Cómo leer altos voltajes en microcontrolador?

Question

Quiero leer altos voltajes, como ~50V, el uso de un microcontrolador. Pienso poner esto como una entrada en el microcontrolador del A/D de la línea. Pero, por supuesto, usted no debería tener tensión alta en la entrada de un microcontrolador o va a freír.

Cómo puedo leer altos voltajes? Lo principal es que necesito bajar el voltaje antes de leerlo. ¿Qué debo tener en cuenta al bajar esta tensión?

Gracias de antemano!

Edit: me di cuenta en el PIC18 hoja de datos que se dice "El máximo recomendado de impedancia para fuentes analógicas es de 2.5 ohm." ¿Cómo es que esto afecta a mi forma de bajar el voltaje, con divisores resistivos, etc.?

Answer 1

Una resistencia simple divisor de tensión va a lograr lo que desea.

La fórmula para calcular el voltaje de salida es:

Entonces, si asumimos sus rangos de voltaje de entrada de 0-50V, tenemos que dividir por 10 a alcanzar de 0-5V. Si suponemos que también queremos cargar el voltaje de entrada con 100kΩ, entonces los cálculos sería algo como:

Vsal / Vin = R2 / 100kΩ

0.1 = R2 / 100kΩ -> R2 = 10kΩ

R1 = 100 kω, R2 = 90kΩ

Así que R1 = 90kΩ y R2 = 10kΩ

Para un ADC que requieren un máximo de impedancia de la fuente, debe asegurarse de que el divisor de voltaje de la impedancia está por debajo de este nivel. La impedancia en el divisor puede ser calculado como R1||R2.

Para <2.5 kΩ, la de arriba no cumplir con este requisito como 10kΩ||90kΩ = 9kΩ
Si utilizamos 9kΩ y 1kΩ aunque, obtenemos 1 / (1/1000 + 1/9000) = 900Ω

Tener en cuenta la menor resistencia, mayor será el consumo de potencia de las resistencias que usted necesita. 50V / 1k = 50mA -> 50mA * 45V = 2.25 W en la parte superior del resistor (0,25 W en la parte inferior)
En estos casos, lo mejor es utilizar un amplificador operacional de búfer en entre una alta resistencia del divisor y el ADC. O utilizar un 2kΩ y 18kΩ divisor, que no es tan hambrientos de poder como el de 1k/9k versión.

Answer 2

Para agregar a Oli respuesta:

El diodo Schottky protege el amplificador operacional de la entrada contra sobretensión en caso de que el voltaje de entrada excede de la máxima especificada 50 V. es una solución mejor que la 5 V zener que se colocan a menudo en paralelo con el 3 kΩ resistencia. El 5 V voltaje zener requiere de varias mA, si la corriente es mucho menor que el voltaje zener será menor, y el diodo puede abrazadera de la entrada, por ejemplo, a 4 V, o incluso inferior.

El 27 kΩ resistencia permitirá a 2 mA, ¿no es eso suficiente para que el zener? Yo podría, pero eso no es lo que el zener se obtiene; la mayoría de los que 2 mA va a pasar a través de la 3 kΩ resistencia, dejando sólo unas decenas a cientos de µA para el zener, que simplemente es demasiado poco.

Seleccione un diodo Schottky con una baja corriente de fuga inversa, de modo que los 5 V de tensión de alimentación no influye en el divisor demasiado.

Answer 3

Para luchar contra su impedancia de la fuente de problema que usted podría primer uso de un divisor de tensión y, a continuación, utilizar un amplificador operacional. Que debe tener una lo suficientemente baja impedancia de salida para usted. He aquí una aplicación de la nota que publiqué ayer sobre el uso de opamps para la conversión de niveles de voltaje para los Adc.

http://www.ti.com/lit/an/slyt173/slyt173.pdf

Answer 4

Para una medición aislada, puede utilizar un transductor de voltaje, por ejemplo, LEM del LV-25 o similar.

Pero de una manera mucho más fácil si usted no necesita el aislamiento es usar un divisor de tensión:

Answer 5

He hecho esto con éxito el uso de un divisor de tensión y un diodo Zener polarización inversa entre el pin de entrada y de tierra (sólo en el caso).