¿Los separadores de voltaje desperdician la batería?

De hecho, el divisor de voltaje agotará su batería mientras esté alimentada. Es común habilitar el divisor solo para leer el valor y apagarlo nuevamente. Este es un ejemplo de este enfoque utilizado en Nordic Thingy (Página 65):

ConlaseñalBAT_MON_EN,activa/desactivaeldivisorutilizandolostransistoresymideelvalordeldivisorenlaseñalBATTERY.

Ensucaso,tener4.5Venundivisorderesistenciasde200Kledaunconsumode22.5uA.LacapacidaddeunabateríaAAAesde~1000mAh,porloquetieneunacapacidadtotalde3000mAh.Elusode calculadora de duración de la batería de Digikey le da una vida útil estimada de ~ 94000 horas , o ~ 4000 días (10 años). Solo para el divisor.

Puede parecer que es un consumo bajo, pero si está construyendo dispositivos de baja potencia, el consumo promedio de todo el sistema podría ser menor que el consumo del divisor, en decenas de uA o incluso nA.

  

¿La energía fluye constantemente a través del divisor de voltaje, incluso cuando no estoy leyendo ningún dato del pin?

La corriente fluye constantemente a través del divisor de voltaje, incluso cuando no estás leyendo ningún dato del pin.

La energía se desperdicia constantemente en el divisor de voltaje, incluso cuando no estás leyendo ningún dato del pin.

  

Si es así, ¿esto reduce la vida útil de la batería?

Sí. No por mucho, ya que son resistencias de 100k, a menos que lo hayas hecho mal.

  

Conecté los dos resistores y el cable de salida que lleva al Arduino juntos para que todos se toquen entre sí, ¿esto afecta algo?

No sé qué significa esto, por lo que no puedo comentar.

Una celda AAA alcalina decente fresca tiene una capacidad de aproximadamente 1000mAh. Estás dibujando 4.5V / 200K = 22.5uA.

Eso solo va a drenar las células en unos 5 años.

Parece que algo más está sucediendo, si mis suposiciones son correctas. Echa un vistazo a este sitio web sobre la modificación del Arduino para reducir el consumo de energía.

Para obtener lecturas más consistentes, puede intentar pasar el divisor con 100n a tierra (en la entrada ADC), pero otra forma sería agregar un búfer seguidor de voltaje de amplificador operacional de baja potencia y aumentar las resistencias a, por ejemplo, 1M (Mantenga la tapa de desvío de 100n).

LPV821 sería una exageración bruta para el op-amp, pero funcionaría bien. La corriente de suministro de 650 nA, la corriente de polarización de 7 pA, el voltaje de compensación de 1.5uV, riel a riel y puede manejar su voltaje de suministro.

Si sigue los consejos de conmutación sugeridos por otros, hay poca pérdida en la reducción de las resistencias a 15 K o menos, lo que mejorará la coherencia de las lecturas.

  

    

Los tres AAA se quedaron sin batería mucho más rápido de lo esperado, y pensé que podría tener algo que ver con el divisor de voltaje.

  

Basado en el hecho de que usaste resistencias de 100K, el divisor de voltaje Probablemente tuvo muy poco efecto en la duración de la batería.

  

¿La energía fluye constantemente a través del divisor de voltaje, incluso cuando estoy   ¿No estás leyendo ningún dato del pin?

Sí. 4.5V / (100K + 100K) = 22.5uA.

22.5uA * 4.5V = 101uW

  

Si es así, ¿esto reduce la vida útil de la batería?

Lo afecta, pero en su caso específico el efecto es muy pequeño.

La capacidad de una batería alcalina AAA típica es del orden de 1 Amp-Hour. Con una carga de 22.5uA, una batería de 1 Amp-Hour duraría ...

1 Amp * 1 hora / 22.5uA = 44444 horas = 5.07 años.

No es probable que las resistencias de 200 K sean la causa del desgaste de la batería.

Es más probable que su microcontrolador, reguladores de voltaje y otras partes de la placa estén agotando la batería.

No mencionó si está utilizando baterías recargables o no, pero muchas baterías recargables AAA se descargarán en aproximadamente un mes sin carga.

  

Noté que el divisor de voltaje era muy inconsistente, ¿hay una mejor   forma de reducir el voltaje que entra en el pin analógico de Arduino

Un divisor de voltaje es una buena manera de disminuir el voltaje. La razón por la que sus lecturas son inconsistentes es porque el divisor tiene una impedancia de salida muy alta.

100K * 100K / (100K + 100K) = 50K

Su ADC (como la mayoría de los ADC) probablemente tiene un condensador de muestreo dentro de él. Cuando el ADC comienza a tomar una muestra, debe cargar el condensador de muestreo. Para un ADC de tipo no almacenado en búfer, el condensador de muestreo generalmente se carga desde la carga. La salida del divisor tardará un tiempo en establecerse.

Por ejemplo, si el condensador de muestreo interno fuera de 20pF, entonces la constante de tiempo sería ...

20pF * 50K = 1us.

Si deseaba que la salida se ajustara a 8 bits de precisión, entonces su tiempo de adquisición debería ser al menos ...

ln (2 ^ 8) * 1us = 5.5us.

Si el tiempo de adquisición en el ADC no es lo suficientemente largo, la salida no se liquidará y sus muestras serán inexactas. Necesitas almacenar el resultado de alguna manera.

Si realiza muestras con poca frecuencia, solo puede colocar un capacitor cerámico de 0.1uF entre la salida del divisor y la conexión a tierra. El condensador externo cargará el condensador de muestreo muy rápidamente, por lo que el tiempo de asentamiento será muy bajo y mejorará la precisión del muestreo.

También tenga en cuenta que la impedancia de salida de 50 K hace que la salida del divisor sea muy susceptible a las interferencias electromagnéticas de los circuitos digitales cercanos. EMI producirá un ruido aleatorio en sus mediciones. El condensador también ayudará con esto.

Si su ADC tiene una corriente de fuga de entrada de CC especificada, es posible que también deba agregar un amplificador operacional de micro alimentación configurado como seguidor de voltaje como búfer.