용해야합니다.이 RC 필터의 값은 일반적으로 약 50-200 ohms, 1000pf입니다. 이는 ADC가 채널 간을 전환하고 ADC의 내부 커패시터와 외부 핀간에 전하가 전달 될 때 전압을 안정적으로 유지하는 역할을합니다. 연산 증폭기만으로는이 작업을 수행 할 수 없습니다. 고 임피던스 전압 분배기를 버퍼링하지 않으면 ADC 누설 전류 및 전하 전송으로 인해 오류가 발생합니다.
분압기를 전환하십시오 (예 : 공급 전압에 연결 / 분리). 원할 때 가끔 만이 작업을 수행 할 수 있습니다. PFET가 작동 할 것입니다. 운전 방법에주의하십시오.

— 제이슨 S
소스

배터리 잔량을 실제로 측정하려면 배터리를로드 (풀 전류)해야한다고 덧붙이고 싶습니다. 오프 스위치가있는 더 높은 전류 분배기로 훨씬 더 좋습니다.

— Kortuk 2009

방금 비슷한 응답을 게시하고 삭제하기로 투표했습니다. 분명히 이전 버전의 페이지가 캐시되었습니다. 나는 이것을 투표했다, 그것은가는 길이다.

— Lou

분압기를 전환 할 경우 +1 매우 유용한 트릭입니다.

— 클린트 로렌스

@ Kotuk : 당신은 매우 좋은 점을 가지고 있지만 배터리 분배에서 전압 분배기를 분리합니다. 마이크로 컨트롤러에서 직접 N- 채널 FET를 구동하는 것은 정말 쉽습니다 (물론 ... 마이크로 출력 + FET 게이트 사이에 작은 저항이 있어야합니다. 보통 10-100 옴을 사용합니다). FET 드레인에서 전원 공급 장치까지 저항이 있습니다. . 이 두 기능을 결합하고 스위칭 가능한 전압 분배기를 피하기보다 훨씬 쉽습니다. 또한 무부하 또는 무부하에서 배터리 전압을 측정하려는 경우가 많습니다. 실제로 하나 또는 다른 것을 골라야한다면 무부하로 측정 할 것입니다.

— Jason S

Jason S는 필요한 경우 전력을 줄이는 방법에 대한 좋은 제안을 제공했습니다. 그러나 삶을 스스로 복잡하게 만들기 전에 실제로 감당할 수있는 힘을 결정할 수 있습니다.

저전력 설계의 경우 전체 전력 예산을 고려해야합니다. 배터리 구동 장치의 경우 일반적으로 원하는 배터리 수명에 따라 결정됩니다. 나머지 회로의 결합 된 전력이 저항 분배기보다 훨씬 많은 경우 걱정할 필요가 없거나 회로의 다른 전력 배고픈 부분이 걱정됩니다.

— 클린트 로렌스
소스

관점의 중요성을 지적하는 +1. 전력 예산의 1 % 인 경우 걱정할 필요가 없습니다 (전압 분배기가 많은 경우가 아니라면). 전력 예산의 5-10 % 인 경우 걱정할 가치가 있습니다. 20 % 이상인 경우입니다. (그냥 내 2c)

— Jason S

나에게 좋은 경험이 될 것 같습니다. 다른 중요한 점은 이러한 것들을 측정하고 계산할 수 있다는 것입니다. 그래서 더 도움이 :) 추측보다 일

— 클린트 로렌스

좋은 지적 Jason. 응용 분야에 대한 약간의 정보 : 그것은 오랫동안 사용하지 않은 조명 시스템이며 전원이 켜질 때 정전류 회로가있는 공급 장치에서 약 3A를 끌어옵니다. 따라서 작동시 전압 모니터링을위한 전력 소비는 총 전력 소비에서 중요하지 않은 부분입니다. 그러나 대기 모드에서는 가능한 한 배터리 용량이 불필요하게 소진되지 않도록하거나 대기 모드에서 피할 수없는 기생 드레인을 최소화하고 싶습니다.

@Kheng : 마이크로 컨트롤러를 제외한 모든 것을 별도의 전원 공급 장치에 사용할 수 있습니까? 그들은 uC의 통제하에 하나의 릴레이 또는 fet로 주변 장치를 한 번에 모두 켭니다. 그러면 uC의 대기 전류를 쉽게 제어 할 수 있어야하며 개별 회로에서 전력을 최소화하는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다.

— 클린트 로렌스

@Kheng : "배터리 용량을 불필요하게 많이 소모하지 않기를 바랍니다."는 엔지니어에게 너무 뾰족한 머리입니다. 평균 전류는 얼마입니까? 이를 계산하려면 평균 듀티 사이클과 유휴 전류를 알아야합니다. 그런 다음 Jason이 제공 한 경험 법칙을 적용하여 저항 분배기보다 더 복잡한 방법이 적합한 지 확인하십시오. 엔지니어링은 '최고의 가능성'을 수행하지 않고 '최저 비용에 대한 요구 사항을 충족'합니다.

— Wouter van Ooijen