कम वर्तमान बैटरी की निगरानी

Question

मैं 1S लाइपो से 3V रैखिक नियामक के माध्यम से एक माइक्रो-नियंत्रक चलाना चाहता हूं। मैं बैटरी वोल्टेज को मापने की जरूरत है। वोल्टेज विभक्त का उपयोग करने के साथ समस्या यह है कि यह समय के साथ बैटरी को सूखा देगा जो कि सुरक्षा सर्किटरी में निर्मित नहीं हो सकता है या नहीं हो सकता है। क्योंकि मैं जिस AVR का उपयोग कर रहा हूं उसमें 10K से अधिक नहीं होने की सिफारिश की गई इनपुट बाधा है। डिवाइडर बहुत बड़ा या तो।

क्या कोई ऐसा समाधान सुझा सकता है जो मुझे इस वोल्टेज की निगरानी करने की अनुमति देगा बिना किसी असुरक्षित बैटरी को कुछ महीनों में? विस्तारित अवधि के लिए सर्किट गहरी नींद मोड में प्रवेश कर सकता है जिसका अर्थ है कि वोल्टेज विभक्त समाधान सबसे अधिक बिजली की खपत करेगा।

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मैंने हन्नो और एंडी दोनों के समाधान का उपयोग किया। सभी इनपुट के लिए आपको धन्यवाद। दुर्भाग्य से केवल एक उत्तर चुन सकते हैं।

Answer 1

वोल्टेज डिवाइडर को तब गहरी नींद मोड में MCU में शामिल होने की आवश्यकता होती है ... यह एक P चैनल FET (उदाहरण के लिए) के साथ प्राप्त किया जा सकता है .... जब MCU जागता है, तो यह बैटरी वोल्टेज को मापना चाहेगा यह एक P चैनल FET के चारों ओर बने सर्किट को चालू कर सकता है जो बैटरी + V को वोल्टेज विभक्त से जोड़ता है: -

ADC इनपुट को दाईं ओर दिखाया गया है और जब तक MCU ने BC547 को 10X रेसिस्टर के माध्यम से सक्रिय नहीं किया है, तब तक कोई वोल्टेज नहीं पहुंचेगा। सक्रियण के बिना, P चैनल FET बंद हो जाता है और वस्तुतः खुला सर्किट होता है। यदि आप MCU को अपने नियंत्रण पिन पर एक पुल-डाउन करने के लिए प्रोग्राम कर सकते हैं, जब वह सो रहा हो, तो उस बिंदु से दूसरे (कहना) 10k रोकनेवाला को जमीन पर जोड़ दें - यह सुनिश्चित करता है कि P चैनल FET पूरी तरह से बंद है।

चेतावनी का एक छोटा सा शब्द, कम लीकेज करंट वाला एक पी चैनल चैनल चुनें, जब बैटरी लाइफ पर थोड़ी सी भी कमी होगी, लेकिन ज्यादातर एफनेट 100nA के तहत और कई 1nA के क्षेत्र में होने जा रहे हैं।

एक अंतिम बात - जब माइक्रो बंद होता है तो वोल्टेज रेगुलेटर यह स्टैंडबाय करंट पर कैसे प्रदर्शन करता है - क्या आपको इसकी देखभाल करने की आवश्यकता है?

Comments

मैं MCP1802 का उपयोग कर रहा हूं जिसमें 25uA Q करंट है, यह हिस्सा ठीक काम करता है। सुझाव के लिए धन्यवाद, ठीक उसी प्रकार का समाधान जिसकी मुझे तलाश थी।

— s3c

आप ट्रांज़िटर के साथ P-Chan का उपयोग क्यों करेंगे और एक भी N- चैनल भ्रूण नहीं?

— jme

@ जेएमई - एडीसी और एमसीयू को जमीन पर संदर्भित किया जाता है और इसलिए यह उच्च वोल्टेज फ़ीड को स्विच करने के लिए समझ में आता है। अगर मैं एक एन चैनल डिवाइस का उपयोग करता हूं तो अभी भी शीर्ष अवरोधक के माध्यम से स्थायी रूप से एक नाली होगा और एमसीयू में परजीवी डायोड के माध्यम से होगा जब यह नींद मोड में होता है।

— एंडी उर्फ

@Andyaka क्या आईडी एन-बुत उलट गया था ताकि डायोड को उलट दिया जाए ताकि वर्तमान को एडीसी प्रतिरोधों को प्रवाहित न होने दिया जाए?

— jme

@ Jme "कम साइड स्विच (जैसे N-ch FET या μC i / o pin) का उपयोग क्यों नहीं करते?" एक अच्छा सवाल है। यहाँ पर क्यों। बैटरी वोल्टेज Vcc से अधिक हो सकती है। जब कम पक्ष स्विच खोला जाता है, तो बैटरी वोल्टेज ए / डी पिन पर दिखाई देगा। यह ए / डी के जलने या ए / डी पिन पर सुरक्षा डायोड के माध्यम से बैटरी का रिसाव हो सकता है। संबंधित सूत्र।

— निक एलेक्सीव

Answer 2

जब आपको केवल यह पता लगाना होगा कि बैटरी कब मृत होने वाली है (या उससे कुछ समय पहले एक चेतावनी दें), तो आपको सीधे इसके वोल्टेज को मापने की आवश्यकता नहीं है। बैटरी के अपने न्यूनतम वोल्टेज तक पहुंचने से पहले नियामक का आउटपुट वोल्टेज 3V से नीचे आ जाएगा। इसलिए आप माइक्रो कंट्रोलर के सप्लाई वोल्टेज को माप सकते हैं।

इसकी वास्तविक क्षमताओं के आधार पर, आप वोल्टेज विभक्त का उपयोग किए बिना कर सकते हैं। एक उदाहरण के लिए, एक PIC12F1822 (पृष्ठ 141 पर) के लिए ADC डेटशीट देखें:

PIC में एक आंतरिक वोल्टेज संदर्भ होता है, और इसके मूल्य ('FVR बफर' जो मल्टीप्लेक्स में जाता है) को माप सकता है। लेकिन यह एडीसी माप (शीर्ष पर ADPREF चयनकर्ता) के संदर्भ के रूप में भी आपूर्ति वोल्टेज का उपयोग कर सकता है।

यह देखते हुए कि, कोई केवल आपूर्ति वोल्टेज के संबंध में वोल्टेज संदर्भ को माप सकता है, और परिणामस्वरूप वोल्टेज प्राप्त कर सकता है। 12F1822 के मामले में, आंतरिक संदर्भ 2.048V है, और ADC में 10 बिट रिज़ॉल्यूशन है। इसलिए जब आपूर्ति वोल्टेज 3.0V से नीचे चला जाता है, तो ADC परिणाम 699 से अधिक हो जाता है:

एडीसीआरईएसयूएलटी=1024*2.048

$$ADCresult=1024*\frac{V_{in}}{V_{ref}}$$ जो हमारे मामले में $$ADCresult=1024*\frac{2.048V}{V_{supply}}$$

ध्यान दें कि कम आपूर्ति वोल्टेज का मतलब उच्च एडीसी परिणाम है, क्योंकि इनपुट वोल्टेज और संदर्भ वोल्टेज को सामान्य तरीके से स्वैप किया जाता है। एडीसी परिणाम को देखते हुए, आप वास्तविक आपूर्ति वोल्टेज का पता लगाने के लिए इस सूत्र को बदल सकते हैं।

Answer 3

क्या आपको वास्तव में रैखिक नियामक की आवश्यकता है? पूर्ण बैटरी वोल्टेज पर lotC चलाने से चीजें बहुत आसान हो जाएंगी। इसके अलावा, नियामक और willC हमेशा बिजली की बचत करेंगे , यहां तक ​​कि पावर-सेव मोड में भी, बैटरी को लगातार चलाएंगे। डेटा शीट पर एक नज़र डालें और इसे ध्यान में रखें।

क्योंकि ADC इनपुट (एक आम नमूना-और-पकड़ ADC की तरह, एक AVR (C में) केवल वर्तमान को डुबोएगा जब वास्तव में एक मूल्य का नमूना लेते हैं , क्षणिक कम इनपुट प्रतिबाधा को केवल संधारित्र जोड़कर मुआवजा दिया जा सकता है:

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

अगले नमूने की अधिकतम आवृत्ति आवृत्ति इस तरह से सीमित होगी क्योंकि संधारित्र को अगले नमूने लेने से पहले बड़े अवरोधक के माध्यम से फिर से चार्ज करने के लिए समय की आवश्यकता होगी, लेकिन मुझे लगता है कि आप एक बार फिर भी एक बार से अधिक नहीं कहेंगे।

संधारित्र को फिर से चार्ज करने के लिए आवश्यक समय इसकी क्षमता और / या R1 को अलग करके निर्धारित किया जा सकता है। बड़ी R1 = कम "हानि" ऊर्जा + कम अधिकतम। नमूनाचयन आवृत्ति। किसी भी प्रतिरोधक आदि के लिए छोटी क्षमता को जल्दी चार्ज किया जाएगा।
आप R1 के मूल्य को अधिकतम करना चाहेंगे, और तब वांछित नमूने आवृत्ति को प्राप्त करने के लिए C1 के मूल्य को कम करने की आवश्यकता हो सकती है।

न्यूनतम क्षमता इस बात पर निर्भर करती है कि एडीसी एक नमूने के लिए कितना चार्ज करेगा, जो बदले में एडीसी के नमूना बफर की क्षमता से निर्धारित होता है। AVR उपकरणों के लिए मुझे याद है कि यह मान डेटशीट में निर्दिष्ट है। अन्य ICs के लिए, मैं नहीं बता सकता, लेकिन आरेख में 1 inF किसी भी मामले में संभवतः पर्याप्त से अधिक होगा, और संभवतः 10 या अधिक के कारक से कम किया जा सकता है। एडीसी के चश्मे बताएंगे।

संपादित करें:

मुझे Atmega1284p के लिए Atmel के डेटाशीट में यह मिला। S & H बफ़र्स कैपेसिटर 14 पिको- ऑफ़र्ड्स के लिए निर्दिष्ट है , इसलिए C1 के लिए नैनो- ऑफ़र्ड्स के एक जोड़े को बहुत होना चाहिए।

उदाहरण के लिए यहां चर्चा देखें ।

Comments

रैखिक नियामक एक अल्ट्रा लो करंट वोल्टेज डिटेक्टर द्वारा बदले में नियंत्रित किया जाएगा, प्रभावी ढंग से दोनों यूसी को हटाकर और सर्किट से नियामक को एक निश्चित मूल्य से नीचे बैटरी नाली चाहिए।

— s3c

ठीक है, लेकिन orC आपूर्ति के लिए आवश्यक नियामक है, या poweredC को Vbat द्वारा सीधे संचालित किया जा सकता है, इस स्थिति में यह बिना किसी वोल्टेज विभक्त के काम कर सकता है।

— जिमीबीस

मुझे अब यह समझ में आ रहा है कि आप वास्तव में यह नहीं पूछ रहे हैं कि डिवाइस को न्यूनतम बिजली का उपयोग करने के लिए कैसे बनाया जा सकता है, बल्कि यह सुनिश्चित करने के लिए कि लीपो को नष्ट नहीं किया जाए। क्या ये सही है?

— जिमीबीस

हां, यूसी आपूर्ति के लिए नियामक की आवश्यकता है। कम से कम बिजली का उपयोग करना पसंद है लेकिन मेरी मुख्य चिंता नहीं है।

— s3c

आपके द्वारा उल्लिखित वोल्टेज डिटेक्टर का आउटपुट कैसा दिखता है?

— जिमीबी