Защита аналогового входа МК (5 Вольт)

[Ser8191]

Здравствуйте. Нужно защитить аналоговый вход МК (5 вольт), который занимается измерением напряжения в машине.

 

Верно ли я рассчитал резистор R1 ?

 

 

[Реклама]

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

[Lexter]

42 минуты назад, Ser8191 сказал:

резистор R1

А зачем он вообще нужен, если есть R4?

[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

[smart_ed]

50 минут назад, Ser8191 сказал:

Нужно защитить аналоговый вход МК (5 вольт), который занимается измерением напряжения в машине.

 

От чего именно защитить-то?

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

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

[IMXO]

1 час назад, Ser8191 сказал:

Верно ли я рассчитал резистор R1 ?

конечно нет, ты ваапче все рассчитал не верно. открываешь ДШ на свой МК раздел электрических параметров и находишь ток утечки входа АЦП, обычно он около 500нА при питании 5в это эквивалентно сопротивлению входа 10МОм для получения ошибки преобразования 1/2МЗР полученное значение делится на удвоиную разрядность АЦП те на 2048 получаем грубо сопротивление источника сигнала 5кОм , у тебя 10+2,4=12.4кОм . плюс к этому R4 и D2 сам по себе образует делитель и R1 не нужен вовсе. D2 имеет теневой ток около 5мкА те эквивалент 1МОм  , для точности 1МЗР делим на 1024, грубо 1кОм - максимальный номинал R3.
МК допускает превышение напряжения на входах до 0,5в выше напряжения питания , чтобы стабилитрон не открывался на верхнем приделе АЦП его номинал берется чуть выше напряжения питания те 5,1в .

входное напряжение берется 30..50в, напряжений выше этого значения кроме импульсных помех в авто нет и оные отсеиваются стабилитроном. итого Uвх=50в Uвых=5в R3=1кОм , R4= 9кОм

как-то так...

[Ser8191]

Спасибо.

[demiurg1978]

Все порты ввода вывода мк защищены внутренними диодами. Ток диодов 1 мА. Поэтому, нужно ставить внешние диоды. Опять же, нужно учитывать, что диоды сливают излишек на шину питания.

[Alexeyslav]

Схема защиты неверна в принципе. Вас ждут неприятные открытия по поводу стабилитрона. Он начинает открываться и шунтирует цепь на половине напряжения своего номинала, внося нелинейность в измерительный тракт.

Через стабилитрон надо пустить ток номинальный или хотябы 2мА, вход на него замкнуть через диод. Теперь диод будет проводить не раньше чем напряжение поднимется выше напряжения стабилизации стабилитрона. Выбираю 3.6 вольт, при 4 на входе диод откроется полностью и дальнейшее увеличение напряжения будет приводить только к росту тока до физического разрушения стабилитрона или диода. Это можно предотвратить резистором на входе, ограничив ток максимальным для стабилитрона на предполагаемом максимальном входном... который и так есть частью делителя. В таком случае опорное напряжение для АЦП надо выбирать 2.5В - TL431 и тому подобное.

24.07.2020 в 15:11, IMXO сказал:

МК допускает превышение напряжения на входах до 0,5в выше напряжения питания 

это в принципе неверное понимание сути. Откуда берется 0.5 вольт? защитные диоды. это падение на них при максимальном допустимом токе, который еще не приводит к тиристорному защелкиванию. Первично не напряжение, а ТОК через защитный диод! напряжение выше шин питания лучше вообще не допускать. Оно ведь зависит от температуры, от экземпляра чипа и может варьироваться.

Стабилитроны, я уже говорил, тоже забавные зверьки - начинают проводить ток задолго до напряжения стабилизации, нарушая работу делителя.

[Ser8191]

А что в итоге?

 

Изменено 6 декабря, 2020 пользователем Ser8191

[Ser8191]

Цитата

Схема защиты неверна в принципе. Вас ждут неприятные открытия по поводу стабилитрона. Он начинает открываться и шунтирует цепь на половине напряжения своего номинала, внося нелинейность в измерительный тракт.

Откуда будут открытия, если при 15 Вольт бортовой сети на выходе делителя 1,36 Вольт?

[Alexeyslav]

08.12.2020 в 17:08, Ser8191 сказал:

Откуда будут открытия, если при 15 Вольт бортовой сети на выходе делителя 1,36 Вольт?

Стабилитрон не триггер, у него ВАХ плавная, и при 1.36В он потихоньку но начинает проводить и тем самым шунтировать нижнее плечо делителя. У вашего протеуса идеализированная модель, или упрощенная она может не совсем адекватно передавать эти ньюансы. Лучше вживую схему собрать... более того, разброс параметров стабилитронов от экземпляра к экземпляру, зависимость от температуры... практика - главный критерий истины, а не протеус. Я уже по этим граблям походил.

[KRAB]

В одной из тем я уже говорил - поставить СД соотв. цвета - и соотв. напряжения зажигания - и работает без проблем.

[солар]

27.07.2020 в 21:38, demiurg1978 сказал:

сливают излишек на шину питания

и питают всю схему этим напряжением.

[Ser8191]

14.05.2021 в 07:52, KRAB сказал:

В одной из тем я уже говорил - поставить СД соотв. цвета - и соотв. напряжения зажигания - и работает без проблем.

Что такое СД?

[КЭС]

светодиод

[Ser8191]

Светодиод вместо стабилитрона?

[КЭС]

А что смущает?

[Ser8191]

Цитата

поставить СД соотв. цвета - и соотв. напряжения зажигания

Как рассчитывать?

[KRAB]

6 минут назад, Ser8191 сказал:

Светодиод вместо

выполняет роль стабистора.

Только что, Ser8191 сказал:

рассчитывать?

 

Только что, Ser8191 сказал:

соотв. цвета - и соотв. напряжения зажигания

если забанен в Гугле - поможет набор разноцветных стабилитронов и тестер в режиме прозвонки, позволяющий наблюдать падение напряжения на ПП-переходе СД при прямом включении.

Да, последовательное их включение - никто не запрещает также ....  

[Ser8191]

ZMM5V1 при подключении мультиметра в режиме прозвонки показывает 0,763 В

Нужно подобрать светодиод с таким же падением?

[Piotr__1]

12 минут назад, Ser8191 сказал:

ZMM5V1 при подключении мультиметра в режиме прозвонки показывает 0,763 В

А в схеме он у вас тоже в прямом направлении включен?

[Ser8191]

Резисторный делитель R1 R2 всегда присутствует.

МК вычисляет номинал резистора R3 по формуле на картинке.

Схема со светодиодом будет выглядеть так?

 

Изменено 20 мая, 2021 пользователем Ser8191

[Ser8191]

3 часа назад, Piotr__1 сказал:

А в схеме он у вас тоже в прямом направлении включен?

Схема на верхней картинке

[Alexeyslav]

1 час назад, Ser8191 сказал:

Схема на верхней картинке

У вас, даже при таком напряжении может наблюдаться шунтирование R1 стабилитроном. Попробуйте построить зависимость напряжения на выходе от напряжения на входе, она должна быть прямой линией, но из-за стабилитрона не будет прямой.

 

Изменено 20 мая, 2021 пользователем Alexeyslav

[KRAB]

54 минуты назад, Alexeyslav сказал:

при таком напряжении может наблюдаться шунтирование R1 стабилитроном

особенно зная эту "гадость" при работе на микротоках.

[Электронвольт]

22.09.2020 в 19:28, Alexeyslav сказал:

В таком случае опорное напряжение для АЦП надо выбирать 2.5В

Будет узкий диапазон измерений АЦП и ухудшится точность измерений. Можно опорное брать 4,7В со стабилитрона находящегося в "рабочем" режиме и через диод защита входа как вы правильно указали. Вход АЦП контроллера нужно зашунтировать от помех и пульсаций конденсатором на "общий". Ёмкостью от 0,1 до 5мкФ с низким Vloss.