Измерение напряжения собственного питания ардуино

[snake1122a]

Собираю контроллер на ардуино (pro mini). Хотелось бы в дополнение к основным функциям добавить функцию измерения собственного напряжения питания (подающегося на вывод встроенного в ардуино стабилизатора напряжения питания). То есть если питание автономное, можно будет прослеживать состояние и динамику разряда батареи и, соответственно, как-то прогнозировать сколько еще можно "протянуть".

Некоторые контроллеры имеют специальные "засекреченные" регистры -- может, у ардуино тоже есть такой?

Самым простым решением кажется подключить питающее напряжение через какой-нибудь там резистор на один из аналоговых выводов и просто его мерять. Что смущает -- на самом деле эти выводы меряют не абсолютное напряжение, а напряжение в диапазоне от 0 (минимум) до "напряжения питания" (максимум) выдавая результат от 0 до 255. И здесь вопрос - что считается "напряжением питания". Если это уже стабилизированное напряжение 5В (что скорее всего и должно быть), то все нормально, только надо поставить делитель, так как измеряемое нерегулированное напряжение будет больше максимума (стабилизированного напряжения). Ну а если "напряжение питания" это нерегулированное напряжение, то результат всегда будет максимум, то есть 255.

Или, может, такого типа вопрос решается совсем другим способом, например, через специализированный элемент (есть свободный аналоговый вывод, также используется SPI)

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Yurkin2015]

Надо установить внутреннее опорное напряжение для Меги с помощью функции analogReference(INTERNAL) на уровне 1.1В. После этого диапазон входных напряжений будет от 0 до 1.1В, соответственно выходной код АЦП от 0 до 1023. Затем подбираете резистивный делитель для измерения напряжения батареи.

Изменено 10 мая, 2017 пользователем Yurkin2015

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[snake1122a]

Супер! Спасибо!

Кстати, не подскажете, в каких приблизительно диапазонах сопротивления (десятки ом, единицы килоом и т.п.) рассчитывать делитель?

Изменено 10 мая, 2017 пользователем snake1122a

[Реклама]

Организация питания на основе надежных литиевых аккумуляторов EVE и микросхем азиатского производства

Качественное и безопасное устройство, работающее от аккумулятора, должно учитывать его физические и химические свойства, профили заряда и разряда, их изменение во времени и под влиянием различных условий, таких как температура и ток нагрузки. Мы расскажем о литий-ионных аккумуляторных батареях EVE и нескольких решениях от различных китайских компаний, рекомендуемых для разработок приложений с использованием этих АКБ. Представленные в статье китайские аналоги помогут заменить продукцию западных брендов с оптимизацией цены без потери качества. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Yurkin2015]

Если максимальное напряжение батарей 10В, то надо делитель, к примеру, 1:10, тогда после делителя будет 1В. Соотношение резисторов должно быть 9:1. Типа верхний резистор 91к, а нижний 10к. Или типа того. За точностью не гонитесь, всегда можно пересчитать в программе на Меге.

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[snake1122a]

То есть десятки килоом? Тут, я так понимаю, важна величина тока, например, 91к+10к могут давать оптимальный ток для аналогового ввода, а 91м+10м может быть неоптимально или даже слишком большим.

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Vascom]

Ток не важен, там же КМОП скорее всего.

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Yurkin2015]

Аналоговый вход чувствует напряжение, а не ток. Его входное сопротивление 100МОм, значит чтобы это сопротивление не влияло на делитель, сопротивление делителя должно быть раз в 100 меньше. То есть нижний резистор может быть 1М или меньше. Например верхний 9,1МОм, а нижний 1МОм. Можно эти резисторы уменьшать в разумных пределах, учитывая, что при малых значениях резисторов будет напрасно разряжаться батарейка от этого делителя. 

[snake1122a]

Супер! Спасибо!

[Yurkin2015]

Кстати, можно и не менять опорное напряжение АЦП, оставить 5В, как Вы и хотели в самом начале. Только уже делитель будет 1:2, то есть два одинаковых резистора. Так, кстати, будет лучше, при 5В выходной код с АЦП будет меньше дёргаться, будет более стабильным.

Изменено 10 мая, 2017 пользователем Yurkin2015

[Traktorist3d]

Всем привет, а получится по реализации из темы сделать так, чтобы в питании Ардуино присутствовал конденсатор более менее приличной емкости и при отключении питания, напряжение пропадало не сразу и во время этого "не сразу" ардуина успевала бы подать команду с цифрового выхода?

Изменено 28 января пользователем Traktorist3d

[v1ct0r]

если вы зашьете соответствующую прошивку, то почему нет

[We Are]

Ионистор до 5.5В туда влепить.

Или LiFePO4 аккумулятор AA - надооолго хватит - если ардуина на 3.3В

Изменено 29 января пользователем We Are

[Traktorist3d]

Да даже проще, подключил дополнительно электролит 6800uF, и отключается не сразу при отключении питания. Вообще задача, чтоб ардуина управляла засыпанием и пробуждение Android ТВ приставкой через IR порт. Собственно с пробуждением не проблема, на ардуину подается питание, она запускается и подает команду на приставку о пробуждении. А с засыпанием или делать чтоб ардуина постоянно была запущена и отдельный подвод к ней через оптопару, и при пропадании ввода будет давать команду на засыпание. 

Делаю ГУ в машину самодельное, надо чтоб приставка выступающая в виде мозгов при повороте ключа просыпалась и засыпала при выключении соотвественно

 

[Traktorist3d]

Попробовал, что-то не работает. Если просто отключить напряжение от аналогового входа то триггер срабатывает(зажигается светодиод на плате если напряжение снижается ниже 4в), а вот если отключать питание от которого и поступало такое же напряжение на налоговый вход, + подключен конденсатор, ардуина медленно гаснет но триггер не срабатывает. Подозреваю, с падением напряжениея снижается и опорное, в ардуино и она просто не замечает изменения напряжения. 

Это я на VIN подаю 5В, надо пробовать 12-14В а на аналоговый вход через делитель чтоб не больше 5В поступало

 

[We Are]

20 hours ago, Traktorist3d said:

Подозреваю, с падением напряжениея снижается и опорное,

Да.

Там три вида опорного: 1В, питание и внешнее. Если выбрано питание - оно и будет уменьшаться одновременно с уменьшением питания.

Ставьте 1В и резисторный делитель.

[Геннадий]

В 28.01.2024 в 19:26, Traktorist3d сказал:

а получится по реализации из темы сделать так, чтобы в питании Ардуино присутствовал конденсатор более менее приличной емкости и при отключении питания, напряжение пропадало не сразу и во время этого "не сразу" ардуина успевала бы подать команду с цифрового выхода?

Только на входе стабилизатора напряжения. 78-е очень не любят наличие напряжения в выходной цепи, когда во входной его уже нет.

Сделайте так.

[IMXO]

В 10.05.2017 в 18:46, Yurkin2015 сказал:

Аналоговый вход чувствует напряжение, а не ток. Его входное сопротивление 100МОм, значит чтобы это сопротивление не влияло на делитель, сопротивление делителя должно быть раз в 100 меньше. То есть нижний резистор может быть 1М или меньше. Например верхний 9,1МОм, а нижний 1МОм.

Откываем ДШ на 328р и читаем:
"The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10kOm or less. If such a source is used, the sampling time will be negligible. If a source with higher impedance is used, the sampling time will depend on how long time the source needs to charge the S/H capacitor, with can vary widely. The user is recommended to only use low impedance sources with slowly varying signals, since this minimizes the required charge transfer to the S/H capacitor."
(АЦП оптимизирован для аналоговых сигналов с выходным сопротивлением примерно 10 кОм или менее.)

[Yurkin2015]

@IMXO Да, при таком большом сопротивлении источника сигнала надо предпринять некоторые меры предосторожности для того, чтобы S/H конденсатор успел зарядиться до нужного напряжения.

Например, прочитать AnalogRead() несколько раз подряд и использовать только последнее значение.

Или повесить на аналоговый пин конденсатор 0.1 мкФ от земли, тогда сампл-энд-холд сразу зарядится, несмотря на мегаомы.

[Traktorist3d]

Может кому пригодится, помогла нейронка. Спросил про самоконтроль напряжения:

Спойлер

ты знаешь какой микроконтроллер умеет измерять собственно напряжение питания?

Да, некоторые микроконтроллеры имеют встроенную функцию для измерения собственного напряжения питания. Например, многие микроконтроллеры от Atmel/Microchip, включая некоторые модели серии AVR, такие как ATmega328P (на котором основан Arduino Uno), могут измерять напряжение питания Vcc, используя внутренний источник опорного напряжения и аналогово-цифровой преобразователь (АЦП).

Для этого микроконтроллер настраивается таким образом, чтобы использовать его внутренний опорный источник напряжения для сравнения с напряжением питания, и, таким образом, может измерить напряжение Vcc без необходимости использования внешних пинов. Это может быть полезно для мониторинга уровня заряда батареи или для идентификации ситуации понижения напряжения питания.

Например, в ATmega328P (и некоторых других микроконтроллерах AVR) можно настроить АЦП так, чтобы он измерял внутренний опорный источник напряжения 1.1 В относительно Vcc. Путем измерения этого напряжения и проведения некоторых вычислений, можно определить Vcc.

Вот пример функции на языке C для AVR, которая делает это:

У меня arduino nano на чипе 328p, код выше можно прошить на него? И вывести собственное напряжение на монитор

Да, код, представленный выше, можно адаптировать и использовать на Arduino Nano с чипом ATmega328p для измерения напряжения питания и вывода его на последовательный монитор. Чтобы сделать это, нам нужно перевести код на "язык" Arduino IDE, который является C++ подобным, включая функции для инициализации и вывода данных через последовательный порт.

Ниже приведен адаптированный код для Arduino Nano:

long readVcc() {
  // Читаем 1.1V опорное напряжение по отношению к Vcc
  ADMUX = _BV(REFS0) | _BV(MUX3) | _BV(MUX2) | _BV(MUX1);
  delay(2); // Ждем немного для стабилизации напряжения
  ADCSRA |= _BV(ADSC); // Запустим конвертацию
  while (bit_is_set(ADCSRA, ADSC)); // Ждем окончания конвертации
  uint8_t low = ADCL; // Берем младший байт результата
  uint8_t high = ADCH; // Берем старший байт результата

  // Комбинируем два байта и преобразуем результат в Vcc
  long result = (high << 8) | low;
  result = 1125300L / result; // Преобразовываем в милливольты
  return result; // Возвращаем Vcc
}

void setup() {
  Serial.begin(9600); // Настраиваем серийный порт
}

void loop() {
  long vcc = readVcc(); // Читаем напряжение Vcc
  Serial.print("Vcc: ");
  Serial.print(vcc); // Выводим Vcc в милливольтах
  Serial.println("mV");
  delay(1000); // Делаем паузу между измерениями
}

 

В этом коде функция readVcc() выполняет измерение напряжения питания ATmega328p, используя встроенный АЦП для сравнения внутреннего опорного напряжения 1.1 В с напряжением питания Vcc. Это позволяет оценить напряжение питания обходным путем, не используя внешние источники напряжения или датчики.

Важно отметить, что значение 1125300L (1.1 * 1023 * 1000) в методе readVcc() — это произведение опорного напряжения на коэффициент преобразования АЦП и масштаба до милливольт для точности вычислений. Это значение может потребовать корректировки или калибровки для вашего конкретного устройства, особенно если точность критична для вашего приложения.

Этот метод является полезным для различных приложений, включая мониторинг уровня заряда батареи или автоматическое отключение устройства при падении напряжения питания ниже безопасного уровня.

 

Работает )), к входу питания Ардуины подключен только конденсатор. При снижении питания срабатывает нужная команда...

Тут только остается вопрос, что на ACC в машине много чего висит, и конденсатор может быстрей разряжаться чем среагирует Ардуинка... 

 

Изменено 19 февраля пользователем Traktorist3d