Implementando un sensor de voltaje con resistencias de división de voltaje

Su sistema funcionará, pero hay algunas cosas que debe tener en cuenta.

1. Usted está dividiendo los 60V al máximo que el micro puede manejar. Esto significa que si el dispositivo de almacenamiento supera los 60 V, presentará un voltaje demasiado alto para el micro y su ADC no podrá detectarlo. Sería mejor usar algo como 10/190, por lo que presenta 3V a 60V para que pueda permitir un exceso del 10% en los 60V. También es más fácil trabajar con los números.

2. Como WhatRoughBeast , el divisor siempre drenará parte de la corriente de la fuente, sea eso sólo alrededor de 333uA. Es posible que desee considerar agregar algún tipo de circuito de conmutación para que solo conecte el divisor a la 60V cuando sea necesario.

3. Si está utilizando resistencias del 1%, el posible error de medición a través del divisor es + -2%. Eso puede o no ser un problema para su aplicación, sin embargo, es un problema si usa 10/170 ya que el + 2% hará que el voltaje presentado sobre la magia de 3.3V.

4. La mayoría de los micros en estos días tienen la opción de usar una referencia de voltaje interno estable para el ADC en lugar del voltaje del riel. Si el suyo lo hace (no especificó el micro), debería escalar el divisor para usar ese nivel, nuevamente con ese 10% de sobrecarga. Eso eliminará los errores causados por lo que sea que esté haciendo el suministro de 3.3V y le dará más estabilidad de temperatura.

5. Agregar una pequeña capacitancia al punto de división también ayudará a que el sistema sea menos sensible al ruido, tanto en el ambiente como en el riel de 60V. Sin embargo, aquí hay un equilibrio, no lo hagas demasiado grande o tu tiempo de muestra debe extenderse para hacer frente al tiempo de respuesta de pasos más lentos.

6. También debes considerar dividir la resistencia superior para convertirla en dos en serie. Esto le proporcionará un poco de aislamiento adicional de los 60 V, dividirá la potencia disipada y eliminará el potencial de una falla única en la resistencia que hace explotar el micro. Un poco de protección adicional tampoco haría daño.

7. Finalmente, este diseño es de alta impedancia. Eso significa que está afectado por la impedancia de entrada del ADC. Es prudente utilizar un búfer seguidor de voltaje entre el divisor y el ADC.

Una cosa que debe tener en cuenta es la posibilidad de que la MCU no se apague correctamente si cuenta con una fuente de alimentación de 3.3 voltios, mientras que el divisor potencial aún produce un voltaje máximo de (por ejemplo) 3 voltios: la corriente puede pasar a través del pin IO al pin Vcc y mantenga la MCU encendida. Puede suceder y la forma de evitar esto es elegir un búfer de op-amp en el mismo carril que el MCU. Debe elegir un amplificador operacional riel a riel que pueda tener un voltaje de entrada unos pocos voltios mayor que el voltaje de su riel (3.3 voltios).

También debe considerar que si su pin IO se conecta a un ADC tendrá errores de compensación y de ganancia que podrían significar que no puede detectar los voltajes de gama baja o alta en el rango, por lo tanto, debe sesgar ligeramente el potencial. unión divisoria para evitar 0 voltios y elegir un factor de atenuación que evite correr hasta cerca del límite superior nominal de 3.3 voltios para las mediciones de ADC.

Con las resistencias mencionadas, es posible que no se proporcione una impedancia lo suficientemente baja como para controlar de forma correcta y precisa la entrada ADC. Esto generalmente se resuelve con un capacitor desde la entrada del ADC a 0 voltios y este capacitor también puede evitar que los picos dañen el ADC.

Defina "funciona como se espera".

Sí, asumiendo que el microcontrolador tiene una impedancia de entrada muy alta, 60 voltios se asignarán a 3.3 voltios usando un divisor de voltaje de 10k / 170k.

La corriente a través del divisor será 0.333 mA, no 3.33.

Por supuesto, el divisor de voltaje continuará consumiendo corriente incluso cuando no haya energía disponible para reponer la batería. 0.333 mA puede no parecer mucho, pero drenará el dispositivo de almacenamiento 24/7.