Detección eficaz de la tensión de una batería

Question

Estoy buscando detectar el voltaje de un paquete de baterías que está alimentando un dispositivo por el dispositivo. Dependiendo del nivel del pack (2 celdas LiPo 1200mAh) el dispositivo cambiará su comportamiento. A medida que el voltaje del pack disminuye, el dispositivo apagará los periféricos hasta que se estabilice por completo. También cuando el dispositivo se está cargando que sólo funcionará parcialmente.

El circuito sensorial estará conectado todo el tiempo y estoy tratando de minimizar el drenaje de la batería de la misma. Mi idea es utilizar un divisor de tensión con resistencias de muy alto valor y luego amortiguar la señal con un OpAmp de baja corriente de reposo. Estoy mirando el OpAmp TI LPV511 y una resistencia de 1M y 3M ohmios. El OpAmp está clasificado en 1,5uA máximo y el divisor de tensión debe ser 2,5uA peor caso. El uC es un dispositivo de 3,3v.

¿Es suficiente este circuito o hay alternativas en las que no he pensado?

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Answer 1

En lugar de dejar las resistencias conectadas todo el tiempo, considera la posibilidad de encenderlas y apagarlas. El procedimiento sería:

• Encienda el divisor afirmando la señal POLL. Habilite su ADC.
• Lee tu ADC (promedia el número de lecturas que necesitas)
• Vuelva a apagar el divisor. Desactive su ADC.

Repita lo anterior sólo con la frecuencia necesaria para actualizar la lectura del voltaje de la batería, que probablemente sea bastante infrecuente. Por lo tanto, las resistencias están encendidas durante un ciclo de trabajo realmente bajo.

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Notas:

• Ya que rara vez están encendidos, simplemente selecciona R1||R2 para una resistencia razonable para que tu ADC pueda leer.
• Supongo que has cometido un error y has intercambiado los valores del divisor en tu pregunta. Tienes que bajar la tensión máxima de entrada a 3,3V o lo que sea el voltaje de tu ADC.

Answer 2

Si el caso es que tienes un Micro Controlador en tu circuito, supongo que no hay necesidad de circuitos externos para medir el voltaje de tu batería ya que la mayoría de los Micro Controladores tienen convertidores analógicos-digitales (ADC) internos que pueden medir cualquier voltaje que quieras (el problema es el voltaje de referencia).
Mi sugerencia:
Como tienes un microcontrolador, asumo que tienes un voltaje fijo de 4-5V en tu circuito (variable en diferentes ICs, asumo que es 5v). deberías conectar ese voltaje fijo a tu ICs VREF Pin (este es el pin con el que se compara el ADC. por ejemplo si tienes un VREF de 5V, y 2.5V en el ADC, y asumiendo que tienes un ADC de 10bit, la salida debería ser 512 de 1024 y eso es la mitad exacta del valor máximo).
Lo siguiente que hay que hacer es dividir el voltaje de tu batería para que encaje en el rango de 0-VREF. Por ejemplo, si tienes una batería de 12V, el voltaje que debe recibir el ADC es de 5v, por lo que necesitas un divisor de voltaje de 5/12:
R1 / (R1 + R2) = 5/12
R1 = 5k, R2 = 7k debería ser suficiente

así que con esta configuración, lo que debes hacer es:
leer el ADC en el bucle infinito de su IC, y siempre que es menos de 853 ( 10 / 12 * 1024), muestra que el voltaje de la batería se ha reducido a 10V o menos.