¿Cómo usar ADC para aplicaciones con batería?

Los microcontroladores STM32 tienen una fuente de referencia de voltaje interna, y se pueden usar para determinar un valor VDDA, VDD desconocido. Las informaciones necesarias se encuentran en la hoja de datos, por ejemplo para STM32F030 series :

estípicamente1.23VAhora,dadoquesesabequeestatensióndereferenciaesde1.23V,puedecalcularlatensióndereferenciaVDDAdelADCleyendoelvalordelareferenciainternaconelADC.

Lafórmulaeslasiguiente:

$$\frac{V_{REFINT}\:[V]}{VDDA\:[V]}\times4096=digital_{VREFINT}$$

Enestaecuaciónseconocenlossiguientesvalores:

$$V_{REFINT}=1.23\:V$$$$digital_{VREFINT}=\text{deleerelcanalinternodeADC}$$

Porlotanto,sepuedecalcularelVDDA,tambiénconocidocomovoltajedebatería:

$$\frac{V_{REFINT}\:[V]}{digital_{VREFINT}}\times4096=VDDA\:[V]$$

RealizarestecálculoantesdequesuslecturasnormalesdeADCleproporcionenelvalordevoltajedereferenciaquenecesita.

SepuedecalcularunvalormásprecisoutilizandoelvalordecalibracióndereferenciadevoltajeinternoqueSTmideindividualmenteparacadapartedurantelapruebadeproducciónysealmacenaeneláreadememoriadelsistema.Esaccesibleenmododesololectura.Aquíestánlasespecificaciones:

En realidad, es el valor digital del voltaje de referencia interno medido con VDDA = 3.3 V . El VDDA real se puede calcular de la siguiente manera:

$$ VDDA = 3.3 \: V \ times \ frac {digital_ {VREFINTCAL}} {digital_ {VREFINT}} $$

3.3 V se conoce de la tabla anterior, el valor de calibración de la memoria y el valor real al leer el canal ADC interno apropiado.

En general, esta es la forma más rentable y la más fácil de usar el ADC sin VDDA constante.

La solución es suministrar VDDA con un voltaje estable.

Hay reguladores lineales diseñados específicamente para proporcionar el voltaje de referencia a los ADC. Elija uno que pueda operar en el rango de su batería y aún así proporcionar una referencia estable.

Por lo general, tienen una corriente de reposo baja (no consumen mucha corriente para su propia operación) y una salida de corriente baja (el ADC no necesita mucha corriente de la referencia), por lo que no consumirán la batería rápidamente.

Por supuesto, esto significa que su voltaje de referencia es más bajo que el voltaje de batería más bajo. Tendrá que escalar su señal analógica para que coincida con el rango de voltaje reducido del ADC.

Hay algunas referencias de voltaje con los pines de habilitación para que pueda apagarlos y ahorrar energía cuando el procesador está inactivo. Algo que se debe tener en cuenta si va a durar mucho tiempo con una batería pequeña.

Otra cosa a tener en cuenta es que algunos procesadores tienen una referencia de voltaje incorporada. Puede conectarlo a VDDA, o a un bit de configuración o similar que conecte la tensión de referencia internamente.