Fuente de alimentación de respaldo de Arduino

La forma más sencilla de conectar una batería de respaldo de emergencia como la describe es mediante ORing de diodo. Tanto la fuente de alimentación como la descarga de la batería en el bus de alimentación interno a través de un diodo. Haga que la fuente de alimentación tenga un voltaje un poco más alto que la batería, y toda la corriente provendrá de ella. Por ejemplo, si tiene una batería de 9 V, entonces una fuente de alimentación de 12 V funcionaría bien, suponiendo que la fuente de alimentación interna puede ejecutar el arduino desde todo este rango de voltajes. Esta es la parte fácil.

La parte difícil es ocasionalmente probar la batería mientras no está en uso. El problema es que no desea que esto se agote la batería. Una estrategia es usar un divisor de alta resistencia para bajar al rango de entrada A / D del arduino. Podría hacerlo lo suficientemente alto como para que el poco de consumo de corriente sea lo suficientemente pequeño en comparación con la capacidad de la batería para que no importe. Sin embargo, luego termina con una señal de impedancia muy alta que no es adecuada para la entrada A / D en el procesador. Tendría que almacenarlo en búfer, lo cual es factible, pero agrega cierta complejidad.

Otra opción es encender el circuito del probador de batería cuando sea necesario. Eso requiere un pin adicional de salida del procesador, pero ahora puede cambiar una carga más sustancial para que la señal sea adecuada para la entrada A / D directamente, y también carga suficiente en la batería para obtener una medición significativa. Desea cargarlo con unos 10s de mA para ver qué puede hacer con una carga real, no solo sentarse allí sin proporcionar corriente. Aquí hay una forma de hacer esto:

BATT_TEST se controla mediante una salida digital del procesador. Cuando está bajo, la corriente de la batería está apagada. Cuando sea alta, la tensión de la batería menos la poca tensión de saturación de Q2 se aplicará a través del divisor R2-R3. Este divisor lleva el voltaje al rango del procesador y también carga la batería al mismo tiempo. BATTV es adecuado para conectarse directamente a una entrada A / D del procesador. Solo tiene que encender esto durante unos 10s de µs para probar la batería. Una vez al día debe ser suficiente con suficiente frecuencia para comprobar una batería que no se está utilizando. 50 mA o menos una vez al día durante 100 µs no afectarán la vida útil de la batería.

La forma más sencilla de proporcionar una batería de respaldo aislada es usar dos diodos de aislamiento: su pregunta indica que entiende esta parte.

Puede hacer lo que quiera aumentando el valor de las resistencias utilizadas en un factor de 10 a 20 veces y utilizando una "batería PP3" alcalina de 9 voltios. Esto le dará aproximadamente 18 meses de operación de espera.

Si coloca un diodo como 1N4004 o 1N4148 en la alimentación + ve de la batería al terminal Arduino Vin y otro diodo de la fuente de alimentación + ve al terminal Arduino Vin, el voltaje más alto presente alimentará el Arduino .
 Conecte B + o PSU + a los ánodos de diodo y Vin a ambos cátodos.

Cuando el voltaje de la batería es de 9V, el consumo de corriente se dividirá en 9V por (R1 + R2) y aproximadamente 0,8 mA.

Una capacidad típica de la batería de 9V del estilo de un transistor de tipo PP3 es de aproximadamente 550 mAh, por lo que agotaría la batería en aproximadamente 1 mes (550 / .8 / 24 días)

En ese momento, el voltaje de la batería caería a aproximadamente 6 V, lo que tendría que verificarse con la especificación de Arduino para verificar su idoneidad. El [Atmel Duemilanove] enlace utiliza el [regulador LDO Microchip MC33269D] que tiene una caída de 1.5V típica. En el momento en que la batería PP3 llega a 7V, su voltaje / celda = 7/6 = 1.17V. Es decir, no se agotará completamente cuando el regulador alcance su Vin más bajo para una salida estable de 5V. Si usara una pequeña batería de plomo de 12 voltios y 1,2 Ah, duraría aproximadamente 2 meses.

La especificación de impedancia de entrada máxima permitida de Arduino ADC es de 10 k ohmios (aparece en [página 194 en la hoja de datos] enlace ), pero está claro en el texto que es posible un valor mayor que esto si es posible se requiere una precisión reducida.

Rin eficaz es R1 + R2 en paralelo, que es ligeramente menor que R2 cuando R1 es mucho más grande que R2. Puede aumentar R2 a 10,000 ohmios y R1 a 100,000 ohmios, en cuyo caso obtendría aproximadamente 10 meses para alcalina y más de 3 años para ácido de plomo, pero la autodescarga reducirá este valor en esta aplicación. La corriente del divisor caerá a medida que caiga el voltaje de la batería, por lo que obtendrá más tiempo con la batería PP3 probablemente en el rango de 12 a 18 meses. , siempre y cuando el Arduino acepte 6V cuando la batería esté casi completamente descargada, pero la "autodescarga" de la batería de plomo-plomo evitará que recibas 3 años.