Estado automotriz de voltaje ancho en la entrada del microcontrolador

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Necesito monitorear el estado de un cable en una aplicación automotriz que puede tener 10-40VDC en cualquier momento. ¿Cuál es un buen enfoque para limitar el voltaje a una entrada de microcontrolador en un rango tan amplio? Planeo usar una tapa de 10 nF y TVS para ESD y otros transitorios, pero no estoy seguro de cuál es el mejor método para limitar el voltaje esperado. Si puedo detectar de manera confiable 10V, 40V pueden quemar las resistencias de entrada (¿o resistencia y zener?) O puedo limitar para 40V y no detectar 10V.

La señal es una simple línea de estado apagada en la que estoy conectando. No llevará ningún dato o estado de cambio muy a menudo. Lo muestrearé ocasionalmente en el micro para determinar si es alto (1V a 40V) o bajo (GND a menos de 1V).

Gracias.

Editado para agregar que mi microcontrolador estará funcionando a 3.3V y un bajo lógico debe estar por debajo de 1V. Cualquier solución que use debe incluir un límite de bajo valor entre la entrada y la GND y cualquiera de las pinzas de diodo a Vdd y GND o un Transil.

    
pregunta mrJand

3 respuestas

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El uso de una resistencia y un diodo Zener funcionará bien. La siguiente simulación muestra lo que obtienes con un zener de 4.7V.

Puede usar una resistencia muy grande, porque el pin de E / S del microcontrolador no consume prácticamente ninguna corriente. Con una resistencia de 100kOhm y un voltaje de salida de aproximadamente 5V, la disipación de potencia es (40-5) ^ 2 / (100,000) = 12mW, dentro de lo que la resistencia puede manejar.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Selvek
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Me sentiría inclinado a usar algo simple y sucio como este

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Varíe el valor de R3 u omítalo, dependiendo de lo que desea que sea el umbral inferior.

Tenga en cuenta que las uniones del emisor de base son bastante difíciles y tienden a fallar en cortocircuito cuando lo hacen. Si muere, salvará el circuito protegido y se podrá reemplazar fácilmente.

D1 es proteger contra voltaje negativo. Se supone que los vehículos eléctricos pueden tolerar la conexión inversa de una batería de arranque sin daños, así como los volquetes de carga de 160 voltios y los arranques con salto de la batería de un camión de 24 voltios, ¡bastante agresivos!

    
respondido por el Neil_UK
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La respuesta de Selvek debería funcionar. Yo agregaría que otra alternativa simple al zener es sujetar el voltaje a VDD usando un diodo.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

De hecho, la mayoría de los circuitos integrados ya incluyen dicho diodo internamente, por lo que si obtiene la resistencia correcta, ni siquiera necesita agregar un diodo.

Una cosa de la que debe tener cuidado al usar este método es que el consumo mínimo de energía de su circuito siempre debe ser mayor que la corriente a través de D1 a 40v. En este caso, la corriente es 0.7ma. En este caso, R2 crea una carga mínima de 1 m, lo que evitará que el suministro se incremente por encima de 5 v.

    
respondido por el Drew

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