Monitoreo de batería de baja corriente

El divisor de voltaje debe unirse a la MCU en modo de suspensión profunda, entonces ... Esto se puede lograr con un FET de canal P (por ejemplo) ... Cuando la MCU se despierte, querrá medir la batería voltaje, entonces lo que puede hacer es activar un circuito formado alrededor de un FET de canal P que conecta la batería + V al divisor de voltaje: -

La entrada del ADC se muestra a la derecha y no se alcanzará ningún voltaje a menos que la MCU haya activado el BC547 a través de la resistencia de 10k. Sin activación, el FET del canal P está apagado y el circuito virtualmente abierto. Si puede programar la MCU para que tenga un menú desplegable en su pin de control cuando debería estar dormido, de lo contrario, agregue otra resistencia (digamos) de 10k desde ese punto a tierra. Esto garantiza que el FET del canal P esté completamente apagado.

Una pequeña palabra de advertencia, elija un canal de canal P con una corriente de fuga baja cuando esté apagado; de lo contrario, habrá un ligero agotamiento de la vida útil de la batería, pero la mayoría de las apuestas estarán por debajo de 100 nA y muchas en la región de 1nA. >

Una última cosa: ¿cómo se comporta el regulador de voltaje en su corriente de espera cuando el micro está apagado? ¿Necesitas cuidarlo también?

Cuando necesita descubrir solo cuándo la batería se agotará (o dar una advertencia poco antes de eso), no necesita medir su voltaje directamente. El voltaje de salida del regulador caerá por debajo de 3V antes de que la batería alcance su voltaje mínimo. Por lo tanto, podría medir la tensión de alimentación del microcontrolador.

Dependiendo de sus capacidades reales, puede hacerlo sin usar un divisor de voltaje. Para ver un ejemplo, busque la hoja de datos ADC para obtener un PIC12F1822, (en la página 141):

El PIC tiene una referencia de voltaje interno y puede medir su valor (el 'búfer de FVR' que ingresa al multiplexor). Pero también puede usar la tensión de alimentación como referencia para las mediciones de ADC (el selector ADPREF en la parte superior).

Dado que, uno puede simplemente medir la referencia de voltaje con respecto al voltaje de suministro, y obtener el voltaje de suministro como resultado. En el caso del 12F1822, la referencia interna es 2.048V, y el ADC tiene una resolución de 10 bits. Entonces, cuando la tensión de alimentación cae por debajo de 3.0V, el resultado del ADC es superior a 699:

$$ ADCresult = 1024 * \ frac {V_ {in}} {V_ {ref}} $$ que en nuestro caso es $$ ADCresult = 1024 * \ frac {2.048V} {V_ {supply}} $$

Tenga en cuenta que una menor tensión de alimentación significa mayores resultados de ADC, ya que la tensión de entrada y la tensión de referencia se intercambian de la forma habitual. Puede convertir esta fórmula para averiguar el voltaje de suministro real, dado el resultado del ADC.

¿Realmente necesitas el regulador lineal? Ejecutar el µC a pleno voltaje de la batería facilitará mucho las cosas. Además, el regulador y el µC siempre consumirán energía, incluso en los modos de ahorro de energía, agotando continuamente la batería. Eche un vistazo a las hojas de datos y tenga eso en cuenta.

Debido a que la entrada del ADC (de un ADC de muestreo y retención común, como la de un µC AVR) solo tomará corriente cuando muestree un valor, la impedancia de entrada baja transitoria puede compensarse para simplemente agregando un condensador:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Por supuesto, la frecuencia máxima de muestreo se limitará de esta manera ya que el capacitor necesitará tiempo para recargarse a través de la resistencia grande antes de que se realice el siguiente muestreo, pero supongo que no medirá más de, digamos, una vez segundo de todos modos.

El tiempo requerido para recargar el condensador se puede configurar variando su capacidad y / o R1. Mayor R1 = menos "pérdida" de energía + menor máx. frecuencia de muestreo. La capacidad más pequeña se cargará más rápido para una resistencia determinada y así sucesivamente.
Querrá maximizar el valor de R1, y luego deberá minimizar el valor de C1 para lograr la frecuencia de muestreo deseada.

La capacidad mínima depende de la cantidad de carga que tomará el ADC para una muestra, que a su vez está determinada por la capacidad del búfer de muestra del ADC. Para los dispositivos AVR me parece recordar que este valor se especifica en la hoja de datos. Para otros µC, no puedo decirlo, pero el 1µF en el diagrama probablemente será más que suficiente en cualquier caso, y posiblemente pueda reducirse en un factor de 10 o menos. Las especificaciones del ADC lo dirán.

Editar:

Encontré esto en la hoja de datos de Atmel para el ATmega1284p. El condensador del búfer de S & H se especifica para 14 pico -farads, por lo que un par de nano -farads para C1 debería ser suficiente.

Consulte,porejemplo,ladiscusión aquí .