Як читати високі напруги на мікроконтролері?

Я хочу прочитати високі напруги, як ~ 50В, за допомогою мікроконтролера. Я планую поставити це як вхід в лінію мікроконтролера A / D. Але звичайно, у вас не повинно бути напруги на вході мікроконтролера, інакше він буде смажитися.

Як я можу прочитати високі напруги? Головне, що мені потрібно знизити напругу, перш ніж її прочитати. Що потрібно враховувати при зниженні цієї напруги?

Спасибі заздалегідь!

Редагувати: Я помітив у таблиці даних PIC18, що в ній написано "Максимальний рекомендований опір для аналогових джерел - 2,5 кОм". Як це впливає на те, як я знижую напругу, будь то з резистивними дільниками тощо?

Простий резистивний дільник напруги дозволить досягти того, що ви хочете.

Формула для обчислення вихідної напруги:

Отже, якщо припустити, що ваша вхідна напруга коливається від 0-50В, нам потрібно розділити її на 10, щоб досягти 0-5В. Якщо ми також припускаємо, що хочемо навантажити вхідну напругу 100 кОм, то розрахунки будуть приблизно такими:

Vout / Vin = R2 / 100kΩ

0,1 = R2 / 100kΩ -> R2 = 10kΩ

R1 = 100kΩ - R2 = 90kΩ

Отже R1 = 90kΩ і R2 = 10kΩ

Для АЦП, що вимагає максимального опору джерела, потрібно переконатися, що опір дільника напруги знаходиться нижче цього рівня. Опір на дільнику можна обчислити як R1 || R2.

Для <2,5kΩ вищезазначене не відповідає цій вимозі, оскільки 10kΩ || 90kΩ = 9kΩ
Якщо ми використовуємо 9kΩ та 1kΩ, то отримуємо 1 / (1/1000 + 1/9000) = 900Ω

Майте на увазі, що чим менший опір, тим вище необхідні резистори номінальної потужності. 50 В / 1 к = 50 мА -> 50 мА * 45 В = 2,25 Вт через верхній резистор (0,25 Вт в нижній частині)
У цих випадках найкраще використовувати буфер підсилювача між дільником високого опору і АЦП. Або використовувати роздільник 2kΩ та 18kΩ, який не такий вже й живий, як версія 1k / 9k.

Щоб додати до відповіді Олі:

Діод Шоткі захищає вхід операційного апарата від перенапруги у випадку, якщо напруга на вході перевищить максимально вказані 50 В. Це краще рішення, ніж 5 В стабілітра, який часто розміщується паралельно резистору 3 кОм. Напруга стаціонарного напруги 5 В вимагає декількох мА, якщо струм значно нижчий, напруга ценера також буде нижчим, і діод може зафіксувати вхід, наприклад, 4 В або навіть нижче.

Резистор 27 кОм дозволить 2 мА, чи не достатньо ценерів? Я можу, але це не те, що отримає зенер; більша частина цих 2 мА пройде через резистор 3 кОм, залишаючи лише десятки до сотень мкА для стабілітра, що просто занадто мало.

Виберіть діод Шоткі з низьким зворотним струмом витоку, щоб напруга живлення напругою 5 В не надто впливала на дільник.

Для ізольованого вимірювання можна використовувати перетворювач напруги, наприклад LV-25 LEM або подібний.

Але набагато простішим способом, якщо вам не потрібна ізоляція, є просто використовувати дільник напруги :

Для боротьби з проблемою опору джерела ви можете спочатку скористатися дільником напруги, а потім скористатися стандартним підсилювачем. Це повинно мати достатньо низький вихідний опір для вас. Ось примітка до програми, яку я опублікував вчора про використання opamps для перетворення рівнів напруги для АЦП.

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

Знайдіть щось, що називається дільником резистора . Використовуючи два резистори, ви можете помножити напругу на постійну між 0 і 1. У вашому випадку потрібно масштабувати 50 В до рівня мікроконтролера. Скажімо, мікро працює на 5 В, тому ви хочете масштабувати вхід на 0,1. Це можна зробити за допомогою двох резисторів, перший має 9x опір другого. Сигнал переходить у перший. Інший кінець з'єднаний з другим резистором і входом мікро A / D, а другий кінець другого резистора підключений до землі. При співвідношенні 9: 1 ви отримуєте коефіцієнт підсилення .1 (ослаблення на 10).

Ви, мабуть, хочете, щоб нижній з двох (1х резистор) був близько 10 кОм, що зробило б інші 90 кОм. Ймовірно, я б використовував 100 кОм, щоб забезпечити деякий запас і надмірне зондування.

Я успішно це зробив за допомогою дільника напруги та зворотного зміщення діода Зенера між вхідним штифтом і землею (про всяк випадок).