PIC電圧測定


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バッテリー駆動のデバイスを実行していますが、マイクロコントローラー(PIC)に供給電圧について報告してもらいたいです。

これにより、電源で使用されているバッテリーの数と、バッテリーパックの充電状態を確認できます。

電源電圧範囲は、4xD(1.2V公称NiMHまたは1.5Vアルカリで約6Vを生成)から12xAA(1.2V NiMHで14.4Vまたは1.5Vアルカリで18V)の範囲です。

私のPICは、調整された5V電源で動作しています。

ADCポートの1つを使用して電圧を測定することを計画しているため、18V fsdを0〜5Vの範囲にマッピングする必要があると考えているので、大まかに入力電圧を3で割る必要があります。

抵抗分圧器を使用することを聞いたことがありますが、それは消費されるエネルギーの点で無駄になる可能性があることを知っています。

過度のエネルギー損失/無駄なしにこの電圧分割を達成するより良い方法があるかどうか疑問に思いますか?

ありがとう。

回答:


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分圧器が必要です。電力損失を気にする場合は、いくつかのことができます。

  • 出力端子にコンデンサを備えた、かなり高インピーダンスの分圧器を使用し、低電力オペアンプでバッファします。オペアンプとADCの間にRCフィルターを使用していることを確認してください。このRCフィルターの値は通常、約50〜200オーム、1000pfです。これは、ADCがチャンネル間でスイッチングし、ADCの内部コンデンサと外部ピンの間で電荷が転送されるときに、電圧を安定に保つのに役立ちます。オペアンプだけではこれはできません。高インピーダンスの分圧器をバッファリングしない場合、ADCのリーク電流と電荷転送によりエラーが発生します。

  • 分圧器を切り替えます。たとえば、電源電圧に接続/切断するので、必要な場合にのみこれを行うことができます。PFETは機能しますが、駆動方法に注意してください。


これはすばらしいですね。バッテリーの残り時間を現実的に測定するには、バッテリーに負荷(電流をプル)する必要があることを付け加えておきます。オフスイッチを備えた高電流分圧器を使用すると、はるかに優れています。
Kortuk、2009

私は同様の返信を投稿し、それを削除することを投票しました。どうやら私は古いバージョンのページをキャッシュしていたようです。私はこれに賛成票を投じました、それは行く方法です。
ルー、

分圧器を切り替えるための+1。非常に便利なトリックです。
クリントローレンス、

@Kortuk:あなたは非常に良い点を持っていますが、私は分圧器をバッテリー負荷から切り離します。マイクロコントローラーから直接NチャネルFETを駆動するのは本当に簡単です(まあ...マイクロ出力+ FETゲートの間に小さな抵抗が必要です。通常、10〜100オームを使用します)。FETドレインから電源への抵抗があります。 。これら2つの機能を組み合わせて切り替え可能な分圧器を操作するよりもはるかに簡単です。さらに、無負荷または無負荷に近い状態でバッテリー電圧を測定したい場合がたくさんあります。実際、どちらかを選ぶ必要がある場合は、無負荷で測定します。
Jason S

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Jason Sは、必要に応じて電力を削減する方法についての良い提案を提供しています。しかし、自分で人生をより複雑にする前に、実際にどれだけの力を手に入れることができるかを決定することが可能です。

低電力設計では、全体的な電力バジェットを考慮する必要があります。バッテリー駆動のデバイスの場合、これは通常、バッテリーの望ましい寿命によって決まります。回路の他の部分の合計電力が抵抗分割器よりも大幅に大きい場合は、それを心配する必要がないか、回路の他の電力消費量の多い部分を心配する必要があります。


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遠近法の重要性を指摘するための+1。パワーバジェットの1%であれば、心配する必要はありません(分圧器がたくさんない限り!)-パワーバジェットの5-10%なら、心配する価値があるかもしれません。20%以上の場合です。(ちょうど私の2c)
Jason S

私には良い経験則のように聞こえます。もう一つ重要な点は、これらを測定して計算できることです。そして、そうすることは、推測するよりも役に立ちます:)
クリント・ローレンス

良い点ジェイソン。アプリケーションについてもう少し:それは長期間使用されないままでいる照明システムであり、電源がオンになると、定電流回路を備えた電源から約3Aを消費します。したがって、動作中、電圧監視用の消費電力は、総消費電力のわずかな部分です。ただし、スタンバイモードでは、バッテリ容量が不必要に多く消費されないようにしたい、またはスタンバイモードで不可避の寄生ドレインを最小限にしたい。

@ケン:マイクロコントローラー以外のすべてを別の電源に接続することは可能ですか?彼らは、uCの制御下にある1つのリレーまたはFETで周辺機器の電源を一度に切り替えます。そうすれば、uCのスタンバイ電流を簡単に制御できるはずであり、個々の回路の電力を最小化することを心配する必要はありません。
クリントローレンス

@Kheng:「バッテリー容量が不必要に消耗されないようにしたい」とは、エンジニアにとって先のとがった髪です。消費される平均電流はいくらですか?これを計算するには、平均デューティサイクルとアイドル電流を知る必要があります。次に、Jasonによって与えられた経験則を適用して、抵抗分割器よりも複雑な処理を行うことが理にかなっているかどうかを確認します。エンジニアリングは「可能な限り最善」ではなく、「最低コストの要件を満たしています」。
Wouter van Ooijen、2011
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