PIC - ¿Cómo evitar una impedancia de entrada ADC máxima baja?

Question

Leer una pila de 9V en un PIC es nada nuevo . La forma más sencilla y directa es con un divisor de tensión. Me gustaría mantener las resistencias divisor de manivela hasta en los cientos de kohms por lo que no estoy matando a mi batería innecesariamente, sin embargo miré a la hoja de datos para el PIC18F4550 y el máximo "recomendado" impedancia de entrada analógica es 2.5kohms. Esto significa que puedo pegar 2 5Ks para mi divisor, pero 900uA es mucho para desperdiciar en sólo comprobar la batería. ¿Qué puedo hacer en mi diseño (pasivamente) para minimizar el consumo de batería? He considerado soluciones activas como un pfet controlado por software o un buffer, pero el espacio en la placa y el presupuesto son un poco de lujo, así que sólo lo haré si tengo que hacerlo. También me pregunto si me estoy preocupando por nada.

Answer 1

La razón por la que el ADC necesita una baja impedancia de fuente es porque tiene una entrada de condensador conmutado. Básicamente, cada vez que el ADC "muestrea" la tensión en el pin, se conecta un pequeño condensador, se carga y luego se desconecta. Si la impedancia es demasiado grande, la carga del condensador consumirá suficiente corriente para crear una caída de tensión lo suficientemente grande como para afectar a la lectura.

Si necesitas leer una señal de alta velocidad, la mejor opción es añadir un amplificador de algún tipo para proporcionar una baja impedancia de fuente al ADC. Sin embargo, si usted está buscando en una señal relativamente lenta hay un par de otras opciones.

Una solución es aumentar el tiempo de muestreo, es decir, el tiempo que el condensador está conectado a la clavija. Sin embargo, el chip suele tener un límite de tiempo.

Alternativamente, puedes añadir un condensador de tamaño decente en paralelo con el pin de entrada del ADC. Esto disminuirá la cantidad de caída que se produce cuando el condensador de muestreo ADC se carga como la mayor parte de su carga se extrae del condensador en lugar de a través de la resistencia.

Answer 2

Hay alrededor de 4 maneras de conectar un divisor de tensión a un A/D y tratar con el requisito de impedancia de entrada máxima.

1. Utilice una resistencia lo suficientemente pequeña. Esto es lo que el O.P. ya está haciendo.
2. Coloca un OpAmp buffer entre el divisor y la entrada A/D. El OpAmp debe tener alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida. [Como ya ha mencionado Alex.]
3. Utiliza una resistencia mayor y añade un condensador desde la entrada analógica a masa. [El condensador debe ser más grande que el de muestreo y retención. Estarás haciendo inadvertidamente un filtro RC, pero esto todavía funciona si la señal es lenta. Una combinación de 10k y 0.1F funcionó bien para mí.
4. [Por último, desconecta el divisor de tensión con un interruptor MOSFET y utiliza resistencias relativamente pequeñas. De esta forma puedes eliminar las fugas casi por completo cuando no estés midiendo. Esta es una técnica común para la medición de la batería.

Sustituye R1 y R2 por los valores que necesites. El esquema fue publicado originalmente en este hilo .

Answer 3

La idea de Bitrex funcionaría si el pin digital del PIC se configurara como "drenaje abierto" y luego se bloqueara a 2,7V con un zener para protegerlo de los 9V.

Para ponerlo en "ON" y "OFF" inicializa el pin escribiendo en él un valor lógico bajo (y déjalo ahí) luego ponlo en "ON" y "OFF" escribiendo en el latch TRIS que hará que el pin esté en z lógico bajo o alto respectivamente.

La patilla cambiará de 0 a 2,7 V, lo que debería ser suficiente para accionar un MOSFET de umbral de puerta bajo.