Circuito para medir 9V con un microcontrolador de lógica 3.3V

[ultegra]

Hola,

en un diseño de una PCB me interesaría poder medir el voltaje de una pila de 9V (oscila según su datasheet entre 8.2v y 9.2V). El microcontrolador tiene una lógica que trabaja entre 0 (para LOW) y 3.3V (para HIGH). Había pensado utilizar un mosfet de canal P como se muestra en la imagen 'img01.jpg'. El problema es que no encuentro un modelo con una Vgs(th) mínima de más de 6V, por lo que pensé en utilizar un npn (img02.jpg) ¿Funcionaría este último circuito? Es requisito indispensable el ahorro de energía, por lo que emplear un divisor de tensión no es viable.

Gracias!

 

[Fogonazo]

¿ Que función tienen los transistores ?, ¿ Conmutar la tensión a medir ?

 

[ultegra]

¿ Que función tienen los transistores ?, ¿ Conmutar la tensión a medir ?

Disculpa, tenía que haberlo comentado un poco. En el primer circuito, el mosfet de canal P está cortado mientras el pin digital esté a 3.3V y cuando se quiera leer se fija 0V (saturaríamos el mosfet), de esta forma la tensión de la pila de 9V 'se copia' en el drenador (salvo la pequeña caida entre D y S) y ahí ya con el divisor de tensión se mide mediante el pin analógico. De esta forma sólo se drena corriente en la lectura y así se ahorra batería. Esto no funciona cuando se quiere medir una tensión de 9V o más, ya que la diferencia entre la tensión en el G y el S es demasiado alta y nunca se consigue sacar de saturación, al menos yo no he encontrado ningún mosfet con esa característica, por eso descarté el circuito.
En el segundo circuito es la misma idea, sacar del corte al transistor bipolar fijando en la salida del pin digital 3.3V y medir la caída de tensión entre R3 y R2. Imagino que aunque el bipolar esté cortado se drenará algunos nA por el colector pero no se me ocurre otra forma de implementarlo.
Gracias.

 

[Fogonazo]

Mira este integrado: CD4066 me parece que será mas eficiente.

 

[ultegra]

Mira este integrado: CD4066 me parece que será mas eficiente.

Gracias Fogonazo, no conocía esos circuitos. En cuanto a consumo creo que es excepcional (decenas de nA). El problema que le veo en mi caso y si no corrígeme, es que alimentaría al CD4066 con una batería de litio que oscila entre 3.3V y 4.2V. Con esos valores y mirando el datasheet, el nivel mínimo de tensión que tengo que poner en la entradas de control para que lo interprete como un nivel alto es de 3.5V y el microcontrolador solo es capaz de proporcionarme 3.3V. Quizás podría valer pero estaría muy ajustado el diseño ¿no? ¿Pondrías un StepUp?

 

[chclau]

Yo tomaria tu primer circuito agregando un NPN entre la salida del controlador y el gate del FET. El NPN tiene un pull-up a 9V, asegurando el corte del mosfet de canal P.

 

[ultegra]

Yo tomaria tu primer circuito agregando un NPN entre la salida del controlador y el gate del FET. El NPN tiene un pull-up a 9V, asegurando el corte del mosfet de canal P.

Gracias chclau,

no entiendo muy bien tu propuesta. ¿Seria como poner el NPN en emisor común? En la base la salida del pin de control del microcontrolador y en el colector una R a los 9V y el emisor a 0V?

 

[Gudino Roberto duberlin]

Hola, bien, si el método de muestra forzosamente tiene que ser así, pues: Puedes utilizar un PNP en lugar del MOSFET, y considerar la caída de 0.7V.
Otra alternativa, cerrar el circuito a través de GND, con un MOSFET canal N.

El 2do. Gráfico que expones esta mal. Ya que al estar abierto el transistor, la entrada al PIC, se verá sometida a 9V.

 

[chclau]

Gracias chclau,

no entiendo muy bien tu propuesta. ¿Seria como poner el NPN en emisor común? En la base la salida del pin de control del microcontrolador y en el colector una R a los 9V y el emisor a 0V?

Si, asi seria. Y del colector del transistor al gate del FET P.

 

[pandacba]

Si empleas resistencias de 2M2 y 1M0 tendras una corriente de 2.8125 x10-6 A

 

[chclau]

Si empleas resistencias de 2M2 y 1M0 tendras una corriente de 2.8125 x10-6 A

Y la impedancia de entrada del ADC?

 

[pandacba]

Eso se soluciona con facilidad es lo mismo que cuando utilzas un Conversor A/D de doble rampa, si no fijate como estan echos los divisores para estos y como son los pack de R de división que vienen encapsuladas y son de mucha presición. El conversor tiene su impedancia y es por eso que esta asociada a la parte más baja, siendo el total del divisor la impedancia de medida.
Trabajo utilzando conversores en equipos industriales en algunos casos utilizo micros, otros los CI dedicados o combinación de acuerdo al mejor rendimiento y aprovechamiento en conjunto

 

[Gudino Roberto duberlin]

A lo que se refiere el compañero chclau, es que la impedancia de entrada en los ADC de los PIC, rondaría unos 50K. Si utilizamos esos valores de resistencia, en la entrada, cómo comentas, pues se cae la relación del divisor resistivo por el piso. Y las lecturas serán cercanas a 0.

 

[666hellyeah]

Con un divisor de tensión bien calculado no hay problema. Y claro hacer la conversión de valores, es decir un ejemplo, en la salida tendrás 9V mientras que en la entrada del microcontrolador tendrás 3.5V, entonces dentro del microcontrolador se debe interpretar que los 3.5V son los 9V. Saludos.