¿Cómo leer altos voltajes en el microcontrolador?

Un simple divisor de voltaje resistivo logrará lo que usted desea.

Lafórmulaparacalcularelvoltajedesalidaes:

Entonces, si asumimos que su voltaje de entrada oscila entre 0 y 50 V, debemos dividirlo entre 10 para lograr 0 a 5 V. Si también asumimos que queremos cargar el voltaje de entrada con 100kΩ, entonces los cálculos serían algo así como:

Vout / Vin = R2 / 100kΩ

0.1 = R2 / 100kΩ - > R2 = 10kΩ

R1 = 100kΩ - R2 = 90kΩ

Entonces R1 = 90kΩ y R2 = 10kΩ

Para un ADC que requiere una impedancia de fuente máxima, debe asegurarse de que la impedancia del divisor de voltaje esté por debajo de este nivel. La impedancia en el divisor se puede calcular como R1 || R2.

Para < 2.5kΩ, lo anterior no cumplirá con este requisito como 10kΩ || 90kΩ = 9kΩ
Si usamos 9kΩ y 1kΩ, obtenemos 1 / (1/1000 + 1/9000) = 900Ω

Tenga en cuenta que cuanto menor sea la resistencia, mayor será la resistencia de potencia nominal que necesita. 50V / 1k = 50mA - > 50mA * 45V = 2.25W en la resistencia superior (0.25W en la parte inferior)
En estos casos, es mejor usar un búfer opamp entre un divisor de alta resistencia y el ADC. O use un divisor de 2kΩ y 18kΩ, que no es tan hambriento de poder como la versión 1k / 9k.

Para agregar a la respuesta de Oli:

El diodo Schottky protege la entrada del opamp contra sobretensión en caso de que la tensión de entrada exceda el máximo especificado de 50 V. Esta es una solución mejor que la de 5 V, que a menudo se coloca en paralelo con la resistencia de 3 kΩ. El voltaje del zener de 5 V requiere varios mA, si la corriente es mucho más baja, el voltaje del zener también será menor, y el diodo puede enganchar la entrada a, por ejemplo, 4 V, o incluso más.

La resistencia de 27 kΩ permitirá 2 mA, ¿no es suficiente para el zener? Podría, pero eso no es lo que obtendrá el zener; la mayor parte de esos 2 mA pasarán a través de la resistencia de 3 kΩ, dejando solo de decenas a cientos de µA para el zener, que simplemente es muy poco.

Seleccione un diodo Schottky con una baja corriente de fuga inversa, de modo que la tensión de alimentación de 5 V no influya demasiado en el divisor.

Para una medición aislada, puedes usar un transductor de voltaje, p. ej.

Pero una forma mucho más fácil si no necesita aislamiento es simplemente usar un divisor de voltaje :

Para combatir su problema de impedancia de la fuente, primero puede usar un divisor de voltaje y luego usar un opamp estándar. Eso debería tener una impedancia de salida suficientemente baja para ti. Aquí hay una nota de aplicación que publiqué ayer sobre el uso de opamps para convertir los niveles de voltaje para los ADC.

enlace

Busque algo llamado divisor de resistencia . Usando dos resistencias, puede multiplicar un voltaje por una constante entre 0 y 1. En su caso, desea escalar 50 V hasta el nivel del microcontrolador. Digamos que el micro funciona a 5 V, por lo que desea escalar la entrada en 0.1. Esto se podría hacer con dos resistencias, la primera con 9 veces la resistencia de la segunda. La señal entra en la primera. El otro extremo está conectado a la segunda resistencia y la entrada micro A / D, y el otro extremo de la segunda resistencia está conectado a tierra. Con la relación 9: 1, obtienes una ganancia de .1 (atenuación por 10).

Probablemente quieras que el más bajo de los dos (la resistencia 1x) esté alrededor de 10 kΩ, lo que haría que los otros 90 kΩ. Probablemente usaría 100 kΩ para proporcionar cierto margen y detección de rango excesivo.

Lo he hecho con éxito usando un divisor de voltaje y un diodo Zener inverso sesgado entre el pin de entrada y tierra (por si acaso).